付 东 马跃富 夏友才
下花园发电厂 张家口075311
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。
华北电网近两年对有关电厂泄漏较为严重或失效的凝汽器铜管进行了更换，我厂1号机凝汽器铜管也进行了更换。1号机是北京重型电机厂生产的单缸100 MW机组，凝汽器更换HSn70－1B铜管后运行一年多，情况较好。安装后灌水试验时检验出4根铜管泄漏，都属于穿透性砂眼缺陷。该4根铜管更换后，消除了泄漏。凝汽器端差由8℃降低到2．5℃，效果显著。投入胶球清洗及二次滤网系统装置后，效果得到了保持。针对我厂更换铜管的经验和教训，作者认为凝汽器更换铜管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。
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