閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)水質(zhì)不合格的原因分析及處理措施

張力方中國能源建設(shè)集團(tuán)華南電力試驗研究院有限公司

閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)水質(zhì)不合格的原因分析及處理措施

張力方
中國能源建設(shè)集團(tuán)華南電力試驗研究院有限公司

某雙燃料聯(lián)合循環(huán)電站項目配置2臺100%容量的閉式循環(huán)冷卻水泵，補(bǔ)水水源取自除鹽水。該系統(tǒng)在調(diào)試過程中經(jīng)反復(fù)沖洗依然不能滿足用戶要求，經(jīng)排查處理后能正常使用。文章通過對機(jī)組閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)雜質(zhì)沖洗不干凈的原因進(jìn)行分析、查找，采取有效措施，消除隱患，解決了機(jī)組無法連續(xù)正常運(yùn)行的問題，對同類型機(jī)組有借鑒意義。

聯(lián)合循環(huán)電站；閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)；濾網(wǎng)堵塞；排污

引言

閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)是火電廠中重要的輔助系統(tǒng)，閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的作用是向汽輪機(jī)、鍋爐輔助設(shè)備及化學(xué)取樣裝置提供冷卻水，該系統(tǒng)為閉式回路。適用于用水量較小、水質(zhì)要求較高且冷卻設(shè)備進(jìn)口管徑較小容易積垢的設(shè)備。工作循環(huán)過程中閉式循環(huán)冷卻水熱交換器通過用開式循環(huán)冷卻水進(jìn)行冷卻。為減少對設(shè)備的污染和腐蝕，使設(shè)備具有較高傳熱效率，閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)采用除鹽水作為冷卻介質(zhì)。閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的安全、高效運(yùn)行對于火力發(fā)電廠來說其重要性不言而喻，作為汽輪機(jī)輔助系統(tǒng)中的重要組成部分其運(yùn)行可靠性關(guān)系到鍋爐給水、凝結(jié)水等系統(tǒng)的安全運(yùn)行。通過對泵組的試運(yùn)，使其振動、溫度、壓力、電流等各個性能參數(shù)達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)；通過系統(tǒng)管道的沖洗及調(diào)試，使閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)能安全、穩(wěn)定投入運(yùn)行，為各設(shè)備提供合格的冷卻水。所以閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的調(diào)試工作是保證系統(tǒng)設(shè)備正常運(yùn)行的關(guān)鍵階段。

一、概述

某雙燃料聯(lián)合循環(huán)電站項目，建設(shè)一套337MW的二拖一多軸聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組。發(fā)電機(jī)組包括兩套9E級燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組、兩臺無補(bǔ)燃雙壓立式自然循環(huán)余熱鍋爐、一套蒸汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組及其相關(guān)的輔助設(shè)備。本工程閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)主要用于鍋爐側(cè)、燃機(jī)房和汽機(jī)房附屬設(shè)備提供冷卻水，本系統(tǒng)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(huán)冷卻水泵，一用一備。系統(tǒng)設(shè)置有一只高位布置的閉式循環(huán)冷卻水膨脹水箱，其作用是對系統(tǒng)起到穩(wěn)定壓力消除流量波動和吸收水的熱膨脹及儲存系統(tǒng)用水等作用，化學(xué)車間來除鹽水通過補(bǔ)水調(diào)節(jié)閥控制補(bǔ)充至閉式循環(huán)冷卻水膨脹水箱,由水箱進(jìn)入閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，閉式循環(huán)冷卻水經(jīng)循環(huán)泵升壓后進(jìn)入閉式循環(huán)冷卻水熱交換器進(jìn)行冷卻,降溫后的水進(jìn)入各系統(tǒng)用戶帶走熱量,溫度較高的回水流回?zé)峤粨Q器降溫，繼續(xù)循環(huán)。

二、調(diào)試過程

閉式水系統(tǒng)調(diào)試從閉式水泵單體調(diào)試結(jié)束后的動態(tài)交接驗收開始，包括聯(lián)鎖保護(hù)試驗、系統(tǒng)水沖洗、閉式水箱補(bǔ)水裝置調(diào)試以及系統(tǒng)投運(yùn)及動態(tài)調(diào)整等項目。本文主要講述系統(tǒng)水沖洗部分，其主要步驟如下：

1.閉式循環(huán)冷卻水膨脹水箱補(bǔ)充水管路利用化學(xué)除鹽水對除鹽補(bǔ)水管路在閉式水箱處開口沖洗，直至水質(zhì)清澈、透明、無雜物，恢復(fù)正式管道。

2.閉式循環(huán)冷卻水膨脹水箱沖洗利用水箱放水門，邊補(bǔ)邊排進(jìn)行沖洗，直至水質(zhì)清澈、透明、無雜物，關(guān)閉水箱放水門。

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

4.將閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)至各用戶進(jìn)、回水截止閥后法蘭解開并短接形成回路，啟動閉式循環(huán)冷卻水泵并通過開關(guān)各用戶進(jìn)水截止閥控制沖洗范圍，將系統(tǒng)投入運(yùn)行每天連續(xù)循環(huán)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(wǎng)一次，初期時間視情況適當(dāng)縮短，后期可適當(dāng)延長，在沖洗過程中開啟系統(tǒng)低位排污閥排污，通過邊補(bǔ)邊排的方式加快水質(zhì)合格直至系統(tǒng)全部沖洗結(jié)束。

三、異?，F(xiàn)象原因分析及處理措施

閉式冷卻水系統(tǒng)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(jī)側(cè)排污閥放水取樣依然有雜質(zhì)，在投入運(yùn)行期間燃機(jī)側(cè)閉式循環(huán)冷卻水經(jīng)常性發(fā)生濾網(wǎng)堵塞，嚴(yán)重影響機(jī)組連續(xù)正常運(yùn)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(bǔ)水水源可能攜帶顆粒，將除鹽水箱存水放空后進(jìn)行檢查及人工清理防止水源攜帶顆粒，經(jīng)檢查除鹽水箱內(nèi)雖有少部分雜質(zhì)但顆粒明顯比閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)所含雜質(zhì)要小，可以排除水源的問題；2、閉式冷卻水系統(tǒng)管道及膨脹水箱均為碳鋼材質(zhì)且未經(jīng)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(tǒng)加藥投入正常運(yùn)行；3、閉式冷卻水泵入口正式濾網(wǎng)設(shè)計比燃機(jī)側(cè)濾網(wǎng)孔徑要大不能滿足燃機(jī)用水要求，在閉式冷卻水泵入口正式濾網(wǎng)上加裝與燃機(jī)側(cè)同等目數(shù)的濾網(wǎng)防止回水?dāng)y帶的顆粒再次進(jìn)入系統(tǒng)；4、將閉式冷卻水系統(tǒng)不間斷投入運(yùn)行循環(huán)，將閉式冷卻水系統(tǒng)各用戶全部投入進(jìn)行循環(huán)且將板式換熱器每隔一段時間切換一次，做到防止系統(tǒng)存在循環(huán)死角；5、根據(jù)閉式冷卻水泵入口濾網(wǎng)差壓及燃機(jī)側(cè)濾網(wǎng)差壓情況合理安排清理濾網(wǎng)；6、因本機(jī)組為新建工程，諸多設(shè)備是在機(jī)組啟動期間逐步投入運(yùn)行，不排除在設(shè)備受熱后有銹皮脫落的情況，在沖洗過程中將閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)各用戶全部投入進(jìn)行循環(huán)且將板式換熱器每隔一段時間切換一次，做到防止系統(tǒng)存在循環(huán)死角；7、燃機(jī)側(cè)供回水母管為埋地管，此水平管段長5.5m且標(biāo)高低于各用戶為整個系統(tǒng)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(fā)現(xiàn)有大量焊渣及泥沙等雜質(zhì)遺留在管內(nèi)，進(jìn)行人工清理后恢復(fù)系統(tǒng)管道。

通過對上述問題的分析及處理后系統(tǒng)運(yùn)行正常，機(jī)組再次啟動在168小時滿負(fù)荷試運(yùn)期間未發(fā)現(xiàn)有濾網(wǎng)堵塞現(xiàn)象，由此可見導(dǎo)致燃機(jī)側(cè)濾網(wǎng)堵塞的主要原因是由于燃機(jī)側(cè)供回水母管為埋地管且為系統(tǒng)最低位置，導(dǎo)致閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在沖洗過程中不能將雜質(zhì)帶出所引起的，其閉式循環(huán)冷卻水泵入口濾網(wǎng)與燃機(jī)側(cè)濾網(wǎng)不匹配問題及燃機(jī)側(cè)閉式循環(huán)冷卻水供回水母管水平段為埋地管標(biāo)高且為系統(tǒng)最低位置可以歸結(jié)為設(shè)計缺陷，由此建議在同類型機(jī)組中應(yīng)將燃機(jī)閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)與汽機(jī)閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)分開設(shè)計，系統(tǒng)獨(dú)立可以縮短系統(tǒng)沖洗工期且方便燃機(jī)進(jìn)行單循環(huán)運(yùn)行；系統(tǒng)管道在設(shè)計過程中應(yīng)注意最低位置不能為水平埋地長管段，應(yīng)為U型管底部接排污管，并能進(jìn)行有效排污。

[1]馮彪.閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的優(yōu)化工藝及機(jī)理研究[D].江西理工大學(xué),2011.

[2]張海軍.關(guān)于提高閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的探討[J].山東工業(yè)技術(shù),2014(23).

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