凝汽器更換銅管注意的幾個問題
凝汽器長年連續(xù)運(yùn)行，銅管將受到腐蝕，表面結(jié)垢，降低傳熱效果，導(dǎo)致端差增大、真空降低，嚴(yán)重影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。頻繁的酸洗或高壓水清洗，會使銅管壁因腐蝕或沖刷而減薄。銅管泄漏會破壞凝汽器水側(cè)密封性，循環(huán)水的漏入使得凝結(jié)水質(zhì)變壞，隨著泄漏加劇，致使給水、爐水及蒸汽的水汽質(zhì)量惡化，當(dāng)采取措施后，水質(zhì)仍不能恢復(fù)正常而被迫停機(jī)。凝汽器銅管經(jīng)常發(fā)生泄漏，會加速鍋爐管道腐蝕、結(jié)垢，甚至發(fā)生爆管事故。所以銅管泄漏嚴(yán)重時，除堵漏處理外，還應(yīng)有計(jì)劃地更換。針對更換銅管的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，凝汽器更換銅管中應(yīng)注意以下幾個問題。
1　銅管選材是基礎(chǔ)
　　凝汽器的銅管要求較高的平均傳熱系數(shù)，較強(qiáng)的抗腐蝕和抗沖刷能力。現(xiàn)各電廠普遍采用HSn70-1B黃銅管和B30白銅管(其中B30白銅管安裝在空氣收縮區(qū)，數(shù)量較少)。HSn70-1B黃銅管是在原HSn70-1A黃銅管的基礎(chǔ)上添加硼元素，以細(xì)化晶粒，提高抗腐蝕性及抗沖刷性。HSn70-1B黃銅冶金時加入硼元素，工藝要求復(fù)雜，工藝不當(dāng)，加入的硼元素會分布不均勻，造成銅管內(nèi)部局部晶粒過于細(xì)化，脆性增加，殘余應(yīng)力加大，易使銅管產(chǎn)生裂紋。由于這種缺陷很難檢出，而成為銅管泄漏的隱患。作者認(rèn)為，只有提高產(chǎn)品的質(zhì)量，才能保證銅管渦流探傷、機(jī)械性能試驗(yàn)、氨熏試驗(yàn)、外形尺寸公差的合格率。
　　目前，發(fā)電廠使用的凝汽器HSn70-1B銅管主要由沈陽、洛陽、上海、西北(甘肅省白銀市)、長沙等幾個廠家生產(chǎn)。下花園發(fā)電廠全部選用甘肅銅管廠生產(chǎn)的西北銅。各廠家生產(chǎn)質(zhì)量、檢驗(yàn)手段差別不大，但泄漏程度不一樣，關(guān)鍵在于質(zhì)量檢驗(yàn)管理。為方便管理，建議同一機(jī)組銅管品種不宜過多、材質(zhì)不宜過雜。
2　嚴(yán)格完成安裝前質(zhì)量檢驗(yàn)
　　對銅管進(jìn)行如下檢驗(yàn)和試驗(yàn)工作，以保證銅管的合格率，從源頭上控制銅管泄漏事故的發(fā)生。
2.1　外形檢查
　　檢查每根銅管的外形，管子表面應(yīng)無裂紋、砂眼、腐蝕、凹陷、毛刺和油垢等缺陷，管內(nèi)無雜物和堵塞等現(xiàn)象，管子不直應(yīng)校正。
2.2　檢查方法
　　銅管應(yīng)具備出廠合格證和物理性能檢驗(yàn)及熱處理檢驗(yàn)證明，應(yīng)抽查5%的銅管進(jìn)行水壓試驗(yàn)及渦流探傷檢驗(yàn)，抽查方法按批量或存放環(huán)境確定。我廠采用對銅管整箱對角線抽樣法，代表性很強(qiáng)。水壓試驗(yàn)壓力為0.3～0.5 MPa，水壓試驗(yàn)時用小木棒輕輕敲打管子外壁應(yīng)無泄漏。如果抽查的銅管不合格數(shù)達(dá)到安裝總數(shù)的1%，則每根銅管都要進(jìn)行水壓試驗(yàn)。此外，應(yīng)對銅管抽樣進(jìn)行渦流探傷檢驗(yàn)，必要時逐根檢驗(yàn)。
2.3　氨熏試驗(yàn)
　　抽取銅管總數(shù)的1／1 000進(jìn)行氨熏試驗(yàn)，以檢驗(yàn)殘余應(yīng)力。對不合格批號的銅管，應(yīng)全部作消除殘余應(yīng)力處理。
2.4　工藝性能試驗(yàn)
　　抽取銅管總數(shù)的0.5／1 000～1／1 000進(jìn)行下列工藝性能試驗(yàn)：
　　(1) 壓扁試驗(yàn)
　　切取銅管長度L＝20 mm的試樣，壓成橢圓狀(短徑相當(dāng)于原銅管內(nèi)徑的1／2)，檢查試樣應(yīng)無裂紋或其它損壞現(xiàn)象。
　　(2) 擴(kuò)張?jiān)囼?yàn)
　　切取銅管長度L＝50 mm試樣，用45°的車光錐體打入銅管內(nèi)徑(其內(nèi)徑擴(kuò)大到原內(nèi)徑的130%)，試樣應(yīng)不出現(xiàn)裂紋。
　　若上述試驗(yàn)不合格，將對全部銅管進(jìn)行400～450℃的退火處理。如果條件允許，全部銅管進(jìn)行水壓試驗(yàn)及渦流探傷檢驗(yàn)。
2.5　試脹銅管并打水壓
　　抽取較好的銅管，鋸成長度為462～464 mm的試樣25根或者29根。打磨銅管至出現(xiàn)金屬光澤，測量銅管內(nèi)、外徑，測量凝汽器銅管試脹器兩端管板的內(nèi)徑，并作好記錄，然后進(jìn)行銅管的試脹工作。不斷調(diào)節(jié)脹管器的輸出電流以達(dá)到要求值。脹接時銅管的脹接率按以下公式進(jìn)行計(jì)算：
D＝D1－2t(1－α)
式中　D——脹接后銅管內(nèi)徑，mm；
　　　D1——管板孔直徑，mm；
　　　t——銅管壁厚，mm；
　　　α——擴(kuò)脹系數(shù)，4%～6%。
　　按照以上公式進(jìn)行計(jì)算，直到符合要求，調(diào)節(jié)脹管器直到試脹銅管脹接率合格，記錄脹管器電流數(shù)值，在正式脹接時再通過微調(diào)控制脹接率大小。對已脹接完的凝汽器銅管進(jìn)行0.3～0.5 MPa的水壓試驗(yàn)(維持5～10 min，壓力表指示應(yīng)無變化)。
2.6　加強(qiáng)途中運(yùn)輸管理
　　要避免出現(xiàn)銅管在沿途運(yùn)輸中野蠻裝卸而無法監(jiān)督的現(xiàn)象，應(yīng)由廠家派人押車。
3　提高拆裝銅管的工藝
　　銅管拆除、安裝和脹接中的任意環(huán)節(jié)出現(xiàn)疏忽都會影響整個工程的質(zhì)量。
3.1　拆除銅管的注意事項(xiàng)
　　(1) 將凝汽器內(nèi)的存水排干凈，在汽輪機(jī)低壓缸上安裝百分表，以監(jiān)視低壓缸的變形情況。拆除水室，防止凝汽器的殼體變形，用角鋼焊接固定。自始至終設(shè)專人對低壓缸進(jìn)行監(jiān)視。
　　(2) 采用專用工具拆除全部銅管，注意保護(hù)管板不被損壞。用鋼絲刷將兩端管板孔刷至出現(xiàn)金屬光澤，測量管板孔內(nèi)徑并作好記錄，同時對管板和隔板孔中心線進(jìn)行測量。
3.2　安裝銅管的要求
　　(1) 氣溫保證在5℃以上，無風(fēng)沙、粉塵。
　　(2) 安裝銅管時輕拿輕放，不得任意碰、踩、踏銅管，嚴(yán)防野蠻安裝。
　　(3) 銅管上的附著物(銹蝕、油污等)應(yīng)清理干凈。
　　(4) 不得用強(qiáng)力進(jìn)行銅管的安裝，切不能重力錘擊銅管。穿管頭最好裝橡膠引導(dǎo)頭，以免銅管損傷。銅管卡澀時，不得強(qiáng)力旋轉(zhuǎn)，更不能野蠻扎入，以免產(chǎn)生毛刺。銅管毛刺嚴(yán)重時應(yīng)整根更換。
　　(5) 要安裝的銅管必須在當(dāng)天進(jìn)行脹接，以保證脹接性能和質(zhì)量。
3.3　脹接工藝注意事項(xiàng)
　　(1) 在正式脹接銅管前，應(yīng)先檢查脹管器是否符合要求，如沒達(dá)到規(guī)定要求，應(yīng)微調(diào)脹管器電流，以達(dá)到要求，同時應(yīng)按照銅管總數(shù)的1／200進(jìn)行脹接系數(shù)α的檢測，并作好記錄。脹管器應(yīng)使用透平油進(jìn)行潤滑，以保證機(jī)器可持續(xù)性工作。
　　(2) 脹接完的銅管應(yīng)及時進(jìn)行切管工作。脹接好的管子應(yīng)露出管板1～3 mm，且管端光平無毛刺。脹接完的銅管用雨布覆蓋，以免落灰塵、沙土。
　　(3) 脹口及翻邊處應(yīng)平滑光潔，無裂紋和明顯的刀痕。銅管翻邊如無廠家規(guī)定時，一般在循環(huán)水入口端進(jìn)行15°翻邊。
　　(4) 當(dāng)凝汽器銅管尺寸不夠長時，應(yīng)更換足夠長尺寸的銅管，嚴(yán)禁用加熱或其它強(qiáng)力方法伸長銅管。
　　凝汽器組裝完畢，汽側(cè)要進(jìn)行灌水試驗(yàn)，以檢驗(yàn)銅管的脹接質(zhì)量。灌水高度要充滿整個銅管的汽側(cè)空間，并高出頂部銅管100 mm，水位維持24 h，要求管板、銅管無泄漏。對于處在彈簧支座上的凝汽器，灌水試驗(yàn)前要加臨時支撐，灌水試驗(yàn)后要及時將水放干凈。整個凝汽器銅管拆除和安裝過程中，汽輪機(jī)本體上所安裝的監(jiān)視表計(jì)不得磕碰和移動等，并有專人監(jiān)管。
　　凝汽器在整個安裝過程中，應(yīng)有防止雜物落入汽側(cè)的設(shè)施，最后封閉凝汽器前，應(yīng)檢查汽側(cè)空間和銅管管束間不得有任何雜物，頂部銅管應(yīng)無外傷痕跡。
　　凝汽器長期運(yùn)行，存在管板、管口腐蝕泄漏問題，造成極大經(jīng)濟(jì)損失。凝汽器更換銅管后可涂防腐膠進(jìn)行保護(hù)，以防止管口腐蝕泄漏，這樣做既可保證安全運(yùn)行，又可延長管材使用壽命，減小換管造成的損失。目前廣泛使用的西安協(xié)力水處理研究所研制的KHS-1聚酯聚硫耐磨增韌防腐膠，現(xiàn)場使用效果比較好。
　　總之，一臺100 MW機(jī)組更換凝汽器銅管，費(fèi)用在300萬元以上，一次性投資大。一旦銅管泄漏，機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)，將造成嚴(yán)重?fù)p失。在更換凝汽器銅管時，一定要加強(qiáng)組織措施、技術(shù)措施，以銅管比玻璃管、生雞蛋還嬌脆的觀點(diǎn)，細(xì)化施工工藝措施，搞好凝汽器銅管更換工作。