机组凝结水氢电导率超标原因分析与排查

机组凝结水氢电导率超标原因分析与排查

结合机组凝结水氢电导率超标原因分析，介绍河南某电厂机组凝结水氢电导率超标后的处理案例，总结经验，制定对策，以供参考。

标签：凝结水氢电导率超标原因不锈钢管泄漏射水抽气器

一、概述

河南省南阳市某电厂两台125MW机组，投产于上世纪九十年代末期。生产用水取自龙王沟、冢岗庙水库、水质类似。来水预处理后经一级除盐加混床进入除盐水箱，由除盐水泵补入凝结器内。GB12145-2008标准规定：125MW机组汽水质量：凝结水DDH≤0.3μS/cm，YD≤1.0μmo l/L。实际运行中，凝结水YD控制在0，一旦有YD，由运行人员加锯末堵漏，当≥1.5μmol/L，停凝结器半边查漏堵管，确保汽水合格率。

该电厂#1，2机组凝结器型号：N-7100-6，型式：单壳体对分双流程表面式，冷却水管12076根。原设计管材为HSn70-1-As，2008年，因铜管耐腐蚀性差，泄漏频繁，#1，2机组先后在当年6、10月份更换为有缝TP304螺纹管。2008年11月-2014年1月，#1，2机组凝结水DDH、YD大部分时间能够保持在合格范围内，自2014年1月以来时有超标，部分时段达水质异常三级处理值，对机组的安全运行构成隐患。该电厂技术人员根据现场设备性能，系统设置，科学分析，排查处理，控制了凝结水氢电导率的合格率。

二、机组凝结水氢电导率超标原因分析

1.除盐水电导超标：除盐水箱密封球层高度不足，隔离空气效果不佳；运行监督操作不当等导致除盐水超标。

2.原水有机物含量升高：水库水位下降，水质浓缩，有机物含量升高。现有的水处理系统对有机物的去除能力有限，带有大量有机物的除盐水被补入凝汽器、进入锅炉后发生高温分解产生低分子有机酸，导致水汽氢导异常升高。

3.循环水漏入凝结器汽侧，导致凝结水电导超标。

3.1凝结器冷却水管泄漏，导致循环水进入凝结器汽侧；冷却水管疲劳断裂；冷却水管受热冲击产生裂纹或断裂；低加振动或汽轮机低压缸末级叶片断裂，损伤冷却水管；冷却水管腐蚀产生泄漏；冷却水压超限，冷却水管损坏产生泄漏；冷却水管管板胀口泄漏都会导致电导超标。

3.2 备用射水抽气器空气逆止门不严，生水顺抽空气管道进入凝结水泵入口，导致凝结水电导超限，出现硬度。

该原因比较罕见，但该电厂确实发生过，具体分析在后面案例中再详细说明。

三、现场凝结水氢电导率、硬度超标处理案例

1.案例一：循环水进水温度低，不锈钢管断裂，凝结水硬度突升，电导严重超标。

1.1 事件描述：

2009年2月6日4：00，该电厂#2机组凝结水氢电导由0.18μS/cm升高至0.84μS/cm，硬度最高达到1.8μmol/L，加锯末效果不明显，决定前夜高峰后停半边查漏。18：30，硬度突增至25μmol/L，氢电导也升至5.1μS/cm。根据经验，当即停凝结器乙侧循环水，硬度迅速下降至6.0μmol/L，确认乙侧有泄漏，遂解列乙侧，打开乙侧凝结器水侧人孔门后，机组真空由-0.0962Mpa直线下降至-0.0936Mpa，漏气明显，目测即确认并堵塞了一根漏管，漏气点消除后，#2机真空即恢复至正常值。继续排查，有两根管微量泄漏，堵管后恢复乙侧循环水。20：20，#2凝结水YD下降至0.5μmol/L，DDH降至0.36μS/cm，22：00，#2机凝结水YD下降至0，DDH降至0.21μS/cm，恢复正常。

2009年2月18日此类事件又一次出现，此次为甲侧凝汽器泄露，堵管两根，恢复正常。

该电厂#1，2机组凝结器不锈钢管更换时间分别在2008年6、10月份，运行时间不长，先后出现2次泄漏，导致凝结水水质指标均达到三级处理值，表明一定会在水汽系统中形成腐蚀和结垢。严重影响机组的安全经济运行。需查明原因，立即遏制水质超标现象。

1.2 原因排查及处理：

更换凝汽器管后，#2机组一直保持正常运行状态，未发生过锅炉灭火、汽轮发电机跳闸事件，未发生循环水中断、超压等异常，判断不锈钢管泄漏断裂的主因不是运行方式的选择不当或参数超限，那么与不锈钢管本身以及安装工艺是否有关呢？

该电厂#1，2机组凝结器不锈钢管更换方案为：TP304管材由武汉高远不锈钢有限公司提供，改造保持原凝结器管束排列不变、管板不变，考虑到增加管排机械强度，凝结器抽空气区和最上层5排共1700根管子采用φ25*0.7mm规格，其余管子采用φ25*0.5mm规格，管径与管板采用胀管连接，未做补焊与防腐处理。从#2机组不锈钢管发生的两次泄漏位置看，泄漏点不在管径与管板连接处，到底是管子安装工艺问题，还是管材本身有问题？

2009年3月8日，#2机组小修，将前期堵塞的5根管子抽管送交江苏检检验检疫金属材料检测实验室，检测报告显示材质均不合格，后期因为#1机组凝结器也发生泄漏，对#1机组不锈钢管抽检两根送交河南试验院进行化验，检测

报告证明#1机组不锈钢管也存在同样问题。

从检测报告上看，#2机组改造使用的不锈钢管，抽检的五根管子，有三根锰含量严重超标，铬、镍含量不足，#1机组使用的不锈钢管，也是同样情况。

金属材料学中详细讲解的各类元素对钢材性能的影响：锰用于降低钢的脆性，提高钢的强度和硬度。技术条件对于TP304，正常Mn是0.5%～0.8%；，Mn含量超标时，会使钢的焊接性能变坏，耐锈蚀性能降低。铬用于提高钢的高温机械性能，使钢具有良好的抗腐蚀性和抗氧化性。镍可提高钢的强度，降低钢的脆性转变温度，改善钢的加工性和可焊性，可提高钢的抗腐蚀能力。该厂所用管材材质锰含量严重超标，铬、镍含量不足。高锰低镍、铬不锈钢管子脆性大，延展性不足，在水温过低条件下，易发生脆性断裂，其耐锈蚀性能差，抗腐蚀能力达不到标准。观察泄漏管子，均有纵向裂纹，裂纹集中在凝汽器中部两个隔板之间，有一根管子直接纵向断裂。会不会是循环水进水温度过低导致管子脆性损坏？历史数据统计显示，2008.12-2009.02该电厂循环水进水平均温度只有13.8℃，最低温度仅为4.5℃。当材质有缺陷时，在低水温条件下，机组变工况运行频繁，管子出现脆性裂纹，甚至出现脆性断裂，是完全可能的。

结语：该电厂汽机专业技术人员立即对循环水进水温度进行了运行要求，控制#1，2机组循环水进水温度≥12℃，并控制机组负荷变动率≤2.5MW/min。该措施执行至今，#1，2机组凝结器不锈钢管没有再发生断裂现象。

2.案例二：机组启动过程中，低旁后温度高，不锈钢管受热冲击损伤泄漏。

2.1 事件描述：

2012年10月，#2机组临停后启动，机组冲转前，凝结水氢电导3.1μS/cm，硬度6.9μmol/L，并网运行6小时后，凝结水氢电导仍保持在 2.1μS/cm，硬度3.3μmol/L，确认为乙侧凝结器泄漏，解列乙侧循环水，堵漏管1根。#2机凝结水电导恢复正常，硬度下降到0。

2.2 原因排查及处理：

该电厂技术人员查阅启动参数，确认循环水系统参数无异常、机侧疏水操作与控制无异常。但在查阅低旁后温度时，发现在机组冲转过程中，运行人员为确保高排逆止门开启正常，通过增开低旁调整门降低逆止门后压力，导致低旁后温度在3分钟内由93℃升至238℃，至此可以判定：本次凝结器管泄漏，是因为低旁后温度急剧升高，导致不锈钢管受热冲击损伤。

结语：运行规程中规定：机组启动中，高、低旁投运，运行人员要加强低旁后温度监视。杜绝低旁后温度突升突降，且温度不能超过120℃。在汽轮机冲转中开启高排逆止门前，不得开大低旁减压阀，通过关小高旁减压阀降低高排逆止门前压力。该规定出台并得以严格执行后，该电厂在后期的各类机组启动以及事故状态条件下，未再发生启动中不锈钢管泄漏异常。