凝汽器更换铜管注意的几个问题

凝汽器更换铜管注意的几个问题
凝汽器长年连续运行，铜管将受到腐蚀，表面结垢，降低传热效果，导致端差增大、真空降低，严重影响机组的经济性。频繁的酸洗或高压水清洗，会使铜管壁因腐蚀或冲刷而减薄。铜管泄漏会破坏凝汽器水侧密封性，循环水的漏入使得凝结水质变坏，随着泄漏加剧，致使给水、炉水及蒸汽的水汽质量恶化，当采取措施后，水质仍不能恢复正常而被迫停机。凝汽器铜管经常发生泄漏，会加速锅炉管道腐蚀、结垢，甚至发生爆管事故。所以铜管泄漏严重时，除堵漏处理外，还应有计划地更换。针对更换铜管的经验和教训，凝汽器更换铜管中应注意以下几个问题。
1　铜管选材是基础
　　凝汽器的铜管要求较高的平均传热系数，较强的抗腐蚀和抗冲刷能力。现各电厂普遍采用HSn70-1B黄铜管和B30白铜管(其中B30白铜管安装在空气收缩区，数量较少)。HSn70-1B黄铜管是在原HSn70-1A黄铜管的基础上添加硼元素，以细化晶粒，提高抗腐蚀性及抗冲刷性。HSn70-1B黄铜冶金时加入硼元素，工艺要求复杂，工艺不当，加入的硼元素会分布不均匀，造成铜管内部局部晶粒过于细化，脆性增加，残余应力加大，易使铜管产生裂纹。由于这种缺陷很难检出，而成为铜管泄漏的隐患。作者认为，只有提高产品的质量，才能保证铜管涡流探伤、机械性能试验、氨熏试验、外形尺寸公差的合格率。
　　目前，发电厂使用的凝汽器HSn70-1B铜管主要由沈阳、洛阳、上海、西北(甘肃省白银市)、长沙等几个厂家生产。下花园发电厂全部选用甘肃铜管厂生产的西北铜。各厂家生产质量、检验手段差别不大，但泄漏程度不一样，关键在于质量检验管理。为方便管理，建议同一机组铜管品种不宜过多、材质不宜过杂。
2　严格完成安装前质量检验
　　对铜管进行如下检验和试验工作，以保证铜管的合格率，从源头上控制铜管泄漏事故的发生。
2.1　外形检查
　　检查每根铜管的外形，管子表面应无裂纹、砂眼、腐蚀、凹陷、毛刺和油垢等缺陷，管内无杂物和堵塞等现象，管子不直应校正。
2.2　检查方法
　　铜管应具备出厂合格证和物理性能检验及热处理检验证明，应抽查5%的铜管进行水压试验及涡流探伤检验，抽查方法按批量或存放环境确定。我厂采用对铜管整箱对角线抽样法，代表性很强。水压试验压力为0.3～0.5 MPa，水压试验时用小木棒轻轻敲打管子外壁应无泄漏。如果抽查的铜管不合格数达到安装总数的1%，则每根铜管都要进行水压试验。此外，应对铜管抽样进行涡流探伤检验，必要时逐根检验。
2.3　氨熏试验
　　抽取铜管总数的1／1 000进行氨熏试验，以检验残余应力。对不合格批号的铜管，应全部作消除残余应力处理。
2.4　工艺性能试验
　　抽取铜管总数的0.5／1 000～1／1 000进行下列工艺性能试验：
　　(1) 压扁试验
　　切取铜管长度L＝20 mm的试样，压成椭圆状(短径相当于原铜管内径的1／2)，检查试样应无裂纹或其它损坏现象。
　　(2) 扩张试验
　　切取铜管长度L＝50 mm试样，用45°的车光锥体打入铜管内径(其内径扩大到原内径的130%)，试样应不出现裂纹。
　　若上述试验不合格，将对全部铜管进行400～450℃的退火处理。如果条件允许，全部铜管进行水压试验及涡流探伤检验。
2.5　试胀铜管并打水压
　　抽取较好的铜管，锯成长度为462～464 mm的试样25根或者29根。打磨铜管至出现金属光泽，测量铜管内、外径，测量凝汽器铜管试胀器两端管板的内径，并作好记录，然后进行铜管的试胀工作。不断调节胀管器的输出电流以达到要求值。胀接时铜管的胀接率按以下公式进行计算：
D＝D1－2t(1－α)
式中　D——胀接后铜管内径，mm；
　　　D1——管板孔直径，mm；
　　　t——铜管壁厚，mm；
　　　α——扩胀系数，4%～6%。
　　按照以上公式进行计算，直到符合要求，调节胀管器直到试胀铜管胀接率合格，记录胀管器电流数值，在正式胀接时再通过微调控制胀接率大小。对已胀接完的凝汽器铜管进行0.3～0.5 MPa的水压试验(维持5～10 min，压力表指示应无变化)。
2.6　加强途中运输管理
　　要避免出现铜管在沿途运输中野蛮装卸而无法监督的现象，应由厂家派人押车。
3　提高拆装铜管的工艺
　　铜管拆除、安装和胀接中的任意环节出现疏忽都会影响整个工程的质量。
3.1　拆除铜管的注意事项
　　(1) 将凝汽器内的存水排干净，在汽轮机低压缸上安装百分表，以监视低压缸的变形情况。拆除水室，防止凝汽器的壳体变形，用角钢焊接固定。自始至终设专人对低压缸进行监视。
　　(2) 采用专用工具拆除全部铜管，注意保护管板不被损坏。用钢丝刷将两端管板孔刷至出现金属光泽，测量管板孔内径并作好记录，同时对管板和隔板孔中心线进行测量。
3.2　安装铜管的要求
　　(1) 气温保证在5℃以上，无风沙、粉尘。
　　(2) 安装铜管时轻拿轻放，不得任意碰、踩、踏铜管，严防野蛮安装。
　　(3) 铜管上的附着物(锈蚀、油污等)应清理干净。
　　(4) 不得用强力进行铜管的安装，切不能重力锤击铜管。穿管头最好装橡胶引导头，以免铜管损伤。铜管卡涩时，不得强力旋转，更不能野蛮扎入，以免产生毛刺。铜管毛刺严重时应整根更换。
　　(5) 要安装的铜管必须在当天进行胀接，以保证胀接性能和质量。
3.3　胀接工艺注意事项
　　(1) 在正式胀接铜管前，应先检查胀管器是否符合要求，如没达到规定要求，应微调胀管器电流，以达到要求，同时应按照铜管总数的1／200进行胀接系数α的检测，并作好记录。胀管器应使用透平油进行润滑，以保证机器可持续性工作。
　　(2) 胀接完的铜管应及时进行切管工作。胀接好的管子应露出管板1～3 mm，且管端光平无毛刺。胀接完的铜管用雨布覆盖，以免落灰尘、沙土。
　　(3) 胀口及翻边处应平滑光洁，无裂纹和明显的刀痕。铜管翻边如无厂家规定时，一般在循环水入口端进行15°翻边。
　　(4) 当凝汽器铜管尺寸不够长时，应更换足够长尺寸的铜管，严禁用加热或其它强力方法伸长铜管。
　　凝汽器组装完毕，汽侧要进行灌水试验，以检验铜管的胀接质量。灌水高度要充满整个铜管的汽侧空间，并高出顶部铜管100 mm，水位维持24 h，要求管板、铜管无泄漏。对于处在弹簧支座上的凝汽器，灌水试验前要加临时支撑，灌水试验后要及时将水放干净。整个凝汽器铜管拆除和安装过程中，汽轮机本体上所安装的监视表计不得磕碰和移动等，并有专人监管。
　　凝汽器在整个安装过程中，应有防止杂物落入汽侧的设施，最后封闭凝汽器前，应检查汽侧空间和铜管管束间不得有任何杂物，顶部铜管应无外伤痕迹。
　　凝汽器长期运行，存在管板、管口腐蚀泄漏问题，造成极大经济损失。凝汽器更换铜管后可涂防腐胶进行保护，以防止管口腐蚀泄漏，这样做既可保证安全运行，又可延长管材使用寿命，减小换管造成的损失。目前广泛使用的西安协力水处理研究所研制的KHS-1聚酯聚硫耐磨增韧防腐胶，现场使用效果比较好。
　　总之，一台100 MW机组更换凝汽器铜管，费用在300万元以上，一次性投资大。一旦铜管泄漏，机组非计划停运，将造成严重损失。在更换凝汽器铜管时，一定要加强组织措施、技术措施，以铜管比玻璃管、生鸡蛋还娇脆的观点，细化施工工艺措施，搞好凝汽器铜管更换工作。