一起1000MW機組工業水壓力波動的原因分析及改進措施

張 銜，周子悅（廣東粵電靖海發電有限公司，廣東 揭陽 515223）

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一起1000MW機組工業水壓力波動的原因分析及改進措施

張 銜，周子悅
（廣東粵電靖海發電有限公司，廣東 揭陽 515223）

摘 要：本文介紹了一起1000MW火力發電機組工業水系統母管壓力異常波動的現象，并對母管壓力波動的原因進行分析查找，提出相應的改進措施，工業水系統的運行可靠性得到提高，對有類似工業水配置的機組提供借鑒。

關鍵詞：工業水；壓力波動；原因分析；改進措施

1　引言

我廠是沿海電廠1000MW火力發電機組，其中閉式工業水的功能是向汽輪機、鍋爐和發電機的輔助設備提供冷卻水。該系統為一閉式回路，用循環水流經閉式循環冷卻水熱交換器來冷卻閉式循環冷卻水系統中的冷卻水。 由于地處海濱沿海地帶，為了節約淡水，并考慮到用水設備的材質，除凝汽器、閉式冷卻水熱交換器、水環式真空泵冷卻器采用海水冷卻外，其余設備全部采用閉式循環冷卻水系統（單元制）， 因此工業水系統的正常運行對機組的正常運行有著重要的意義。近期我廠出現工業水系統周期性壓力波動，懷疑點眾多，本文通過對工業水系統壓力波動的分析、判斷，查找到了工業水壓力波動的根源，并提出了合理的改進措施，提高了工業水系統安全運行的穩定性。

2　工業水壓力波動的經過及查找

2.1發現過程

2015年7月28日，機組正常運行過程中發現工業水系統壓力每隔2-3個小時出現周期性波動。運行人員從#3B工業水泵進口濾網對系統進行排空氣，有大量空氣排出且排出的水呈乳白色，此現象應為工業水系統中含有大量氣泡引起。立即對工業水系統進行多次連續排空，在空氣排盡一段時間內工業水母管壓力波動頻繁度減輕，但過一段時間后工業水系統壓力依舊出現頻繁的周期性波動，懷疑不是簡單的工業水系統積存空氣引起，而是有連續帶壓空氣進入工業水系統造成此種異常現象。

立即調查運行歷史曲線，在7月27日工業水壓力就已經出現了波動，通過廠級監控系統的過程回放并調查機組操作日志發現以下疑點：

（1） 7月27日9：50，查看儀用空壓機、輸灰空壓機及工業水系統壓力曲線，當輸灰空壓機的壓縮空氣母管壓力大于空壓機冷卻水母管壓力后，工業水母管壓力即出現了波動，如圖1所示。

圖1 輸灰空壓機壓力和空壓機冷卻水母管壓力關聯圖

（2）#9輸灰空壓機正是此時由檢修狀態轉為備用狀態。經以上兩個現象可以初步判斷輸灰空壓機母管的壓縮空氣漏入工業水系統，因#9輸灰空壓機檢修工作剛完成，重點懷疑#9輸灰空壓機檢修質量不合格。

通過對輸灰空壓機現場與工業水系統相關聯的結構進行仔細分析，存在泄可能的是輸灰空壓機冷卻系統，其冷卻器及冷卻水管路布置如下圖2所示。

圖2　冷卻器及冷卻水管路布置簡圖

據此，可以通過隔離輸灰空壓機工業水進回水電動門，工業水回水電動門前手動門保持打開，此時可拆開工業水回水電動門前壓力表，判斷是否有空氣漏入輸灰空壓機進回水電動門之間的冷卻器中。如果存在泄漏，輸灰空壓機冷卻器內的壓縮空氣會從拆除壓力表引壓管排出。

2.2排查方法

由于#9輸灰空壓機冷卻器存在泄漏的可能性最大，首先關閉#9輸灰空壓機冷卻水進回水電動門、#9輸灰空壓機壓縮空氣冷卻器后的出口電動門，輸灰空壓機出口電動門前壓力變送器壓力出現下降趨勢，然后拆除空壓機冷卻水回水電動門前壓力表，現場拆除壓力表引壓管處有氣水排出，水量多于氣量，壓力變送器壓力迅速下降。當打開#9輸灰空壓機出口電動門，冷卻器內再次充滿有壓力的壓縮空氣，此時水側拆除的壓力表引壓管處噴氣量增大，且氣量明顯多于水量，#9輸灰空壓機壓力變送器壓力迅速上升。重新關閉#9輸灰空壓機出口電動門，排氣量逐漸減少，壓力變送器顯示壓力慢慢接近于零。

#9輸灰空壓機出口壓力如圖3所示。

圖3　#9輸灰空壓機出口壓縮空氣壓力變化圖

通過操作過程#9輸灰空壓機通過冷卻器處泄漏進入工業水系統得到印證。用以上方法對其它輸灰空壓機進行逐個排查，發現#8輸灰空壓機冷卻器同樣有空氣泄漏。排查結束后，考慮到工業水進回水電動門可能關閉不嚴的情況，對泄漏的#8、9輸灰空壓機關閉出口電動門，工業水進回水電動門，保持壓力表處手動門打開，防止壓縮空氣繼續進入工業水系統。同時對工業水備用工業水泵進口濾網處進行持續排空，工業水母管壓力未再次出現波動，進一步印證了工業母管波動是由壓縮空氣漏入引起。7月30日，工業水母管壓力再次出現波動，但波動頻率趨緩，懷疑輸灰空壓機系統排查不徹底。就地重新檢查，發現#8輸灰空壓機工業水回水手動門被關閉，漏入冷卻器的壓縮空氣不能從壓力表處排出而進入工業水系統，再次佐證了#8輸灰空壓機冷卻器泄漏，并且可以判斷#8輸灰空壓機出口電動門、冷卻水進水電動門關不嚴。

2.3原因分析及結論

輸灰空壓機冷卻器為波紋板式冷卻器，長時間運行后波紋板之間的橡膠密封片可能老化變形，造成冷卻器泄漏，當壓縮空氣壓力大于工業水壓力時，壓縮空氣持續漏入工業水系統。

當壓縮空氣漏入工業水后經工業水泵不斷打循環，形成細小氣泡混入水中，此時水呈乳白色。當工業水流動至相對靜止處（如：備用工業水泵進口濾網處、氫冷器進回水手動門處）時，細小氣泡逐漸釋放出來形成氣柱。以單個氫冷器為例，當氣柱逐漸積滿氫冷器工業水頂端時，大氣泡重新混入工業水系統。當大氣泡流動至緩沖水箱補水口時，部分經補水管道逐漸上升排出，造成工業水緩沖水箱水位上漲；剩余氣體流經工業水泵處，造成工業水泵氣縛，工業水母管壓力下降。如圖4所示。

圖4　工業水母管壓力、緩沖水箱水位關聯圖

3　改進措施

（1）在輸灰空壓機冷卻水回水管道上加裝回水鏡，當壓縮空氣泄漏進入工業水時能夠通過回水鏡觀察。（2）由于備用工業水泵出口逆止門關不嚴，工業水經備用工業水泵逆止門、備用工業水泵、備用工業水泵進口濾網處重新進入運行工業水泵。系統中空氣容易在備用工業水泵泵體、備用工業水泵進口濾網處積攢，平時應及時進行排空。（3）定期對氫冷器進行排空，防止氣柱產生。在機組停機狀態下，可以關閉氫氣冷卻器各分支回水手動門，打開氫氣冷卻器各分支進水手動門，打開氫冷器處工業水進回水連通管，加大此處工業水循環流量，使工業水系統中空氣盡快釋放，防止出現壓力釋放。（4）鑒于氫冷器是工業水在汽機房側最高點，運行中最容易集聚空氣，在調節氫冷器各個支路流量時盡量調節支路回水手動門，保證進氫冷器內冷卻水壓力高一些，有利于氣體的自行排出。（5）在機組大修期間，將空壓機冷卻器由波紋管式改成管殼式冷卻器。

4　結束語

工業水系統時火力發電機組的重要組成部分，用戶多，系統復雜，對機組輔機的正常運行有著重要意義；本文主要針對沿海某1000MW機組的工業水壓力異常波動進行了詳細的分析，從源頭上找到了問題所在，提出了解決了此類型壓力波動的查找方法及解決措施，對機組的安全運行有重要意義。

參考文獻：

［1］靖海電廠編委會.1000MW機組集控運行規程（第二版）［M］.（內部資料），2012.

［2］聶遠志. 一起300MW機組鄙視誰壓力異常波動分析［J］.中國電子商務，2014（01）：47-51.

［3］黃仙明.火電廠閉式水系統壓力波動原因分析［J］.電力安全技術，2010（07）：54-56.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.13.037

作者簡介：張銜（1985-），男，廣東揭陽人，助理工程師，主要從事火電廠集控運行工作。