開式循環(huán)冷卻水系統啟動方式的調整

代煒　李攀

摘 要：針對某濱海電站開式循環(huán)冷卻水系統的特殊情況設計了兩種啟動運行方案并對這兩種方案進行安全性和可行性分析，最終采用先注水形成虹吸后再啟動的方式實現了循環(huán)水系統安全可靠地投運。經多次啟動和長時間運行后此啟動運行方式納入該電站運行規(guī)程。

關鍵詞：開式 冷卻水 循環(huán)水系統 啟動方式 虹吸井 水室真空泵

中圖分類號：TB47 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）10（c）-0046-01

某島國新建濱海電站，該電站一期工程1×300 MW機組已于2010年投產發(fā)電。其鍋爐為哈爾濱鍋爐廠提供的亞臨界、一次中間再熱、直吹式煤粉爐，汽輪機為哈爾濱汽輪機有限公司提供的亞臨界、一次中間再熱、單軸、雙缸雙排汽凝汽式汽輪機，凝汽器為汽輪機廠配套的鈦管凝汽器、該機組凝汽器循環(huán)冷卻水設計為虹吸式海水開式循環(huán)冷卻水系統，配套的循環(huán)冷卻水管道為大直徑玻璃鋼管。循環(huán)冷卻水管線長度超過500 m，排水口設虹吸井用以回收能量降低循環(huán)水泵水頭以降低循環(huán)水泵功耗，配備兩臺長沙水泵常生產的88LKXD-17 X型立式式斜流泵，揚程為17 m、流量為8.15 m3/s、效率為87.4%，循環(huán)水泵出口設置有液動蝶閥，循環(huán)水泵入口前池設置有移動式清污機和旋轉濾網、循環(huán)水管道采用玻璃鋼管道。

由于循環(huán)水系統啟動失敗或因水錘造成管道、膨脹節(jié)損傷事故在國內屢屢發(fā)生，而該機組循環(huán)冷卻水管線長且管道為分段連接的玻璃鋼管道，雖然該玻璃鋼管道耐海水腐蝕但是其材質決定了其耐受變形的能力較差，由于現場管道填埋在沙地下，管道周圍全是沙粒，一旦發(fā)生泄漏循環(huán)水管道周圍將發(fā)生沙粒流失產生空洞，循環(huán)水管道周圍產生空洞后由于其管徑大在充滿水的情況下質量更大，將使循環(huán)水管道加快破裂或斷裂，同時由于管道泄漏導致的水土流失可能會危急周圍的部分固定建筑基礎，而且海水的涌入也會導致附近區(qū)域地下水成分變化，影響相關區(qū)域的植被生長。盡管循環(huán)水管道的施工過程受到了嚴格的質量監(jiān)督與監(jiān)控，管道填埋后也進行了全面的內部檢查和地表的沉降監(jiān)測，盡管循環(huán)水管道與凝汽器接口設置了膨脹節(jié)、管道沿程設置了排空氣閥，但是出于安全性與環(huán)保性考慮同時為保證調試和商業(yè)運行期間循環(huán)水系統能安全啟動和穩(wěn)定運行，特設計兩種投運方案并對其進行優(yōu)缺點分析論證而后投入實際應用，兩種方案分別如下。

方案一：適當注水或不注水直接啟動循環(huán)水泵，通過適當開啟循環(huán)水泵出口蝶閥的方式向系統注水（此方式為常規(guī)采用的啟動方式），操作步序詳見圖1。

優(yōu)點是啟動過程簡單、節(jié)省啟動時間。

缺點是初次啟動時出口蝶閥開度暫無法確定，啟動過程中如果蝶閥中停開度過大將對系統造成較大沖擊可能造成膨脹節(jié)或循環(huán)水管道的損傷，如果蝶閥開度過小可能導致該立式斜流循環(huán)水泵啟動過電流跳閘導致啟動失敗。

方案二：先注水形成虹吸后啟動循環(huán)水泵，操作步序詳見圖2。

優(yōu)點是注水并預先形成虹吸的情況下啟動循環(huán)水泵對循環(huán)水管道及系統沖擊小，循環(huán)水泵的損傷小、啟動過程安全；采用預先建立虹吸的目的在于該循環(huán)水泵為斜流泵揚程17 m，且循環(huán)水泵的安裝高度在海平面以下同時凝汽器位置又較高且凝汽器循環(huán)水排水側設置有虹吸井，如果不預先建立虹吸可能會導致凝汽器水側的空氣無法及時排出，導致發(fā)生氣塞現象，可能導致啟動時循環(huán)水系統不過水或過水量很小導致啟動失敗。

缺點是啟動前凝汽器循環(huán)水進、出水管道和虹吸井以及凝汽器水側需充滿水并建立虹吸，這導致系統注水時間長，啟動過程操作略顯復雜，操作步序較多。

在經過設計、施工、監(jiān)理、業(yè)主、總包、調試各方共同討論并分析了相關利弊后，循環(huán)水系統啟動方式采用方案二執(zhí)行，啟動過程嚴格按照方案二設計步序進行啟動并獲得了一次性成功，在后續(xù)調試和商業(yè)運行過程中仍多次按此方式啟動循環(huán)水系統該系統也運行至今無異常、循環(huán)水管道附近地表沉降無異常也證明該啟動方案對該系統是安全可靠的，并已納入該廠啟動運行規(guī)程中。實踐證明根據現場設計、安裝以及設備情況針對性地調整啟動方式是十分必要的，對于新建機組的安全可靠順利地投運大有裨益，本文僅針對該電站循環(huán)水系統的特殊情況進行了啟動方案的調整，對于其它電站循環(huán)水系統的啟動方式本文僅起拋磚引玉的作用。