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，火力發(fā)電廠設(shè)備往往處于高負荷運行狀態(tài)，容易發(fā)生設(shè)備故障，影響質(zhì)量。來自發(fā)電廠供電服務(wù)熱發(fā)電系統(tǒng)在運行過程中產(chǎn)生大量熱量操作。確保設(shè)備正常運行，為了促進發(fā)電系統(tǒng)的正常運行，必須保證凝結(jié)水泵的正常運行。凝結(jié)水泵在運行過程中，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)運行，汽蝕現(xiàn)象將逐漸發(fā)生嚴(yán)重的，它沒有得到及時的處理，因此，在火力發(fā)電廠運行過程中，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，就會發(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。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，泵的運行，溶解在水中的氣體當(dāng)液體蒸發(fā)時，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)，因為在高壓區(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大的水擊。氣泡越大，壓力就越大觀測數(shù)據(jù)顯示，撞擊頻率可達每秒數(shù)萬次，氣泡凝結(jié)，瞬間局部溫度可達300℃。在沖擊壓力可能高達數(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產(chǎn)生蜂窩狀的點蝕，然后擴展金屬表面會逐漸遠離疲勞和嚴(yán)重的損傷，破壞通常被稱為剝蝕，泡沫同時也有一些活性氣體，利用冷凝熱釋放出泡沫。金屬的化學(xué)腐蝕?；瘜W(xué)腐蝕和機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，大量的氣泡也會堵塞流道區(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]?？梢钥闯?，一旦空化發(fā)生，這對泵的運行非常不利，應(yīng)盡量避免。①造成材料破壞。氣蝕對泵體材料的作用非常嚴(yán)重，有輕微的點蝕、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，這會在不同的頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生噪聲，并因強烈的沖擊而產(chǎn)生振動水。汽蝕振動頻率接近泵的固有振動頻率，引起共振，引起強烈振動。②使泵的性能下降。在空化過程中，流道中充滿大量泡沫，破壞了流動方式，改變了流道的流動面積和流向，使能量損失增大，從而導(dǎo)致流動阻力下降。流速、揚程和效率迅速下降，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)水泵是汽輪機輔機系統(tǒng)中中長期運行的重要設(shè)備，對機組的安全穩(wěn)定運行起著非常重要的作用。在正常狀態(tài)下，通常需要進行操作開關(guān)和臨時清潔和維護。同時，由于凝結(jié)水泵在液面上的進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)清洗過程，如果進氣閥密封較差，會有一部分的空氣通過母親管的入口進入運行的泵水，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，會產(chǎn)生空化現(xiàn)象在水泵運行。此時，可通過打開運行水泵的排氣閥排出多余的空氣來降低汽蝕的可能性。

3.2 沿程阻力過大，超過了泵的設(shè)計參數(shù)

由于冷凝水系統(tǒng)設(shè)計的需要，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)計堵塞在官方道路上。冷凝水水質(zhì)較差。在維護過程中會有一定的殘留物在水中產(chǎn)生雜質(zhì)，長期運行后會堵塞冷凝水泵入口的過濾網(wǎng)。這種故障可以通過觀察進口過濾器的壓差來消除。進水閥閥芯脫落，進水閥閥芯被流體長時間沖刷。如果閥芯有缺陷，則閥芯可能會移位，開關(guān)可能不到位甚至脫落，導(dǎo)致進口管道流體截面積縮小，進口流量急劇減少，從而導(dǎo)致氣穴現(xiàn)象。進氣管堵塞了。在維護過程中，冷凝器的內(nèi)部維護是必不可少的程序之一。由于一些工人及相關(guān)設(shè)備進入集裝箱作業(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氣格柵網(wǎng)熱井設(shè)置，一般小對象流入冷凝泵入口濾網(wǎng)，但如果有一個大對象的冷凝器，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)水泵在正常運行過程中出現(xiàn)汽蝕現(xiàn)象，可及時啟動備用泵，防止停電電氣觀察單臺凝結(jié)水泵的汽蝕現(xiàn)象時間在單個冷凝器的情況，及時分離故障泵，檢查凝汽器泵進口是否全開，泵進口過濾器是否堵塞，仔細檢查凝汽器泵進口濾網(wǎng)、進口閥是否正常，再循環(huán)閥是否正常泵的凝結(jié)水位、密封水壓正常，泵體有無漏氣泵停車后，及時檢查泵進口管線、管道護欄是否堵塞，堵塞處應(yīng)及時清理，防止連鎖反應(yīng)，加重設(shè)備損壞。

4.2 防控措施

①從泵體本身的結(jié)構(gòu)來看，多級泵的提升葉輪應(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)；水輪機材質(zhì)選用抗汽蝕性能好的水輪機。②加強凝結(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)及時清理作業(yè)現(xiàn)場的雜質(zhì)和灰塵，防止雜質(zhì)沉積在機組內(nèi)部，堵塞至冷凝水機爐管道焊接工藝規(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)過濾器。③加強設(shè)備監(jiān)管控制。檢查凝結(jié)水泵進口是否密封，防止清洗濾網(wǎng)造成汽蝕過濾器.提高凝結(jié)水泵進水閥的啟閉速度，故障泵在異常情況下能及時隔離，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)水泵漏氣過大[3]。

5 結(jié)語

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時間運行，汽蝕會損壞凝結(jié)水泵，降低水流量，如果不及時處理，機組可能會跳閘，嚴(yán)重損壞設(shè)備。因此，必須加強凝結(jié)水泵的檢修管理，定期清洗過濾器，降低設(shè)備故障概率，保證機組安全穩(wěn)定運行。