一起1000MW機(jī)組工業(yè)水壓力波動(dòng)的原因分析及改進(jìn)措施

張 銜，周子悅（廣東粵電靖海發(fā)電有限公司，廣東 揭陽 515223）

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一起1000MW機(jī)組工業(yè)水壓力波動(dòng)的原因分析及改進(jìn)措施

張 銜，周子悅
（廣東粵電靖海發(fā)電有限公司，廣東 揭陽 515223）

摘 要：本文介紹了一起1000MW火力發(fā)電機(jī)組工業(yè)水系統(tǒng)母管壓力異常波動(dòng)的現(xiàn)象，并對母管壓力波動(dòng)的原因進(jìn)行分析查找，提出相應(yīng)的改進(jìn)措施，工業(yè)水系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性得到提高，對有類似工業(yè)水配置的機(jī)組提供借鑒。

關(guān)鍵詞：工業(yè)水；壓力波動(dòng)；原因分析；改進(jìn)措施

1　引言

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

2　工業(yè)水壓力波動(dòng)的經(jīng)過及查找

2.1發(fā)現(xiàn)過程

2015年7月28日，機(jī)組正常運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)工業(yè)水系統(tǒng)壓力每隔2-3個(gè)小時(shí)出現(xiàn)周期性波動(dòng)。運(yùn)行人員從#3B工業(yè)水泵進(jìn)口濾網(wǎng)對系統(tǒng)進(jìn)行排空氣，有大量空氣排出且排出的水呈乳白色，此現(xiàn)象應(yīng)為工業(yè)水系統(tǒng)中含有大量氣泡引起。立即對工業(yè)水系統(tǒng)進(jìn)行多次連續(xù)排空，在空氣排盡一段時(shí)間內(nèi)工業(yè)水母管壓力波動(dòng)頻繁度減輕，但過一段時(shí)間后工業(yè)水系統(tǒng)壓力依舊出現(xiàn)頻繁的周期性波動(dòng)，懷疑不是簡單的工業(yè)水系統(tǒng)積存空氣引起，而是有連續(xù)帶壓空氣進(jìn)入工業(yè)水系統(tǒng)造成此種異?，F(xiàn)象。

立即調(diào)查運(yùn)行歷史曲線，在7月27日工業(yè)水壓力就已經(jīng)出現(xiàn)了波動(dòng)，通過廠級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)的過程回放并調(diào)查機(jī)組操作日志發(fā)現(xiàn)以下疑點(diǎn)：

（1） 7月27日9：50，查看儀用空壓機(jī)、輸灰空壓機(jī)及工業(yè)水系統(tǒng)壓力曲線，當(dāng)輸灰空壓機(jī)的壓縮空氣母管壓力大于空壓機(jī)冷卻水母管壓力后，工業(yè)水母管壓力即出現(xiàn)了波動(dòng)，如圖1所示。

圖1 輸灰空壓機(jī)壓力和空壓機(jī)冷卻水母管壓力關(guān)聯(lián)圖

（2）#9輸灰空壓機(jī)正是此時(shí)由檢修狀態(tài)轉(zhuǎn)為備用狀態(tài)。經(jīng)以上兩個(gè)現(xiàn)象可以初步判斷輸灰空壓機(jī)母管的壓縮空氣漏入工業(yè)水系統(tǒng)，因#9輸灰空壓機(jī)檢修工作剛完成，重點(diǎn)懷疑#9輸灰空壓機(jī)檢修質(zhì)量不合格。

通過對輸灰空壓機(jī)現(xiàn)場與工業(yè)水系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行仔細(xì)分析，存在泄可能的是輸灰空壓機(jī)冷卻系統(tǒng)，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(jù)此，可以通過隔離輸灰空壓機(jī)工業(yè)水進(jìn)回水電動(dòng)門，工業(yè)水回水電動(dòng)門前手動(dòng)門保持打開，此時(shí)可拆開工業(yè)水回水電動(dòng)門前壓力表，判斷是否有空氣漏入輸灰空壓機(jī)進(jìn)回水電動(dòng)門之間的冷卻器中。如果存在泄漏，輸灰空壓機(jī)冷卻器內(nèi)的壓縮空氣會(huì)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(jī)冷卻器存在泄漏的可能性最大，首先關(guān)閉#9輸灰空壓機(jī)冷卻水進(jìn)回水電動(dòng)門、#9輸灰空壓機(jī)壓縮空氣冷卻器后的出口電動(dòng)門，輸灰空壓機(jī)出口電動(dòng)門前壓力變送器壓力出現(xiàn)下降趨勢，然后拆除空壓機(jī)冷卻水回水電動(dòng)門前壓力表，現(xiàn)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(dāng)打開#9輸灰空壓機(jī)出口電動(dòng)門，冷卻器內(nèi)再次充滿有壓力的壓縮空氣，此時(shí)水側(cè)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(jī)壓力變送器壓力迅速上升。重新關(guān)閉#9輸灰空壓機(jī)出口電動(dòng)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(jī)出口壓力如圖3所示。

圖3　#9輸灰空壓機(jī)出口壓縮空氣壓力變化圖

通過操作過程#9輸灰空壓機(jī)通過冷卻器處泄漏進(jìn)入工業(yè)水系統(tǒng)得到印證。用以上方法對其它輸灰空壓機(jī)進(jìn)行逐個(gè)排查，發(fā)現(xiàn)#8輸灰空壓機(jī)冷卻器同樣有空氣泄漏。排查結(jié)束后，考慮到工業(yè)水進(jìn)回水電動(dòng)門可能關(guān)閉不嚴(yán)的情況，對泄漏的#8、9輸灰空壓機(jī)關(guān)閉出口電動(dòng)門，工業(yè)水進(jìn)回水電動(dòng)門，保持壓力表處手動(dòng)門打開，防止壓縮空氣繼續(xù)進(jìn)入工業(yè)水系統(tǒng)。同時(shí)對工業(yè)水備用工業(yè)水泵進(jìn)口濾網(wǎng)處進(jìn)行持續(xù)排空，工業(yè)水母管壓力未再次出現(xiàn)波動(dòng)，進(jìn)一步印證了工業(yè)母管波動(dòng)是由壓縮空氣漏入引起。7月30日，工業(yè)水母管壓力再次出現(xiàn)波動(dòng)，但波動(dòng)頻率趨緩，懷疑輸灰空壓機(jī)系統(tǒng)排查不徹底。就地重新檢查，發(fā)現(xiàn)#8輸灰空壓機(jī)工業(yè)水回水手動(dòng)門被關(guān)閉，漏入冷卻器的壓縮空氣不能從壓力表處排出而進(jìn)入工業(yè)水系統(tǒng)，再次佐證了#8輸灰空壓機(jī)冷卻器泄漏，并且可以判斷#8輸灰空壓機(jī)出口電動(dòng)門、冷卻水進(jìn)水電動(dòng)門關(guān)不嚴(yán)。

2.3原因分析及結(jié)論

輸灰空壓機(jī)冷卻器為波紋板式冷卻器，長時(shí)間運(yùn)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(dāng)壓縮空氣壓力大于工業(yè)水壓力時(shí)，壓縮空氣持續(xù)漏入工業(yè)水系統(tǒng)。

當(dāng)壓縮空氣漏入工業(yè)水后經(jīng)工業(yè)水泵不斷打循環(huán)，形成細(xì)小氣泡混入水中，此時(shí)水呈乳白色。當(dāng)工業(yè)水流動(dòng)至相對靜止處（如：備用工業(yè)水泵進(jìn)口濾網(wǎng)處、氫冷器進(jìn)回水手動(dòng)門處）時(shí)，細(xì)小氣泡逐漸釋放出來形成氣柱。以單個(gè)氫冷器為例，當(dāng)氣柱逐漸積滿氫冷器工業(yè)水頂端時(shí)，大氣泡重新混入工業(yè)水系統(tǒng)。當(dāng)大氣泡流動(dòng)至緩沖水箱補(bǔ)水口時(shí)，部分經(jīng)補(bǔ)水管道逐漸上升排出，造成工業(yè)水緩沖水箱水位上漲；剩余氣體流經(jīng)工業(yè)水泵處，造成工業(yè)水泵氣縛，工業(yè)水母管壓力下降。如圖4所示。

圖4　工業(yè)水母管壓力、緩沖水箱水位關(guān)聯(lián)圖

3　改進(jìn)措施

（1）在輸灰空壓機(jī)冷卻水回水管道上加裝回水鏡，當(dāng)壓縮空氣泄漏進(jìn)入工業(yè)水時(shí)能夠通過回水鏡觀察。（2）由于備用工業(yè)水泵出口逆止門關(guān)不嚴(yán)，工業(yè)水經(jīng)備用工業(yè)水泵逆止門、備用工業(yè)水泵、備用工業(yè)水泵進(jìn)口濾網(wǎng)處重新進(jìn)入運(yùn)行工業(yè)水泵。系統(tǒng)中空氣容易在備用工業(yè)水泵泵體、備用工業(yè)水泵進(jìn)口濾網(wǎng)處積攢，平時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行排空。（3）定期對氫冷器進(jìn)行排空，防止氣柱產(chǎn)生。在機(jī)組停機(jī)狀態(tài)下，可以關(guān)閉氫氣冷卻器各分支回水手動(dòng)門，打開氫氣冷卻器各分支進(jìn)水手動(dòng)門，打開氫冷器處工業(yè)水進(jìn)回水連通管，加大此處工業(yè)水循環(huán)流量，使工業(yè)水系統(tǒng)中空氣盡快釋放，防止出現(xiàn)壓力釋放。（4）鑒于氫冷器是工業(yè)水在汽機(jī)房側(cè)最高點(diǎn)，運(yùn)行中最容易集聚空氣，在調(diào)節(jié)氫冷器各個(gè)支路流量時(shí)盡量調(diào)節(jié)支路回水手動(dòng)門，保證進(jìn)氫冷器內(nèi)冷卻水壓力高一些，有利于氣體的自行排出。（5）在機(jī)組大修期間，將空壓機(jī)冷卻器由波紋管式改成管殼式冷卻器。

4　結(jié)束語

工業(yè)水系統(tǒng)時(shí)火力發(fā)電機(jī)組的重要組成部分，用戶多，系統(tǒng)復(fù)雜，對機(jī)組輔機(jī)的正常運(yùn)行有著重要意義；本文主要針對沿海某1000MW機(jī)組的工業(yè)水壓力異常波動(dòng)進(jìn)行了詳細(xì)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(dòng)的查找方法及解決措施，對機(jī)組的安全運(yùn)行有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

［1］靖海電廠編委會(huì).1000MW機(jī)組集控運(yùn)行規(guī)程（第二版）［M］.（內(nèi)部資料），2012.

［2］聶遠(yuǎn)志. 一起300MW機(jī)組鄙視誰壓力異常波動(dòng)分析［J］.中國電子商務(wù)，2014（01）：47-51.

［3］黃仙明.火電廠閉式水系統(tǒng)壓力波動(dòng)原因分析［J］.電力安全技術(shù)，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(yùn)行工作。