大型火力发电机组闭冷水系统进入空气分析

王建伟　俞焕

摘 要：目前国内的大型火力发电机组主机润滑油系统、辅机润滑油系统以及氢冷系统基本以水为冷却介质，所形成的系统称为闭冷水系统。在机组运行中，闭冷水系统由闭冷泵产生压力，使冷却水通过整个闭冷水系统，流经各个闭冷水用户，完成对设备的冷却，以保证机组的正常运行。

关键词：闭冷水；氢冷器；仪用空气

中图分类号：TB

文献标识码：A

文章编号：16723198（2014）12018602

1 前言

闭冷水系统在大型火力发电机组中是比较复杂比较庞大的系统，闭冷水系统涉及到锅炉、汽机侧所有辅机用户、汽机主机润滑油系统以及发电机氢冷系统，在以水氢氢为冷却方式的发电机组，其闭冷水系统直接关系到发电机温度，闭冷水系统异常不仅会影响到各辅机的正常工作，而且还直接影响到主机的运行。本文通过闭冷水系统进入仪用空气为案例，讲述了对异常情况的分析、处理过程以及注意点，以供相互借鉴。

2 闭冷水系统进入空气的现象

（1）闭冷水泵出力变小，甚至出现闭冷水压力晃动。

（2）各辅机冷却器回水侧会发现有气泡经过。

（3）闭冷水系统水箱水位异常升高。

（4）定冷水温度升高，发电机定子温度升高。

（5）主机、各辅机润滑油温度升高，辅机轴承温度升高。

（6）氢冷器效果下降，氢气温度升高。

3 闭冷水内空气源确定

闭冷水系统在闭冷泵的作用下，使闭冷水系统产生05MPa左右的压力，满足比闭冷水系统各用户的冷却需要。而闭冷水用户分为主机油系统、辅机油系统、发电机氢冷系统、发电机定冷水系统、仪用空气系统等系统。根据闭冷水用户分析，闭冷水系统进入空气，主机、辅机油系统泄漏进入冷却水系统可以排除。由于闭冷水系统属于有压系统，所以系统在空气中存在漏点，也是闭冷水发生外漏，而空气无法进入闭冷水系统。因为仪用空压机的油冷却器和后冷却器采用闭冷水进行冷却，而仪用空气压力为07MPa，高于闭冷水压力0.5MPa，当仪用空压机管侧存在泄漏时，仪用空气必定进入冷却水系统。

3.1 冷却器泄漏分析

仪用空压机冷却系统分为油冷却器和后冷却器，假如油冷却器泄漏，那么运行空压机的油位会较快下降，而停运的仪用空压机由于已经泄压，会造成油位上升。通过检查对比，发现运行仪用空压机未出现油位下降，备用仪用空压机也未出现油位上升的现象，排除空压机油冷却器泄漏。所以闭冷水系统进入空气，必定为仪用空压机后冷却器泄漏而造成。

3.2 空压机泄漏判断

大型火力发电厂仪用空气系统，一般由4台仪用空压机和3台冷却干燥机组成，以提供干燥的仪用空气。仪用空气系统正常运行时2台仪用空压机备用、1台冷却干燥机备用。究竟哪台仪用空压机后冷却器泄漏还要进一步判断。为了保障仪用空气系统安全，首先从2台备用仪用空压机进行隔离判断，如不存在泄漏，再切换仪用空压机后继续进行隔离判断。

3.3 判断泄漏方法

根据仪用空压机的工作原理我们可以采取隔离判断法。判断是哪一台仪用空压机后冷却器泄漏，需要分别隔离此台仪用空压机出口至检修用气、仪用用气的两个隔离阀，开启隔离仪用空压机疏水器疏水阀，如果此台仪用空压机后冷却器存在泄漏，将有连续的水从疏水阀流出。

4 对闭冷水系统放气

由于闭冷水系统比较复杂比较庞大，涉及的闭冷水用户较多，为了保障机组的安全，一方面加强对闭冷水系统空气来源进行查找，同时也要对闭冷水系统进行放气操作。在对闭冷水系统放气的过程中要行之有效，选择好的放气位置很重要。根据闭冷水系统设计以及现场设备位置观察分析。主要对几个放气位置比较：氢冷器回水母管A、B，闭冷水水-水交换器，闭冷水泵泵体及其滤网，主机润滑油冷却器。

4.1 氢冷器回水母管A、B

氢冷器回水母管A、B放气阀虽然是闭冷水系统中放气位置最高点，但是由于气泡在水管中收到压力的作用下，被压在水流中而不能浮出液体。所以氢冷器回水母管A、B即使位置较好，但是放气效果并不好，而且在此处放气还会伴随大量的闭冷水被放出，要特别注意闭冷水箱水位下降情况。但是此时发电机温度较高，在此连续放气可以产生输水换热的效果，有降低氢气温度的作用。

4.2 闭冷水水-水交换器

闭冷水系统水-水交换器一般都是1台运行1台备用，在对运行侧水-水交换器进行放气时，很难放出连续纯粹的空气，而对备用水-水交换器进行放气时，每隔2小时就可以放出十多秒连续纯粹的空气。而且水-水交换器这根放气管路比较粗，放出这么长时间纯粹的空气，所以放气效果很好。

这是因为水-水交换器的液面比较宽大，游弋在水-水交换器中的空气会很容易浮到水面。在对备用水-水交换器放气时，CRT上闭冷水箱水位会有明显的下降，所以必须注意闭冷水箱的补水。

4.3 闭冷水泵泵体及其滤网

关于闭冷水泵泵体及其滤网放气的过程，保证运行闭冷水泵正常运行是必须注意的。闭冷水泵多为1台运行1台备用，当对备用闭冷水泵泵体放气时，会连续放出纯粹空气，对备用闭冷水泵滤网放气时，也有较多连续空气放出。对运行闭冷水泵泵体进行放气时无空气放出，对其滤网进行放气时，有连续空气放出。而且观察CRT上闭冷泵电流有明显的下降。闭冷水泵滤网位于闭冷泵入口，而且其壳体为圆柱形，所以闭冷水内的气体在经过滤网时产生扰动，比较容易浮出液面，所以放气效果较好。

4.4 主机润滑油冷却器

对主机润滑油冷却器进行放气，也有空气放出，但是相对其他位置，放出空气量不多。这与主机润滑油冷却器所在系统位置以及空间位置有关。主机润滑油冷却器位于整个闭冷水系统的末端，而漏气经在锅炉侧的回水窜入整个闭冷水系统，所以在闭冷水循环时，气体首先经过闭冷水泵及其滤网以及闭冷水水-水交换器，在这几个大容器中已经浮出了很多空气。虽然主机润滑油冷却器与氢冷器的系统位置很接近，但是空间位置上分析，主机润滑油冷却器在3.7m高的位置，而氢冷器在15m高的位置上，所以氢冷器中滞留的空气要比主机润滑油冷却器中的空气量大。

5 过程处理注意事项

（1）在排查闭冷水系统空气源的同时必须对闭冷水系统进行放气操作，保证机组安全运行。

（2）对运行闭冷泵进行放气操作时必须注意闭冷泵运行安全。

（3）对仪用空压机进行隔离时必须保障仪用空气系统正常运行。

（4）在闭冷水系统放气过程中必须注意闭冷水箱的补水情况，避免闭冷水水箱水位低跳闭冷水泵。

（5）闭冷水系统进入空气，主机润滑油油温快速升高，应对主机润滑油冷却器进行微输水，增强冷却效果。

6 结论

大型火力发机组闭冷水系统正常运行十分重要，闭冷水系统进入空气后果十分严重，如果不能及时发现进行有效处理，一方面使整个系统冷却效果恶化，直接威胁机组安全运行；另一方面备用闭冷水泵充满大量空气，从而失去备用闭冷水泵启动能力。这两个方面都严重威胁机组安全稳定运行。

当闭冷水系统进入空气时，各个闭冷水回水管路回水镜内均可清晰的看到像一群蝌蚪状气泡在经过。所以平时注意观察闭冷水系统回水十分重要，尽早发现闭冷水系统进入空气，及时处理才能保障机组安全运行。

参考文献

[1]杨静，沈安德.热工自动装置检修[M].北京：中国电力出版社，2007.

[2]沈士一等.汽轮机原理[M].北京：水利电力出版社，1992.