大型電廠閉式水系統壓力波動處理及防范對策

劉斌 趙欣慰 鄭秀平

摘 要：本文通過某廠300MW機組運行時突發閉式水系統壓力波動故障，失壓過程中導致備用閉式冷卻水泵聯動，在壓力脈動過程中，由于系統漏入空氣，閉冷器泄漏進而閉式水液位突降，故障處理及時有效，避免了由于閉式水系統故障導致機組被迫停用和重要設備損壞的重大事故，對同類型機組有借鑒意義。

關鍵詞：閉式水系統；失壓；空壓機；泄漏

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.23.175

0 引言

閉式水系統在發電廠中是一個極其重要的系統，其功能是為機組輔助設備提供冷卻水源，以保證輔助設備及系統的正常運行，由于關聯機組很多其他系統，其重要用戶包括大、小機潤滑油、凝結水泵、給水泵爐側風機等重要輔機冷卻水等，一旦閉水系統失壓，導致汽輪機潤滑油等用戶溫度急劇上升，如處理不及時將造成機組被迫停運，及主、輔設備損壞，因此機組運行時，如何維護好閉式水系統，對機組穩定運行具有重要意義。

1 機組閉式水系統概況

京泰發電公司一期工程裝機容量為2×300MW，閉式冷卻水為閉式循環，一期每臺機組配一套閉式水系統，包括兩臺100%容量閉式水泵、兩臺100%容量閉式水熱交換器、一個63m3閉式水高位水箱和輔助設備閉式水冷卻器。系統基本流程為：除鹽水→閉式水箱→閉式泵→閉式水熱交換器→閉式水用戶→閉式泵進口。閉式水采用除鹽水和凝結水、凝補水做為補水水源，其重要用戶有：主機冷油器、小汽機冷油器、電泵潤滑油/工作油冷油器、儀用、除灰空壓機冷卻器、汽水取樣間冷卻裝置、定冷水、氫氣、密封油冷卻器、電泵凝泵電機冷卻。

2 閉式水系統失壓經過與處理

2017年8月9日04時15分，1號機組閉式水箱水位突然上升，閉式水泵出口壓力開始下降。04時25分，閉式水箱水位、閉式水泵出口壓力劇烈波動，聯啟備用閉式水泵，2臺閉式水泵電流均為12A（正常運行值為38A左右），經檢查確認閉式水系統內進入大量空氣。

04時34分，閉式水箱水位加速下降，檢查確認11閉式水換熱器嚴重內漏。運行人員迅速隔離11閉式水換熱器，并投入12閉式水換熱器。05時02分，閉式水泵出口壓力及電流恢復正常，水位保持正常。

3 原因分析

（1）11閉式水換熱器發生內漏的直接原因是閉式水系統進入大量空氣，11閉式水換熱器受到了氣水混合物的水錘沖擊從而造成內漏。

（2）閉式水系統突然進入大量空氣的原因是01除灰空壓機氣冷卻器泄漏所造成的。

（3）01除灰空壓機氣冷卻器泄漏的主要原因是換熱器廠家返修得工藝質量存在缺陷。2016年9月3日，該氣冷卻器從壽力原廠采購到貨并安裝使用；2017年7月3日出現了第一次泄漏，因在質保期內，隨后返廠進行維修；2017年8月4日返修結束到現場，回裝后各項試驗正常，隨后投入運行；2017年8月8日夜間突然出現再次泄漏。

（4）01除灰空壓機氣冷卻器泄漏的次要原因是由于氣冷卻器運行環境存在腐蝕性介質，從而造成銅管泄漏。從2016年下半年開始，其他3臺除灰空壓機氣冷卻器先后出現泄漏。解體端蓋后發現，氣冷卻器銅管外表面銅綠斑斑、油垢很多。

4 閉式水系統進空氣后防失壓控制措施

（1）值班員必須熟悉閉冷水系統的缺陷和外圍空壓機的運行方式：目前一號機11閉冷器泄漏隔離，12運行，外圍空壓機冷卻水由二號機接帶。

（2）二號機備用閉冷泵每班進行泵體排空一次：檢查泵內積空氣情況，同時主值做好閉冷水系統的補水準備，保證閉式水箱水位不低于1米。值長安排外圍化學值班員注意查看閉冷水取樣的積空氣情況，主值注意閉式水電導、閉式水箱水位及補水的變化情況以及發電機的氫溫，發現空氣異常增多和電導率跳變，閉式水箱水位異常升高，補水無故減少，氫溫異常升高時，及時聯系除灰專業檢查確認空壓機是否泄漏，并立即切換空壓機運行，同時進行氫冷器連續排空直至無積存空氣，期間主值必須調取曲線連續監視水位，保證水位不低于1米。

（3）發生閉冷水系統短時進入大量空氣導致閉冷泵不打水時，立即對運行泵和備用泵的進行泵體排空，并切換空壓機隔離泄漏點，同時加強補水：首先開啟補水調節閥旁路手動門，通過凝結水或凝補水進行補水，保證閉式水箱水位正常，必要時可增加排空位置：利用閉冷器、氫冷器、密封油和定冷水冷卻水管等處排空手動門進行排空處理。

（4）一號機閉冷泵定期啟動試驗改為定期測電機絕緣。注意連續調取曲線監視閉式水箱水位，發現補水量增多，及時通知檢修并匯報專業查明原因，并加強補水保證水位正常，快速下降時立即開啟補水旁路手動門，通過開啟凝結水或者凝補水補水手動門進行補水，保證閉式水箱水位正常，同時做好事故停機準備。

（5）一號機因閉冷器泄漏導致閉式水箱水位無法維持時，應不破壞真空緊急停機：注意盡量降低鍋爐汽側壓力，同時注意切換潤滑油冷卻水（采取先關本機后開臨機的操作方式，嚴禁誤操作導致二號機閉冷水壓力水位突降）保證主機軸瓦和軸系安全。同時監視輔機的機封，軸瓦，電機溫度，達到跳閘值未跳及時手動停運。

（6）檢修專業對冷卻器進行改造：升級氣冷卻器材質，采用不銹鋼材質的氣冷卻器[3]，以減緩腐蝕情況的發生。將氣冷卻器壓縮空氣由殼程改為管程，最大可能的將壓縮空氣內油污、冷凝水沖走，減少腐蝕物堆積。發現氣冷卻器有輕微泄漏后，立即更換氣冷卻器，避免故障擴大、引起事故。

5 總結

本文通過對某廠300MW機組閉式水系統進大量空氣后閉式系統壓力波動的處理與分析，提出大型火力發電廠機組閉式水系統失壓的處理辦法及防范措施，有效的避免了由于閉式水系統故障導致機組被迫停用和重要設備損壞的重大事故，對同類型機組有借鑒意義。

參考文獻：

[1]嚴后強.600MW機組閉式水系統含氣量大的原因分析及查找[J].中國高新技術企業，2014（32）：74-75.

[2]李春和，曾祥卓.超臨界600MW機組閉式冷卻水系統失壓處理及原因[J].電力科學與工程，2012，28（05）：76-78.

[3]侯劍雄，黃碧亮.火電廠閉式冷卻水失壓處理及防范對策[J].能源與節能，2013（06）：34-35.