沿海電廠循泵電機冷卻水系統改造研究

摘 要：烏沙山電廠循泵電機冷卻水系統原采用海水作為冷卻介質，運行中發現循泵電機冷卻器頻繁泄漏，經過對比研究多種改造方案，選擇獨立的閉式循環冷卻方案，采用淡水作為冷卻介質。改造后效果良好，未在發生冷卻器泄漏缺陷，確保了機組安全穩定運行。

關鍵詞：冷卻水；閉式循環；泄漏；循泵電機冷卻器；淡水

浙江大唐烏沙山發電有限責任公司一期工程共有4臺600MW燃煤機組，與機組配套的循環水泵共設置八臺（即一機兩泵）。現運行的循泵電機冷卻水采用循泵出口海水作為冷卻介質，經升壓后供至各臺循環水泵電機，運行約6000小時后即發現循泵電機冷卻器頻繁泄漏，由于冷卻器泄漏造成循環水泵被迫退備，夏季出現的循環水泵退備還直接影響到機組負荷及供電煤耗，給機組安全生產帶來隱患。同時電機軸承冷卻器的泄漏還會造成潤滑油泄漏引起海域污染，造成海洋生態破壞。

1 原系統結構說明

烏沙山電廠循環水泵采用：長沙水泵廠有限公司的88LKXB-19型立式斜流循環水泵，一機配兩臺循泵，與其配套的循泵電機為：湘潭電機廠生產的YKSL-2500-16/2150-1W立式感應電機，每臺循環水泵電機配兩臺外掛式冷卻器，一套軸承冷卻器，三套冷卻器均采用B30材質。

2 原系統缺陷情況

第一臺循環水泵余2006年2月27日隨機組調試即投入運行，在2007年初各循泵電機冷卻器開始陸續發生泄漏缺陷。

缺陷情況的歷史記錄和敘述：

2007年2月#1機組A循環水泵冷卻器首次發生泄漏。

2007年3月#1機組B循環水泵軸承冷卻器發生泄漏，致使循泵電機軸承嚴重燒毀，大量潤滑油外泄至象山灣造成海域污染。

至2008年春節前烏沙山電廠8臺循環水泵冷卻器及軸承冷卻器，因泄漏已經全部更換，其中1A、2B循環水泵冷卻器及循泵軸承冷卻器已第二次進行了更換。

由于循環水泵冷卻器及循泵電機軸承冷卻器泄漏造成循環水泵被迫退備，夏季出現的循環水泵退備還直接影響到機組負荷及供電煤耗，給機組安全、穩定、可靠運行帶來隱患。并且在很短的時間內很難恢復運行。同時泄漏還會造成潤滑油泄漏致使引起海域污染，造成海洋生態破壞。

3 改造方案研究

3.1 經過大量的調查研究，基本可行的改造方案有四種：

3.1.1 選用汽機廠房內閉式水進行循環冷卻。

3.1.2 選用廠內原水補給水進行冷卻。

3.1.3 采用獨立的閉式循環冷卻。

3.1.4 采用耐海水腐蝕的鈦金屬冷卻器。

3.2 四種方案比較

3.2.1 選用汽機廠房內閉式水進行循環冷卻：考慮機組可靠性運行避免單臺機組檢修或故障而引起其它循泵不能正常運行，設計上應選用從每臺機組的閉式水單獨引冷卻水至循泵電機冷卻水母管，然后單獨供至每臺循環水泵進行冷卻，此方案目前存在問題：

a.單獨從各機組接閉式水需要重新鋪設8根冷卻水管道（4根供水、4根回水），不僅需要鋪設很長的距離，而且還要跨越多根供水管道和電纜溝，因此施工難度及施工費用較高。

b.我廠閉式水泵出口壓力為0.8MPa，而循泵電機冷卻水設計壓力為≤0.5MPa，如按此方案執行需設計安裝一套適合室外露天工作的減壓系統，將閉式水壓力控制在≤0.5MPa以下，還必須保證冷卻水量，因此在費用上增大了投資。

c.我廠四臺機組閉式水泵前期設計流量參數為3150m3/h，考慮到節能減排問題，已將閉冷泵葉輪直徑減小，減小后的流量參數為2859m3/h，因流量下降有可能導致廠內各冷卻用戶及循環水泵電機冷卻水流量下降，從而影響到整個機組的安全運行。

3.2.2 選用廠內原水補給水進行冷卻：在原水補給水管道上加裝支管和節流、降壓裝置，經節流、降壓供各循泵電機冷卻后，由回水母管引至原水池，從現場布局來看廠內原水補給水管道經循泵房北側，安裝僅需加裝冷卻水用管路和節流、降壓裝置，投資費用較少；但從安全角度來分析：由于平潭水庫到廠內補給水管道落差為80米，一旦控制及調節不當將造成廠內補給水管道超壓爆管，屆時不僅影響到廠內淡水的補給水工作，還因循泵電機超溫直接影響到全廠各機組的安全運行。

3.2.3 采用獨立的閉式循環冷卻：整個系統布置保持現雙母管制運行，新增加兩個蓄水池，并在每個蓄水池上部安裝兩套機械通風冷卻塔作為冷卻水源冷卻，蓄水池補給水采用原設計循泵初次啟動用的工業水，此系統由于為獨立的閉式循環，且雙母管布置、冷卻泵為2用6備，同時工業水仍可作為緊急狀態下冷卻供水，安全性較高。

3.2.4 采用耐海水腐蝕的鈦金屬冷卻器：目前對于電機冷卻器的生產在技術上沒有問題，只是費用較高一臺電機的改造費用約45萬；而對于循泵軸承冷卻器由于冷卻管為環形帶散熱肋片型式，在制造上不能滿足技術要求生產較困難。改造不徹底。

3.3 方案確定

經對比，選用獨立的閉式循環冷卻方案。整個閉式冷卻水系統主體部分安裝在循環水泵房前池進水間空場處，兩個85立方米蓄水池，外形尺寸為13300×6000×4500mm，三根主梁分別架設在循環水泵房進水間池壁外支撐上，頂部安裝四臺冷卻水量為125m3/h機械通風冷卻塔。如圖1、圖2所示。

圖1 蓄水池照片 圖2 系統圖

4 改造前后對比

表1 改造前后對比表

5 結束語

通過改造，將以海水作為冷卻介質的開式循環冷卻系統改為以淡水作為冷卻介質的閉式獨立循環冷卻水系統，已使用三年以上。現已徹底解決因循環水泵電機冷卻器及軸承冷卻器泄漏，所造成的機組降負荷、海域污染等問題，并大量減少了原循泵電機冷卻器更換費用。改造是成功的。

參考文獻

[1]孔瓏.工程流體力學[M].第二版.北京：中國電力出版社，1998.

[2]朱銳，種道彤，劉繼平，等.冷卻水流量對凝汽器性能影響的試驗研究[J].熱力發電，2006.35（4）：10-13.27.

作者簡介：劉建東（1986-），男，河南安陽人，本科，助理工程師，主要從事發電廠汽輪機及其輔機系統的管理和檢修工作。