閉式循環冷卻水系統水質不合格的原因分析及處理措施

張力方中國能源建設集團華南電力試驗研究院有限公司

閉式循環冷卻水系統水質不合格的原因分析及處理措施

張力方
中國能源建設集團華南電力試驗研究院有限公司

某雙燃料聯合循環電站項目配置2臺100%容量的閉式循環冷卻水泵，補水水源取自除鹽水。該系統在調試過程中經反復沖洗依然不能滿足用戶要求，經排查處理后能正常使用。文章通過對機組閉式循環冷卻水系統雜質沖洗不干凈的原因進行分析、查找，采取有效措施，消除隱患，解決了機組無法連續正常運行的問題，對同類型機組有借鑒意義。

聯合循環電站；閉式循環冷卻水系統；濾網堵塞；排污

引言

閉式循環冷卻水系統是火電廠中重要的輔助系統，閉式循環冷卻水系統的作用是向汽輪機、鍋爐輔助設備及化學取樣裝置提供冷卻水，該系統為閉式回路。適用于用水量較小、水質要求較高且冷卻設備進口管徑較小容易積垢的設備。工作循環過程中閉式循環冷卻水熱交換器通過用開式循環冷卻水進行冷卻。為減少對設備的污染和腐蝕，使設備具有較高傳熱效率，閉式循環冷卻水系統采用除鹽水作為冷卻介質。閉式循環冷卻水系統的安全、高效運行對于火力發電廠來說其重要性不言而喻，作為汽輪機輔助系統中的重要組成部分其運行可靠性關系到鍋爐給水、凝結水等系統的安全運行。通過對泵組的試運，使其振動、溫度、壓力、電流等各個性能參數達到規定標準；通過系統管道的沖洗及調試，使閉式循環冷卻水系統能安全、穩定投入運行，為各設備提供合格的冷卻水。所以閉式循環冷卻水系統的調試工作是保證系統設備正常運行的關鍵階段。

一、概述

某雙燃料聯合循環電站項目，建設一套337MW的二拖一多軸聯合循環發電機組。發電機組包括兩套9E級燃氣輪機發電機組、兩臺無補燃雙壓立式自然循環余熱鍋爐、一套蒸汽輪機發電機組及其相關的輔助設備。本工程閉式循環冷卻水系統主要用于鍋爐側、燃機房和汽機房附屬設備提供冷卻水，本系統共配置2臺100%容量的水-水換熱器和2臺100%容量的閉式循環冷卻水泵，一用一備。系統設置有一只高位布置的閉式循環冷卻水膨脹水箱，其作用是對系統起到穩定壓力消除流量波動和吸收水的熱膨脹及儲存系統用水等作用，化學車間來除鹽水通過補水調節閥控制補充至閉式循環冷卻水膨脹水箱,由水箱進入閉式循環冷卻水系統，閉式循環冷卻水經循環泵升壓后進入閉式循環冷卻水熱交換器進行冷卻,降溫后的水進入各系統用戶帶走熱量,溫度較高的回水流回熱交換器降溫，繼續循環。

二、調試過程

閉式水系統調試從閉式水泵單體調試結束后的動態交接驗收開始，包括聯鎖保護試驗、系統水沖洗、閉式水箱補水裝置調試以及系統投運及動態調整等項目。本文主要講述系統水沖洗部分，其主要步驟如下：

1.閉式循環冷卻水膨脹水箱補充水管路利用化學除鹽水對除鹽補水管路在閉式水箱處開口沖洗，直至水質清澈、透明、無雜物，恢復正式管道。

2.閉式循環冷卻水膨脹水箱沖洗利用水箱放水門，邊補邊排進行沖洗，直至水質清澈、透明、無雜物，關閉水箱放水門。

3.拆開閉式水進、回水母管在母管遠端各用戶進、回水管法蘭，接臨時管通過進、回水截止閥控制排放，利用系統靜壓進行沖洗，直至水質清澈、透明、無雜物。

4.將閉式循環冷卻水系統至各用戶進、回水截止閥后法蘭解開并短接形成回路，啟動閉式循環冷卻水泵并通過開關各用戶進水截止閥控制沖洗范圍，將系統投入運行每天連續循環間斷換水，投入一個冷卻水換熱器，前期每8小時清掃閉式水泵入口濾網一次，初期時間視情況適當縮短，后期可適當延長，在沖洗過程中開啟系統低位排污閥排污，通過邊補邊排的方式加快水質合格直至系統全部沖洗結束。

三、異常現象原因分析及處理措施

閉式冷卻水系統在所有用戶全部投入的情況下一個多月長時間沖洗后在燃機側排污閥放水取樣依然有雜質，在投入運行期間燃機側閉式循環冷卻水經常性發生濾網堵塞，嚴重影響機組連續正常運行。

針對上述情況分析原因及處理措施如下：1、閉式冷卻水補水水源可能攜帶顆粒，將除鹽水箱存水放空后進行檢查及人工清理防止水源攜帶顆粒，經檢查除鹽水箱內雖有少部分雜質但顆粒明顯比閉式循環冷卻水系統所含雜質要小，可以排除水源的問題；2、閉式冷卻水系統管道及膨脹水箱均為碳鋼材質且未經過酸洗鈍化會存在氧化及銹皮脫落的情況，將閉式冷卻水系統加藥投入正常運行；3、閉式冷卻水泵入口正式濾網設計比燃機側濾網孔徑要大不能滿足燃機用水要求，在閉式冷卻水泵入口正式濾網上加裝與燃機側同等目數的濾網防止回水攜帶的顆粒再次進入系統；4、將閉式冷卻水系統不間斷投入運行循環，將閉式冷卻水系統各用戶全部投入進行循環且將板式換熱器每隔一段時間切換一次，做到防止系統存在循環死角；5、根據閉式冷卻水泵入口濾網差壓及燃機側濾網差壓情況合理安排清理濾網；6、因本機組為新建工程，諸多設備是在機組啟動期間逐步投入運行，不排除在設備受熱后有銹皮脫落的情況，在沖洗過程中將閉式循環冷卻水系統各用戶全部投入進行循環且將板式換熱器每隔一段時間切換一次，做到防止系統存在循環死角；7、燃機側供回水母管為埋地管，此水平管段長5.5m且標高低于各用戶為整個系統最低位置，排污管管徑較小，在沖洗過程中水的動能無法帶動大顆粒焊渣從排污管排凈，將該位置水平段母管切開，檢查發現有大量焊渣及泥沙等雜質遺留在管內，進行人工清理后恢復系統管道。

通過對上述問題的分析及處理后系統運行正常，機組再次啟動在168小時滿負荷試運期間未發現有濾網堵塞現象，由此可見導致燃機側濾網堵塞的主要原因是由于燃機側供回水母管為埋地管且為系統最低位置，導致閉式循環冷卻水系統在沖洗過程中不能將雜質帶出所引起的，其閉式循環冷卻水泵入口濾網與燃機側濾網不匹配問題及燃機側閉式循環冷卻水供回水母管水平段為埋地管標高且為系統最低位置可以歸結為設計缺陷，由此建議在同類型機組中應將燃機閉式循環冷卻水系統與汽機閉式循環冷卻水系統分開設計，系統獨立可以縮短系統沖洗工期且方便燃機進行單循環運行；系統管道在設計過程中應注意最低位置不能為水平埋地長管段，應為U型管底部接排污管，并能進行有效排污。

[1]馮彪.閉式循環冷卻水系統的優化工藝及機理研究[D].江西理工大學,2011.

[2]張海軍.關于提高閉式循環冷卻水系統運行可靠性的探討[J].山東工業技術,2014(23).

張力方（1986-），男，湖南長沙人，中國能源建設集團華南電力試驗研究院有限公司，熱能動力工程師。