電廠凝結(jié)水泵汽蝕的原因及處理

姚章欽

華能南通電廠 江蘇南通 226003

凝結(jié)水泵在火力發(fā)電廠熱循環(huán)中起著重要的作用，但由于電力行業(yè)的特點(diǎn)，火力發(fā)電廠設(shè)備往往處于高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，容易發(fā)生設(shè)備故障，影響質(zhì)量。來(lái)自發(fā)電廠供電服務(wù)熱發(fā)電系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生大量熱量操作。確保設(shè)備正常運(yùn)行，為了促進(jìn)發(fā)電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，必須保證凝結(jié)水泵的正常運(yùn)行。凝結(jié)水泵在運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)各種各樣的汽蝕現(xiàn)象。凝結(jié)水泵出現(xiàn)汽蝕現(xiàn)象，隨著設(shè)備的連續(xù)運(yùn)行，汽蝕現(xiàn)象將逐漸發(fā)生嚴(yán)重的，它沒有得到及時(shí)的處理，因此，在火力發(fā)電廠運(yùn)行過(guò)程中，必須采取有效措施防止凝結(jié)水泵汽蝕。

1 汽蝕

根據(jù)熱力學(xué)，液體的蒸發(fā)取決于溫度和壓力作用在液體上的壓力是恒定的，當(dāng)液體溫度上升到一定值時(shí)，就會(huì)發(fā)生蒸發(fā)；當(dāng)液體溫度恒定，作用在液體上的壓力液體下降到一定值，液體蒸發(fā)同時(shí)。由于某種原因，當(dāng)泵的局部壓力等于或低于相應(yīng)溫度下的蒸發(fā)壓力時(shí)，泵的運(yùn)行，溶解在水中的氣體當(dāng)液體蒸發(fā)時(shí)，大量混合蒸汽和氣體形成泡沫，泡沫中流出的水從高壓區(qū)流向低壓區(qū)，因?yàn)樵诟邏簠^(qū)，泡沫被迫迅速凝結(jié)和分解，高速液體泡沫的影響中心圍繞氣泡形成強(qiáng)大的水擊。氣泡越大，壓力就越大觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示，撞擊頻率可達(dá)每秒數(shù)萬(wàn)次，氣泡凝結(jié)，瞬間局部溫度可達(dá)300℃。在沖擊壓力可能高達(dá)數(shù)百甚至數(shù)千金屬泡沫在沖擊材料形成附近破碎，泡沫破裂，粉碎在金屬表面，形成表面的輪子很快就會(huì)產(chǎn)生蜂窩狀的點(diǎn)蝕，然后擴(kuò)展金屬表面會(huì)逐漸遠(yuǎn)離疲勞和嚴(yán)重的損傷，破壞通常被稱為剝蝕，泡沫同時(shí)也有一些活性氣體，利用冷凝熱釋放出泡沫。金屬的化學(xué)腐蝕。化學(xué)腐蝕和機(jī)械腐蝕的綜合作用大大加快了金屬的損傷速率。

2 汽蝕的危害

由于低壓區(qū)在離心泵葉輪進(jìn)口，液體蒸發(fā)是最有可能發(fā)生的位置，高壓區(qū)在葉片出口，所以部分汽蝕發(fā)生在葉輪出口或葉輪出口。內(nèi)部空化泵嚴(yán)重時(shí)，大量的氣泡也會(huì)堵塞流道區(qū)域，降低流體從葉片接收的能量，從而導(dǎo)致?lián)P程減小、效率降低，甚至導(dǎo)致葉片出口中斷[1]。可以看出，一旦空化發(fā)生，這對(duì)泵的運(yùn)行非常不利，應(yīng)盡量避免。①造成材料破壞。氣蝕對(duì)泵體材料的作用非常嚴(yán)重，有輕微的點(diǎn)蝕、蜂窩狀的大孔，甚至腐蝕和腐蝕。當(dāng)氣泡發(fā)生空化和破裂，液體顆粒相互碰撞，這會(huì)在不同的頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生噪聲，并因強(qiáng)烈的沖擊而產(chǎn)生振動(dòng)水。汽蝕振動(dòng)頻率接近泵的固有振動(dòng)頻率，引起共振，引起強(qiáng)烈振動(dòng)。②使泵的性能下降。在空化過(guò)程中，流道中充滿大量泡沫，破壞了流動(dòng)方式，改變了流道的流動(dòng)面積和流向，使能量損失增大，從而導(dǎo)致流動(dòng)阻力下降。流速、揚(yáng)程和效率迅速下降，性能曲線明顯下降，破損條件下，性能迅速惡化。

3 凝結(jié)水泵汽蝕原因

凝結(jié)水泵是汽輪機(jī)輔機(jī)系統(tǒng)中中長(zhǎng)期運(yùn)行的重要設(shè)備，對(duì)機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行起著非常重要的作用。在正常狀態(tài)下，通常需要進(jìn)行操作開關(guān)和臨時(shí)清潔和維護(hù)。同時(shí)，由于凝結(jié)水泵在液面上的進(jìn)口壓力低于普通的凝結(jié)水泵，使凝結(jié)水泵更容易發(fā)生汽蝕。其發(fā)生汽蝕的主要原因有以下：

3.1 流動(dòng)介質(zhì)內(nèi)混入空氣

由于冷凝泵入口濾網(wǎng)經(jīng)常需要清潔，備用泵入口濾網(wǎng)清洗過(guò)程，如果進(jìn)氣閥密封較差，會(huì)有一部分的空氣通過(guò)母親管的入口進(jìn)入運(yùn)行的泵水，當(dāng)與空氣混合的液體培養(yǎng)基中數(shù)量增加到一定程度上，會(huì)產(chǎn)生空化現(xiàn)象在水泵運(yùn)行。此時(shí)，可通過(guò)打開運(yùn)行水泵的排氣閥排出多余的空氣來(lái)降低汽蝕的可能性。

3.2 沿程阻力過(guò)大，超過(guò)了泵的設(shè)計(jì)參數(shù)

由于冷凝水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的需要，從冷凝器熱井到冷凝水泵的管道一般粗短，入口濾網(wǎng)被設(shè)計(jì)堵塞在官方道路上。冷凝水水質(zhì)較差。在維護(hù)過(guò)程中會(huì)有一定的殘留物在水中產(chǎn)生雜質(zhì)，長(zhǎng)期運(yùn)行后會(huì)堵塞冷凝水泵入口的過(guò)濾網(wǎng)。這種故障可以通過(guò)觀察進(jìn)口過(guò)濾器的壓差來(lái)消除。進(jìn)水閥閥芯脫落，進(jìn)水閥閥芯被流體長(zhǎng)時(shí)間沖刷。如果閥芯有缺陷，則閥芯可能會(huì)移位，開關(guān)可能不到位甚至脫落，導(dǎo)致進(jìn)口管道流體截面積縮小，進(jìn)口流量急劇減少，從而導(dǎo)致氣穴現(xiàn)象。進(jìn)氣管堵塞了。在維護(hù)過(guò)程中，冷凝器的內(nèi)部維護(hù)是必不可少的程序之一。由于一些工人及相關(guān)設(shè)備進(jìn)入集裝箱作業(yè)，有可能在冷凝器內(nèi)丟失一些工具或相關(guān)輔助材料[2]。在凝汽器入口水室與進(jìn)氣格柵網(wǎng)熱井設(shè)置，一般小對(duì)象流入冷凝泵入口濾網(wǎng)，但如果有一個(gè)大對(duì)象的冷凝器，有網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)的入口堵塞的可能性，有限的入口母管流中，凝結(jié)水泵后加快空化的可能性。

4 火電廠凝結(jié)水泵汽蝕的有效處理措施

4.1 故障處理方法

一般情況下，火力發(fā)電廠凝結(jié)水泵在正常運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)汽蝕現(xiàn)象，可及時(shí)啟動(dòng)備用泵，防止停電電氣觀察單臺(tái)凝結(jié)水泵的汽蝕現(xiàn)象時(shí)間在單個(gè)冷凝器的情況，及時(shí)分離故障泵，檢查凝汽器泵進(jìn)口是否全開，泵進(jìn)口過(guò)濾器是否堵塞，仔細(xì)檢查凝汽器泵進(jìn)口濾網(wǎng)、進(jìn)口閥是否正常，再循環(huán)閥是否正常泵的凝結(jié)水位、密封水壓正常，泵體有無(wú)漏氣泵停車后，及時(shí)檢查泵進(jìn)口管線、管道護(hù)欄是否堵塞，堵塞處應(yīng)及時(shí)清理，防止連鎖反應(yīng)，加重設(shè)備損壞。

4.2 防控措施

①?gòu)谋皿w本身的結(jié)構(gòu)來(lái)看，多級(jí)泵的提升葉輪應(yīng)為雙吸式，以盡量減少泵所需的汽蝕余量；感應(yīng)葉輪同軸安裝在主葉輪中；減少泵進(jìn)水管和閥門設(shè)備的彎曲度盡量減少阻力損失；除氧器安裝高度適當(dāng)；水輪機(jī)材質(zhì)選用抗汽蝕性能好的水輪機(jī)。②加強(qiáng)凝結(jié)水泵檢修管理，定期或不定期檢修，凝汽器內(nèi)部檢修后，應(yīng)及時(shí)清理作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的雜質(zhì)和灰塵，防止雜質(zhì)沉積在機(jī)組內(nèi)部，堵塞至冷凝水機(jī)爐管道焊接工藝規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)避免管道中殘留水溶性紙和焊渣，以免堵塞濾網(wǎng)過(guò)濾器。③加強(qiáng)設(shè)備監(jiān)管控制。檢查凝結(jié)水泵進(jìn)口是否密封，防止清洗濾網(wǎng)造成汽蝕過(guò)濾器.提高凝結(jié)水泵進(jìn)水閥的啟閉速度，故障泵在異常情況下能及時(shí)隔離，避免連鎖反應(yīng)不在管道入口法蘭接頭的選擇，應(yīng)優(yōu)先選用不易脫落或損壞的墊片，檢查管法蘭接頭的連接情況，防止因設(shè)備啟閉產(chǎn)生沖擊壓力而使法蘭坍塌，防止凝結(jié)水泵漏氣過(guò)大[3]。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，凝結(jié)水泵是電廠供電裝置的重要組成部分熱長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，汽蝕會(huì)損壞凝結(jié)水泵，降低水流量，如果不及時(shí)處理，機(jī)組可能會(huì)跳閘，嚴(yán)重?fù)p壞設(shè)備。因此，必須加強(qiáng)凝結(jié)水泵的檢修管理，定期清洗過(guò)濾器，降低設(shè)備故障概率，保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。