凝汽器的作用及其钛管泄漏的原因分析

陆秀祥

【摘 要】凝汽器作为电厂二回路整个循环系统的最终热阱，它的运行状态的好坏直接影响电厂的稳定经济运行，然而由于循环水水质差、运行时的机械撞击等原因，凝汽器钛管泄漏已经成为影响其安全运行的重要因素，本文描述了凝汽器在电厂中的重要作用，并对造成凝汽器钛管泄漏的原因做了详细的分析，对如何保证凝汽器安全运行以及出现钛管泄漏后的处理方面起到很好的借鉴作用。

【关键词】凝汽器 管束 腐蚀 真空

1 凝汽器的作用及其钛管泄漏后的危害

凝汽器作为机组热力循环的必要设备之一，其主要作用是将汽轮机低压缸排汽冷凝成凝结水，冷凝下来的水由凝结水泵打出后作为热力循环介质使用。它的内部布置有许多传热管束，管束内流的是循环水，由于循环水水质差以及机械撞击等原因，运行过程中经常会出现凝汽器钛管泄漏的现象。当发生凝汽器钛管泄漏后，运行人员应当立即采取投运凝结水精处理，隔离泄漏的凝汽器水室等措施，以防止整个二回路水质变差从而影响蒸发器等设备的安全运行。凝汽器是将汽轮机低压缸排汽凝结成水，从而作为热力循环的介质使用的一个重要设备。它一般在低压缸下部横向布置，凝汽器壳体置于弹簧支座上，其上部与汽机排汽缸采用刚性连接。循环水流经凝汽器管束使凝汽器壳体内的汽轮机排汽凝结，凝结水聚集在热井内并由凝结水泵排走。

低压缸排汽离开汽轮机后进入凝汽器，凝汽器钛管管侧内流入由循环水泵提供的冷却海水，将汽轮机乏汽凝结为水。由于蒸汽凝结为水时，体积骤然缩小，从而在原来被蒸汽充满的凝汽器封闭空间中形成真空，为保持所形成的真空，抽氣器则不断的将漏入凝汽器内的空气抽出，以防不凝结气体在凝汽器内积聚，使凝汽器内压力升高。集中于凝汽器底部热井的凝结水，则通过凝结水泵送往低压加热器和除氧器方向作为蒸汽发生器的给水。所以，凝汽器的作用可以简单概括为以下两点：（1）在汽轮机排汽口建立并维持高度真空。（2）将汽轮机低压缸的排汽凝结成洁净的凝结水作为蒸汽发生器的给水循环使用。

凝汽器钛管泄漏以后，由于循环水侧的压力较汽侧压力高，所以较脏的循环水将进入凝结水系统，从而对二回路设备造成以下损害：（1）钠离子可能导致SG的传热管苛性应力腐蚀。（2）氯离子容易穿透金属氧化膜，形成电化学腐蚀，同时氯化物容易在蒸发器传热表面或结构缝隙处浓缩 ，最终造成应力腐蚀。（3）硫酸根离子形成的酸性环境容易对大部分是碳钢的给水系统管道形成腐蚀。（4）腐蚀形成的产物在蒸汽发生器局部形成淤渣，影响传热同时易在氯离子的作用下造成传热管应力腐蚀破裂。

2 凝汽器钛管泄漏的原因分析

造成凝汽器钛管泄漏的主要原因有哪些呢，总结如下：

（1）循环水冲刷腐蚀。凝汽器循环水从水室流入管口，约2M/S的流速对管口造成冲刷磨损。并且，凝汽器使用的循环水直接从海里取水，海水含沙量高达1%以上，加剧了管口处的冲刷磨损速度，水流对管口不断的冲刷，使得管壁变薄直至磨穿造成钛管泄漏。

（2）贝克卡等在管口内磨穿钛管。虽然循环水系统装有一次和二次滤网，绝大部分垃圾不会进入钛管内，但是很多坚硬锋利的贝克等坚硬杂质仍然随海水进入凝汽器，锋利的贝克卡在钛管管口内，在水流连续不断的冲击下，锋利的贝壳产生振动和位移，从而磨穿钛管。另外循环水系统管道内以及凝汽器水室内生长的海生物（海蛎子）也有可能造成钛管的磨损。

（3）抗冲击区凝汽器钛管的厚度不够，凝汽器最上面一两层钛管承受着大量的蒸汽冲击，设计上将这些区域称为抗冲击区。一般设计上抗冲击区凝汽器钛管比其它区域钛管管壁都要厚一些。如果抗冲击区钛管设计厚度不够，这样抗冲击区钛管在蒸汽长期冲击下，容易造成损害。

（4）机械撞击。在汽轮机安装或者大小修揭缸时，如果设备零部件等落在凝汽器钛管上砸伤钛管，将会造成钛管管壁减薄甚至可以直接造成钛管泄漏。或者是汽轮机运行时，由于安装不当等原因造成汽缸转子的零部件脱落，脱落后的零部件落到凝汽器钛管上，也会直接造成凝汽器钛管的泄漏。

3 结语

作为电厂二回路整个循环系统的最终热阱，凝汽器运行状态的好坏直接影响电厂的经济运行，甚至还可能影响一回路热量的导出，因此，如何保证正常运行期间凝汽器钛管不泄漏，也是电厂必须解决的难题之一，因此，除了以上提到的导致钛管泄漏的原因在设计上必须加以关注之外，日常运行时对凝汽器运行状态的监视，特别是对凝汽器热阱水质的取样分析，以及机组大修或日常对凝汽器钛管运行状态的定期检查也显得十分的重要，只有通过检查和监视尽早发现钛管泄漏现象的存在，才能更好的采取相应的应对措施，以最大程度的减少因水质不良造成的蒸发器传热管的腐蚀和损坏，从而保证电厂机组的安全稳定运行。

参考文献：

[1]唐复勇，曹薇娜.热能动力专业基础[M].北京：中国电力出版社，2007.

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