闭式冷却水系统大量空气进入的异常分析

卢泓樾

（浙江浙能兰溪发电有限责任公司，浙江兰溪321100）

闭式冷却水系统大量空气进入的异常分析

卢泓樾

（浙江浙能兰溪发电有限责任公司，浙江兰溪321100）

热力发电厂闭式冷却水系统是一个重要且庞大的系统，为机组辅助设备提供冷却水源，以保证辅助设备及分系统的正常运行。某机组闭式冷却水系统曾发生大量空气窜入现象，导致该系统的闭式冷却水泵工作失常，为此对故障原因进行了详细的排查，找出了输灰空压机后冷却器的冷却水铜管破裂的故障点，解决了空气窜入的问题。

闭式冷却水；窜入空气；空压机后冷却器

1 故障现象

某机组配有1套闭式冷却水系统，包括2台100%容量的闭式冷却水泵（单级离心泵）、2台100%容量的闭式水冷却器、1只20 m3的闭式冷却水箱以及相应管路、阀门等。系统基本流程为：除盐水→闭式冷却水箱→闭式冷却水泵→闭式水冷却器→闭式冷却水用户→闭式冷却水泵。闭式水在其冷却器出口经电动蝶阀合成一路后，经带旁路的电动调节阀向各辅助设备的冷却器提供冷却水。

某日8∶30发现2A闭式冷却水泵电流晃动且逐渐增大，同时闭式冷却水泵出口压力、闭式冷却水母管压力晃动也不断增大。现场检查发现：氢气干燥装置的冷却水回水观察窗内有气泡，且开启2B闭式冷却水泵泵体放气阀有气体放出。9∶06 2A闭式冷却水泵电流最高至214 A，9∶07电流最低至172 A，而该系统正常运行时闭式冷却水泵电流192 A左右。9∶10 2B闭式冷水泵泵体放气阀处放出的气量逐渐增多。9∶12为保证2A闭式冷却水泵的正常运行，将2B闭式冷却水泵泵体放气阀常开，此后2A闭式冷却水泵电流稳定在204 A左右。

根据上述现象可以判断是闭式冷却水系统中窜入了大量的气体，由于该系统是一个正压系统，要在系统中窜入气体则不可能是漏入的，应是外部有压气体进入。

2 原因分析

2.1 闭式冷却水系统水箱水位低

闭式冷却水的水箱作为缓冲水箱，用以调节系统中流量的波动和吸收水的热膨胀。当漏水导致在该系统中循环的水量不足，同时闭式冷却水的水箱内又没有足够量的水来补充时，将会导致系统内进入空气。但现场检查冷却水水箱水位正常且泵体进口管路上的阀门状态正确。

2.2 系统中管路误接

若有压气体（如压缩空气等）误接入闭式冷却水系统，当气体压力大于水系统的压力时，则该气体将会进入闭式冷却水系统。通过对现场的仔细检查未发现有管路误接的现象，且现场管路阀门状态正确。

2.3 氢气干燥装置中冷却水管路破裂

氢气干燥装置采用BAC-50吸附式氢气干燥器，这个装置中的冷却水是由闭式冷却水来提供的，当该冷却器的水路破裂时将导致大量氢气进入冷却水中。现场用测氢仪在备用闭式冷却水泵放气阀处测量未发现有氢气存在，同时发电机内的氢气压力未发生异常下降，且隔离该系统后闭式冷却水系统气体也未见减少。

2.4 等离子装置的阴阳极头破裂

等离子发生器由线圈、阴极、阳极等组成，等离子载体为压缩空气，均采用水冷冷却方式，以承受电弧的高温冲击，而这个冷却水是由闭式冷却水经等离子装置专用升压泵升压后提供。

如图1所示，当阴极头或阳极头破裂时，若冷却水压力比载体风压力小则载体风就会进入冷却水系统。而实际上等离子冷却水的压力在0.5 MPa左右，而载体风压力只有0.01 MPa左右，因此冷却水压力远远大于载体风压力，所以不会发生载体风漏入冷却水中的现象。且隔离等离子装置后，闭式冷却水系统气体未见减少，故该假设排除。

图1 等离子发生器结构

2.5 冷干机蒸发器内冷媒管道和冷凝器内冷却水管道同时破裂

冷干机对压缩空气进行净化处理，如2图所示，当蒸发器内冷媒管道和冷凝器内冷却水管道同时破裂，将导致压缩空气经冷媒管道进入冷凝器从而进入闭式冷却水系统。对冷干机分别隔离处理后，闭式冷却水系统的气体未见减少，故冷干机故障的假设也被排除。

2.6 空压机冷却水管道破裂

图3为空压机冷却管路。大气中的空气进入空压机主机被加压进入油气分离器，经过油气分离后压缩空气进入后冷却器冷却，再经水分离器进入压缩空气系统。油分离器分离出来的油经油冷却器重新进入空压机主机循环工作。油冷却器和后冷却器的冷却水都是由闭式冷却水提供。如果油冷却器中的冷却水管道破裂，将导致空压机内大量的油、气进入闭式冷却水系统；后冷却器的冷却水管道破裂将导致大量空气进入冷却水系统。对公用系统的空压机逐一停运，隔离其冷却水后，闭式冷却水系统的气体未见减少。

对输灰压缩空气系统停运隔离，机组闭式冷却水系统排出的空气量明显减少，可以确定原因就在输灰压缩空气系统中。依次关闭01A，01B，01C这3台输灰空压机和冷干机冷却水的进出口隔离阀，拆开隔离阀至空压机和冷干机的法兰，利用空压机或冷干机内压缩空气的残压来检测管路是否泄漏。当拆卸01C输灰空压机法兰时有气体喷出，因此可以确定导致机组闭式冷却水系统大量进气的原因是01C输灰空压机后冷却器的冷却水铜管破裂。

而恢复01A输灰空压机和冷干机运行时又有气体进入闭式冷却水系统，分析原因如下：同时把5套输灰压缩空气系统停运隔离其冷却水后，在闭式冷却水系统内还有大量的空气未能排出而聚集在某处，当01A输灰空压机和冷干机启动后冷却水又重新流动起来了，把大量聚集的气体带入闭式冷却水泵处，所以在启动01A空压机和冷干机后就会有大量气体放出。

图2 冷干机蒸发器内部管道系统

3 经验与建议

机组的闭式冷却水系统是一个非常重要的辅助系统，一旦系统出现异常将导致机组的主要辅助设备损坏或机组被迫紧急停运，甚至造成主设备损坏的恶性事件发生。以这次机组闭式冷却水系统进入大量空气为例，当发现B闭式冷却水泵电流和出口压力及系统母管压力出现不正常的晃动时，应立即分析发生该现象可能的原因。

首先要排除闭式冷却水箱水位是否过低，泵自身是否有故障，其次要排除是否自动调节系统发生异常。当排除了这2个原因后，应考虑系统内可能进入了空气，对系统进行放气检查，若有气体则说明外部有压气体进入系统，这时要在保证系统正常运行的前提下，尽量排放进入系统的气体，然后再逐一排查各个可能的原因，最终确定故障点。

输灰压缩空气系统相对闭式冷却水系统而言是一个次要的辅助系统，输灰压缩空气系统短时间停运不会对机组造成威胁，而闭式冷却水则一刻不能停运。输灰压缩空气系统的冷却水水质要求不高，建议可不接入闭式冷却水，采用其他水源冷却，如工业水等，以提高机组运行的安全性和稳定性。

图3空压机冷却管路

[1]张良瑜，谭雪梅，王亚荣．泵与风机[M]．北京：中国电力出版社，2005.

（本文编辑：陆莹）

下期要目

●GIS设备局部放电在线监测的抗干扰措施研究

●输变电项目社会稳定风险分析及防范措施研究

●溪浙特高压直流输电工程交直流系统调试的安全技术措施研究

●大型工业负荷城市电网春节期间无功电压控制策略

●凝结水泵变频协调控制在节能改造中的应用

●面向多专业的智能变电站二次系统综合仿真培训平台的设计

●联合循环燃气轮机低负荷运行模式探讨与分析

●高压加热器在线检修期间快速冷却技术研究

●几种湿法脱硫浆液氟化物的测定方法比较

●高压电气设备集中检修管理新模式的实践

Analysis on Abnormality of Closed Cooling Water System with Excess of Air

LU Hongyue
（Zhejiang Zheneng Lanxi Power Generation Co.，Ltd.，Lanxi Zhejiang 321100，China）

Closed cooling water system in thermal power plant is important and huge，providing cooling water for auxiliary equipment to enable auxiliary equipment and subsystem to run normally.There is excess of air in the closed cooling water system of some units，which resulted in abnormal operation of closed cooling water pump of the system.Therefore，causes for the failure are detected in detail.The cracked cooling water copper tube of the cooler behind air compressor for ash delivery is detected and air admission is stopped.

closed cooling water system；air admission；cooler behind air compressor

TK264.1

：B

：1007-1881（2014）11-0027-03

2014-09-11

卢泓樾（1981-），男，河北沧州人，工程师，从事发电厂运行管理工作。