空分汽轮机凝汽器检漏和堵管工艺的思考
时间：2022-10-29 04:47:23
摘 要：介绍凝汽器的构造、工作原理、凝汽器检漏的基本方法及如何根据实际情况对几种方法进行选择，另外对漏点的堵漏方法及有关正式堵头和临时堵头的选用做了介绍，从而更好更快的修复凝汽器，保证设备正常运行。
关键词：汽轮机凝汽器；堵漏方法；堵头选用
1 凝汽器的简介
凝汽器是多程管壳式凝汽器，是汽轮机做完功的能量回收装置，如果出现问题，将导致空分装置全线停车。
我单位凝汽器管侧循环水设计压力为0.6MPa ，壳侧冷凝水设计压力为0.2 MPa。凝汽器总长10m，直径3.2m，共有4932根换热管，换热面积2700m2。换热管长9.8m，外径3/4”19mm），壁厚0.028”（0.7112mm），材质为铜，管板材质为碳钢。
2 凝汽器的检漏
2.1 凝汽器泄漏的判定：凝汽器管侧压力高于壳侧压力，循环水流量增加，凝汽器液位增加，真空度下降，从凝汽器壳侧压力表可以判定凝汽器发生了泄漏。
2.2 凝汽器各种检漏方法及其评价
方法1、水压检漏：主要是目测检查，不需要专门的仪器。
具体步骤如下：将凝汽器壳侧充满，在充水过程中检查管板，有明显水流的换热管先用临时堵头封堵，然后慢慢升压，在升压过程中检查管板，有明显水流的换热管也用临时堵头封堵，最后将凝汽器壳侧水压升到设计压力的90%，即10.5Bar。然后用白布擦干管板后仔细观察，对仍有水流流出的换热管做好记号，以便下一步的正式堵管。
该方案简单易行，但准确性不是很高，只能检查出泄漏量较大的换热管破损，并且对换热管和管板结合处的泄漏检查效果不是很好。
方法2、气压检漏：利用检测液目测检查，不需要专门仪器。
具体步骤如下：用压缩空气对凝汽器壳侧充气，在充气过程中检查管板，有明显空气吹出的换热管先用临时堵头封堵，然后慢慢升压，在升压过程中检查管板，有明显空气吹出的换热管也用临时堵头封堵，最后将凝汽器壳侧气压升到5Bar，然后用白布擦干管板，并对每个换热管以及换热管和管板结合处涂上检漏液，对有泄漏的换热管做好记号，以便下一步的正式堵管。
这种检漏方案比第一种水压方案准确性稍高，但检漏过程比较繁琐。
方法3、氦气检漏：利用氦气泄漏检测仪来探测泄漏率。
氦气泄漏检测仪由探头、真空泵、氦气分析仪和氦气泄漏率读数表四部分组成。氦气泄漏检测仪具体的工作方法是，先启动氦气泄漏检测仪，把探头放到要被检测的地点，由真空泵把探头处的气体吸入后传到氦气分析仪，由氦气分析仪分析被吸入的气体，并由氦气泄漏率读数表显示出具体的泄漏率数值。
该方案是在水压检漏的基础上增加了氦气检漏。对缺陷检漏准确性高，对换热管和管板结合处的泄漏也能很明显的反映出来，并且根据氦气泄漏率读数表上显示的数值可以初步估计换热管缺陷的类型和大小。该氦气检漏方案是在凝汽器检漏中比较普遍使用的一种检漏方案，准确率很高。
3 凝汽器的各种堵管方法
3.1 换热管和管板结合处泄漏的处理方法
根据凝汽器维修手册，换热管和管板结合处泄漏的处理方法是利用专用的补胀器对泄露处的管口补胀。具体步骤如下：测量没有补胀前缺陷换热管管口的内径，然后在需要补胀的缺陷换热管管口部位涂上“LUBE-A-TUBE”牌剂，利用补胀器对泄露处的换热管口进行补胀，测量补胀后缺陷换热管管口的内径。需要注意的是补胀前后换热管扩径不能超过0.05 mm，胀管深度不能超过64mm。
3.2 缺陷换热管的堵管方法：
方法1、利用CTI修复系统进行衬管。用一根稍细（外径稍小于钛管内径）的管子利用CTI修复系统衬在换热管的缺陷处。该方法适用于换热管破口或断裂。
该方法优点是可以保持这根换热管的可用性，可同时解决末端冲蚀问题，且不影响换热效果，同时因减少堵头，使循环水速降低，从而减缓整个换热器的冲蚀。缺点是需要一整套CTI修复系统（适用于直管凝汽器），初期投资费用较高，长期使用则可以显出优势。
方法2、堵头焊接不锈钢长棒进行封堵。该方法是把不锈钢堵头上焊接一段不锈钢长棒后对缺陷换热管进行封堵。具体步骤如下：用一根不锈钢长棒焊接到不锈钢堵头上，再把堵头塞入缺陷换热管，长棒长度为从管板到破口再加上18″～24″并且要超过破口位置后的隔板至少4″，长棒外径稍微小于换热管内径。该方法适用于换热管破口或断裂位置离进水端水室或出水端水室较近的缺陷。
该方法的优点是固定了缺陷换热管，不会随水流的冲蚀而扩大缺陷程度和范围；缺点是使缺陷换热管不可用，降低了换热效果，增加了循环水速，从而加剧了整个换热器的冲蚀。
方法3、串接杆加堵头进行封堵。该方法是在缺陷换热管中加入串接杆（不锈钢长棒或不锈钢管）以加固缺陷换热管，再对缺陷换热管进行封堵。具体步骤如下：先将一根外径稍小于换热管，长度稍短于换热管长度（14.8m）的不锈钢长棒或不锈钢管伸入缺陷换热管内，然后对缺陷换热管两端用堵头进行封堵。该方法适用于换热管破口或断裂处于换热管中间部位的缺陷。
该方法优点是固定了缺陷换热管，不会随水流的冲蚀而扩大缺陷程度和范围；缺点是使缺陷换热管不可用，增加了循环水速，加剧整个换热器的冲蚀，同时对所有串接杆两端攻丝时需同心，否则容易导致不能全部塞入缺陷换热管。
方法4、缺陷换热管封堵加缺陷换热管周围一圈换热管封堵。该方法是直接对缺陷换热管两端用堵头进行封堵，缺陷换热管周围一圈换热管两端也用堵头进行封堵。该方法适用于维修时间较紧的情况下出现少量的换热管大破口或断裂。
该方法的优点是简单易行，在时间紧迫的情况下可以紧急处理，同时也具有一定的可靠性；缺点是没有对缺陷换热管进行串接杆固定，在水流的进一步冲刷下可能会加剧缺陷形式和扩大缺陷范围，同时用堵头加圈堵大大降低了凝汽器的换热效果，增加了循环水速，从而加剧了整个换热器的冲蚀。
4 堵头的设计
在检漏过程和堵管过程中都用到了临时堵头和正式堵头，凝汽器堵头是随设备带来的，材料为硬木，尺寸为0.650"×0.755"×1.5"LG。在现场堵管过程中发现该堵头不适用，用榔头敲击时容易破碎，并且堵管效果不好。根据经验自行研制了临时堵头和正式堵头。
4.1 临时堵头。临时堵头材料为聚四氟乙烯棒或尼龙棒，尺寸为16.5mm×20mm×39mmLG。
4.2 正式堵头。材料为聚四氟乙烯和钛，具体的尺寸如图1-图2：
该堵头工作原理是利用旋转六角螺母使锥形钛质内芯挤压聚四氟乙烯外套，膨胀后与换热管紧密结合在一起。堵头上螺母可以用弹簧垫片来防止松动，也可以用两个螺母备紧来防止松动。堵头钛质内芯尾部开孔用于穿锁紧钢丝，以防止螺母在水流冲蚀下脱落。该堵头的优点是容易制作和操作，在堵管时不需榔头敲击，较少了损坏周围换热管的可能性，并且在堵管后紧密性好，不会随水流冲击而脱落。
5 结束语
凝汽器发生泄漏后，必须根据当时的维修允许时间、运行工况和泄漏量大小选取合适的检漏方案进行查漏。确定了缺陷换热管后，必须根据缺陷的位置、类型和大小选取相应的堵管方案对缺陷换热管进行堵管。争取在允许的维修时间内用最合理的方案来解决凝汽器泄漏，从而保证机组的安全稳定运行。
参考文献
