Методические указания по эксплуатации конденсационных установок паровых турбин электростанций рд 34. 30. 501 (стр. 20 из 39)

11.1. Нормы жесткости конденсата и причины их нарушения

11.1.1. Водяные неплотности, приводящие к присосам охлаждающей воды в паровое пространство конденсатора и повышению вследствие этого солесодержания конденсата, могут возникать в трубках конденсатора и соединениях трубок с трубными досками. Для выполнения высоких требований, предъявляемых на современных электростанциях к качеству питательной воды, присосы охлаждающей воды в конденсаторах должны сводиться до минимума даже при наличии 100%-ной ионообменной конденсатоочистки.

Согласно техническим условиям на поставку заводами-изготовителями мощных паровых турбин, присос охлаждающей воды в паровое пространство конденсатора не должен быть выше 0,001% расхода охлаждающей воды. По ПТЭ нормируется жесткость исходного конденсата перед конденсатоочисткой во избежание ее удорожания и сокращения межрегенерационного периода. Согласно нормам ПТЭ, в зависимости от типа энергоблока и начальных параметров пара перед турбиной общая жесткость конденсата за конденсатором не должна превосходить 0,5-1,0 мкг-экв/кг. Соответствующий максимально допустимый присос охлаждающей воды, зависит в каждом конкретном случае от ее солесодержания.

11.1.2. В условиях эксплуатации о водяной плотности конденсатора судят по данным текущего контроля качества конденсата (результатам химических анализов проб, отбираемых не реже одного раза в смену, или по показаниям автоматических солемеров). Появление значительных водяных неплотностей обнаруживается по увеличению жесткости (электрической проводимости) конденсата и проверяется путем гидравлического испытания конденсатора.

При работающем конденсаторе для количественной сценки присоса охлаждающей воды можно воспользоваться соотношением между жесткостью конденсата и охлаждающей воды или содержаний в них каких-либо примесей, например, хлоридов или кремниевой кислоты.

Если жесткость охлаждающей воды составляет Ж_о или содержание в ней примеси (индикатора) С_о, а в конденсате за конденсатным насосом соответственно Ж_к и С_к, то присос, выраженный в процентах от расхода охлаждающей воды, определяется из соотношения

, (11.1)

где D_к = D₂ + D_др - сумма расходов конденсата отработавшего пара D₂ и поступающих в конденсатор дренажей D_др.

11.1.3. Причинами образования водяных неплотностей в конденсаторах могут быть:

- коррозионные и эрозионные повреждения трубок с водяной и паровой стороны;

- механические повреждения трубок;

- дефекты вальцевания трубок в трубных досках;

- дефекты приварки основных трубных досок к корпусу конденсатора или сварки между собою частей сборных трубных досок.

11.2. Коррозионные и эрозионные повреждения трубок

11.2.1. Выбор материалов конденсаторных трубок определяется в основном качеством охлаждающей воды [15]. В конденсаторах поставки отечественных турбостроительных заводов установлены, как правило, трубки из медных сплавов: медно-цинковых (латуней), легированных для увеличения их стойкости против коррозии оловом, а в случаях возможности эрозионно-коррозионных повреждений алюминием и содержащих также небольшое количество мышьяка для снижения их склонности к обесцинкованию (латуни ЛО-70-1, ЛА-77-2, ЛОМш 70-1-0,05 и ЛАМш 77-2-0,05), и медно-никелевых, легированных железом и марганцем (сплавы MHЖ-5-1, МНЖ-Мц-5-1-0,8 или МНЖМц-30-1-1). Состав и механические свойства указанных сплавов определяются ГОСТ 21646-76, ГОСТ 10092-75 и ТУ 48-21-465-82 (зa рубежом применяются также трубки из медно-никелевого сплава с 10% никеля, нержавеющих сталей и титана). Толщина стенок трубок принимается 1 мм.

11.2.2. В латунных трубках коррозионные повреждения проявляются в форме общего обесцинкования, пробочного обесцинкования, коррозионного растрескивания, ударной коррозии и коррозионной усталости. Форма и скорость развития коррозионного процесса зависят от агрессивности охлаждающей воды, ее скорости в трубках, чистоты трубок и состояния металла.

При благоприятных условиях (пресные, слабоминерализованные, не загрязненные стоками воды, хорошо отожженные мягкие трубки) наблюдается лишь медленный процесс общего обесцинкования латунных трубок (образования с водяной стороны трубки постепенно углубляющегося слоя красной губчатой меди), приводящий к необходимости замены трубок вследствие утонения и уменьшения механической прочности их стенок по истечении 15-20 лет и более. Однако повышенная агрессивность охлаждающих вод, загрязнение трубок содержащимися в воде примесями, а также дефекты изготовления трубок приводят к их местному (пробочному) обесцинкованию или коррозионному растрескиванию, что существенно сокращает срок службы трубок.

При местном обесцинковании на внутренней поверхности латунных трубок образуются небольшие (диаметром до 3-5 мм) язвины и пробки губчатой меди, быстро проникающие вглубь стенки и образующие в результате выпадения пробок, сквозные свищи-отверстия. Растрескивание трубок происходит при наличии в них растягивающих напряжений, большей частью остаточных напряжений, не снятых из-за неудовлетворительного их отжига после изготовления (латунные трубки должны быть "мягкими"). При пробочном обесцинковании и коррозионном растрескивании выход трубок из строя может начаться уже через 3-5 лет после их установки, а необходимость замены трубного пучка конденсатора из-за большого числа заглушенных трубок и ускорившегося выхода их из строя может возникнуть по истечении 8-10 лет, а иногда и быстрее.

Поскольку мышьяк или применяющийся для той же цели фосфор увеличивает склонность латуней к растрескиванию, [содержание этих веществ или сумма их содержаний (As + Р) не должны превышать 0,02-0,035% и перед установкой трубок на место необходимо убедиться с помощью аммиачной пробы в том, что в них практически отсутствуют остаточные напряжения. Ртутная проба не пригодна для проверки отсутствия остаточных напряжений в латунных трубках вследствие ее недостаточной чувствительности (аммиачная проба позволяет обнаружить напряжения от 5 Н/мм², а ртутная - лишь от 100 Н/мм² и более). При наличии остаточных напряжений трубки могут быть иногда отожжены с помощью перегретого пара на электростанции [16].

11.2.3. При высокоминерализованных водах, главным образом морских, входные концы латунных трубок могут подвергаться ударной коррозии или эрозионно-корозионному разрушению, связанному с повреждением защитной пленки на поверхности металла под действием ударов, вызываемых кавитацией, и содержащихся в воде абразивных примесей (песка, золы). Легирование латуни алюминием повышает ее стойкость против эрозии, вследствие чего трубки из алюминиевой латуни нашли применение в основном на приморских электростанциях, где срок их службы составляет в среднем около 10 лет. Но при загрязненных стоками морских водах и содержании в воде сульфидов стойкость их недостаточна.

Для защиты входных концов латунных трубок от ударной коррозии в них вставляются втулки из пластмассы длиной 150-250 мм или на участок той же длины наносится покрытие из эпоксидной смолы или другого синтетического материала. Втулка или покрытие должны иметь плавное очертание на входе и сходящую на нет толщину по их длине, так как наличие уступа при переходе к металлу приводит к образованию очага коррозии последнего. При морских водах целесообразно также применение электрохимической (протекторной или катодной) защиты.

11.2.4. В последнее время в конденсаторах мощных паровых турбин электростанций, поставляемых отечественными заводами применяются в основном трубки из медно-никелевого сплава МНЖ-Мц 5-1-0,8 (мягкие), при высокоминерализованных и загрязненных морских водах - из сплава МНЖ-Мц 30-1-1.