一次典型的發(fā)電廠凝結(jié)水精處理樹脂泄漏原因分析及對(duì)策

摘要：火力發(fā)電廠凝結(jié)水精處理系統(tǒng)一般采用進(jìn)口樹脂，價(jià)格高、購(gòu)買周期長(zhǎng)。當(dāng)凝結(jié)水精處理系統(tǒng)發(fā)生樹脂泄漏時(shí)，不僅會(huì)造成樹脂浪費(fèi)，還會(huì)影響機(jī)組的正常運(yùn)行；泄漏的樹脂可能堵塞給水泵濾網(wǎng)，造成給水泵跳閘，引發(fā)停機(jī)；樹脂進(jìn)入熱力系統(tǒng)時(shí)還可能引起機(jī)組熱力系統(tǒng)嚴(yán)重腐蝕，導(dǎo)致金屬過熱和爆管事故，威脅機(jī)組的安全運(yùn)行。鑒于此，針對(duì)一次典型的發(fā)電廠凝結(jié)水精處理樹脂泄漏事件進(jìn)行了全面分析，制定了相應(yīng)的防范對(duì)策，為其他電廠避免火力發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)類似問題提供了一定的指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠；凝結(jié)水精處理；樹脂泄漏

中圖分類號(hào)：TM621? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? 文章編號(hào)：1671-0797（2023）11-0065-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2023.11.017

0? ? 引言

火力發(fā)電機(jī)組參數(shù)提高，對(duì)水質(zhì)要求也越來(lái)越嚴(yán)格，由于凝汽器的滲漏和泄漏、系統(tǒng)中金屬腐蝕產(chǎn)物的污染、返回水夾帶雜質(zhì)等因素的影響，熱電廠凝結(jié)水存在著不同程度的污染，因此，對(duì)凝結(jié)水進(jìn)行處理已是大型火電廠水處理一個(gè)極為重要的環(huán)節(jié)[1]。

提高汽水品質(zhì)最常用的措施就是采用凝結(jié)水精處理裝置，最常見的凝結(jié)水精處理系統(tǒng)是前置過濾器加高速混床的中壓凝結(jié)水精處理系統(tǒng)。凝結(jié)水精處理系統(tǒng)可以連續(xù)除去凝結(jié)水中的雜質(zhì)，提高給水質(zhì)量；縮短機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間，降低汽包鍋爐的排污量，節(jié)省能耗和經(jīng)濟(jì)成本；可在凝汽器微量泄漏時(shí)，保障機(jī)組安全連續(xù)運(yùn)行，除去漏入的鹽分及懸浮雜質(zhì)，使維護(hù)人員有時(shí)間采取查漏、堵漏措施；嚴(yán)重泄漏時(shí)，可保證機(jī)組按預(yù)定程序停機(jī)[2]。但凝結(jié)水精處理系統(tǒng)樹脂泄漏不僅會(huì)造成樹脂浪費(fèi)，增加運(yùn)行成本，還會(huì)影響機(jī)組的正常運(yùn)行；泄漏的樹脂可能堵塞給水泵濾網(wǎng)，造成給水泵跳閘，引發(fā)停機(jī)[3]；由于樹脂主要成分為有機(jī)物，樹脂泄漏進(jìn)入熱力系統(tǒng)后這些有機(jī)物會(huì)在爐管壁上生成碳質(zhì)沉積物，常導(dǎo)致金屬過熱和爆管事故；樹脂中的有機(jī)物在高溫作用下還會(huì)產(chǎn)生揮發(fā)性酸，進(jìn)入汽輪機(jī)時(shí)會(huì)引起汽輪機(jī)腐蝕[4]。

凝結(jié)水精處理系統(tǒng)樹脂泄漏的原因有很多，主要有水帽變形損壞、水帽濾元繞絲間隙超標(biāo)、水帽安裝后與多孔板結(jié)合面不嚴(yán)密、樹脂捕捉器濾元損壞、濾元繞絲間隙超標(biāo)、閥門關(guān)閉不嚴(yán)等。

鑒于此，本文針對(duì)一次典型的發(fā)電廠凝結(jié)水精處理樹脂泄漏事件進(jìn)行了全面分析，制定了相應(yīng)的防范對(duì)策，為其他電廠避免火力發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)類似問題提供了一定的指導(dǎo)。

1? ? 系統(tǒng)介紹

某電廠1號(hào)機(jī)組凝結(jié)水100%進(jìn)行處理，設(shè)3臺(tái)高速混床和3臺(tái)樹脂捕捉器（按3×50%凝結(jié)水全容量處理設(shè)計(jì)），高速混床采用圓柱形結(jié)構(gòu)，設(shè)備參數(shù)如表1所示；并設(shè)1臺(tái)出力為單臺(tái)高速混床正常出力50%～70%的再循環(huán)泵。凝結(jié)水精處理系統(tǒng)分為兩部分，一部分為凝結(jié)水精處理部分，包括高速混床、樹脂捕捉器和再循環(huán)系統(tǒng)；另一部分為體外再生部分，包括再生單元，酸、堿計(jì)量單元，沖洗水泵單元及羅茨風(fēng)機(jī)單元。凝結(jié)水精處理部分和體外再生部分一起組成了一套中壓凝結(jié)水精處理裝置。

本凝結(jié)水精處理系統(tǒng)采用中壓系統(tǒng)，高速混床串于主凝泵與低壓加熱器之間，系統(tǒng)壓力為2.80 MPa，最大壓力為3.53 MPa，每臺(tái)機(jī)組設(shè)置3臺(tái)混床，樹脂采用美國(guó)DOW化學(xué)公司或德國(guó)拜耳公司的凝膠型均粒樹脂。

2? ? 事故經(jīng)過

2月10日，1號(hào)機(jī)組臨修后準(zhǔn)備啟動(dòng)。11：00，1號(hào)機(jī)組給水系統(tǒng)檢查完畢；13：30，啟動(dòng)電動(dòng)給水泵；15：25，投入爐水泵連續(xù)注水，1號(hào)鍋爐開始上水。18：27，1號(hào)機(jī)組電動(dòng)給水泵因入口濾網(wǎng)差壓高保護(hù)動(dòng)作跳閘，檢查為濾網(wǎng)堵塞，隔絕電動(dòng)給水泵清理濾網(wǎng)時(shí)發(fā)現(xiàn)存在樹脂。

2月11日01：00，濾網(wǎng)清理完畢啟動(dòng)電動(dòng)給水泵上水。02：00，電動(dòng)給水泵前濾網(wǎng)再次差壓高報(bào)警，電動(dòng)給水泵入口前壓力逐漸降低，手動(dòng)停運(yùn)電動(dòng)給水泵，清理濾網(wǎng)；04：23，啟動(dòng)1A汽泵前置泵運(yùn)行；05：47，啟動(dòng)1B汽泵前置泵運(yùn)行；06：02，1A汽泵前置泵濾網(wǎng)差壓大報(bào)警，07：55停運(yùn)。因電泵前置泵、汽泵前置泵濾網(wǎng)均發(fā)現(xiàn)大量樹脂，隨即對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了全面檢查，卸壓排水后檢查發(fā)現(xiàn)1號(hào)機(jī)組凝補(bǔ)水箱底部有大量樹脂。17：00，凝補(bǔ)水箱內(nèi)部的樹脂清理完畢，系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行，機(jī)組進(jìn)入正常啟動(dòng)程序。

2月12日04：18機(jī)組并網(wǎng)。

此次事故導(dǎo)致機(jī)組推遲啟動(dòng)達(dá)19 h，損失發(fā)電量達(dá)711萬(wàn)kW·h。

3? ? 樹脂泄漏原因分析

1月17日，1號(hào)機(jī)組精處理B混床沖洗進(jìn)水氣動(dòng)蝶閥出現(xiàn)了無(wú)法關(guān)閉的缺陷，熱工檢修人員對(duì)氣動(dòng)執(zhí)行器氣缸進(jìn)行了解體檢查，內(nèi)部部件活動(dòng)正常無(wú)卡澀，判斷故障點(diǎn)為電磁閥閥體。檢修人員隨即回裝了傳動(dòng)齒，恢復(fù)了氣缸，并更換了故障電磁閥。檢修完成后操作就地按鈕對(duì)該氣動(dòng)蝶閥進(jìn)行空載開關(guān)操作，蝶閥動(dòng)作及開關(guān)反饋狀態(tài)均正常。將執(zhí)行機(jī)構(gòu)完全恢復(fù)再進(jìn)行試運(yùn)，就地指示和電磁閥柜指示燈指示正常，運(yùn)行人員及熱工檢修人員確認(rèn)該氣動(dòng)閥門已恢復(fù)正常動(dòng)作。隨后，1號(hào)機(jī)組精處理B混床處于備用狀態(tài)。由于該執(zhí)行器屬于雙控氣缸、角行程執(zhí)行器，在氣動(dòng)蝶閥處于開啟位置時(shí)順時(shí)針、逆時(shí)針均能90°動(dòng)作，1號(hào)機(jī)組精處理B混床沖洗進(jìn)水氣動(dòng)蝶閥執(zhí)行器檢修過程中，檢修人員未對(duì)執(zhí)行器氣缸內(nèi)部驅(qū)動(dòng)部件安裝位置進(jìn)行記錄。檢修人員對(duì)執(zhí)行器氣缸進(jìn)行恢復(fù)時(shí)將內(nèi)部驅(qū)動(dòng)部件傳動(dòng)齒裝反，導(dǎo)致蝶閥開關(guān)時(shí)反方向動(dòng)作，雖然蝶閥開關(guān)反饋指示正確，但蝶閥閥瓣密封面已背向閥瓣密封圈，由于該氣動(dòng)蝶閥閥瓣為非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，閥瓣密封面背向閥瓣密封圈時(shí)閥門處于不嚴(yán)密狀態(tài)。氣缸內(nèi)部傳動(dòng)齒結(jié)構(gòu)圖如圖1、圖2所示。

2月4日，1號(hào)機(jī)組精處理C混床樹脂失效，準(zhǔn)備投運(yùn)1B混床，運(yùn)行人員按照操作票進(jìn)行1B混床升壓操作。第一次升壓時(shí)，壓力最高升至2.86 MPa，未達(dá)到精處理進(jìn)口母管壓力3.3 MPa，此時(shí)，在系統(tǒng)出現(xiàn)異常狀況、未分析出準(zhǔn)確原因的情況下，運(yùn)行人員操作不規(guī)范，未按照操作中發(fā)現(xiàn)異常情況后必須終止操作并進(jìn)行原因查找，待故障消除后再進(jìn)行操作的原則來(lái)執(zhí)行操作票，而是選擇了重復(fù)多次、長(zhǎng)時(shí)間對(duì)1B混床進(jìn)行升壓操作，由于沖洗進(jìn)水氣動(dòng)蝶閥密封面背向閥瓣密封圈，閥門處于不嚴(yán)密狀態(tài)，混床壓力從沖洗進(jìn)水氣動(dòng)蝶閥處泄掉，運(yùn)行人員總計(jì)進(jìn)行了6次升壓操作，均未達(dá)到精處理進(jìn)口母管壓力，升壓過程時(shí)間合計(jì)持續(xù)約20 min，持續(xù)的升壓操作導(dǎo)致1B混床內(nèi)大量樹脂通過關(guān)閉不嚴(yán)密的沖洗進(jìn)水氣動(dòng)蝶閥后經(jīng)沖洗水管道倒流至沖洗水泵出口，沖洗水泵出口雖設(shè)有止回閥，但沖洗水泵出口設(shè)置有再循環(huán)管回到泵入口管處，樹脂經(jīng)過再循環(huán)管進(jìn)入沖洗水泵入口后在混床升壓時(shí)的壓力作用下倒流至1號(hào)機(jī)組凝補(bǔ)水箱。

1號(hào)機(jī)組凝補(bǔ)水系統(tǒng)一直處于運(yùn)行狀態(tài)，樹脂從凝補(bǔ)水箱進(jìn)入凝結(jié)水系統(tǒng)、給水系統(tǒng)。樹脂泄漏路徑如圖3所示。

4? ? 防范措施

針對(duì)此次典型的凝結(jié)水精處理系統(tǒng)樹脂泄漏事件，制定了以下防范措施：

（1）規(guī)范設(shè)備檢修工藝，嚴(yán)格執(zhí)行作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，檢修人員在檢修前要對(duì)重要部件做好標(biāo)記，提高作業(yè)規(guī)范意識(shí)，避免此類雙控氣缸、角行程執(zhí)行器檢修后出現(xiàn)裝反導(dǎo)致閥門開關(guān)方向錯(cuò)誤，關(guān)閉不嚴(yán)密的情況。

（2）規(guī)范運(yùn)行人員操作，運(yùn)行人員在操作中發(fā)現(xiàn)異常情況后必須立即終止操作并進(jìn)行原因查找，待故障消除后再進(jìn)行操作，避免事故擴(kuò)大。

（3）對(duì)凝結(jié)水精處理系統(tǒng)可能存在樹脂泄漏隱患的設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化改造，在沖洗水泵出口母管上加裝樹脂捕捉器，從根本上消除樹脂進(jìn)入凝補(bǔ)水箱從而進(jìn)入熱力系統(tǒng)的隱患。

改造后系統(tǒng)如圖4所示。

5? ? 結(jié)語(yǔ)

凝結(jié)水精處理樹脂泄漏將會(huì)嚴(yán)重威脅機(jī)組的安全運(yùn)行，因此防止樹脂泄漏至關(guān)重要。日常檢修中除做好水帽、樹脂捕捉器等易導(dǎo)致樹脂泄漏的設(shè)備檢修外，對(duì)于凝結(jié)水精處理系統(tǒng)閥門的檢修需嚴(yán)格按照檢修工藝標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行，運(yùn)行人員操作時(shí)也需嚴(yán)格遵守運(yùn)行規(guī)程。同時(shí)，對(duì)凝結(jié)水精處理系統(tǒng)存在的風(fēng)險(xiǎn)需進(jìn)行全面評(píng)估，盤查故障后可能導(dǎo)致樹脂泄漏的系統(tǒng)及設(shè)備，制定改造方案和防范措施，徹底消除樹脂泄漏的隱患。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 《火力發(fā)電職業(yè)技能培訓(xùn)教材》編委會(huì).火力發(fā)電職業(yè)技能培訓(xùn)教材 電廠化學(xué)設(shè)備運(yùn)行[M].北京：中國(guó)電力出版社，2005.

[2] 《火力發(fā)電職業(yè)技能培訓(xùn)教材》編委會(huì).火力發(fā)電職業(yè)技能培訓(xùn)教材 電廠化學(xué)設(shè)備檢修[M].北京：中國(guó)電力出版社，2005.

[3] 道客巴巴.國(guó)產(chǎn)600 MW級(jí)機(jī)組典型事件匯編（化學(xué)）[EB/OL].（2021-04-02）[2023-02-26].http：//www.doc88.com/p-84087134011030.html.

[4] 楊道武，朱志平，李宇春，等.電化學(xué)與電力設(shè)備的腐蝕與防護(hù)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2004.

收稿日期：2023-03-08

作者簡(jiǎn)介：羅洪（1980—），男，四川宜賓人，工程師，從事電廠脫硫、脫硝、化學(xué)設(shè)備檢修工作。