闭式循环冷却水系统水质不合格的原因分析及处理措施

张力方中国能源建设集团华南电力试验研究院有限公司

闭式循环冷却水系统水质不合格的原因分析及处理措施

张力方
中国能源建设集团华南电力试验研究院有限公司

某双燃料联合循环电站项目配置2台100%容量的闭式循环冷却水泵，补水水源取自除盐水。该系统在调试过程中经反复冲洗依然不能满足用户要求，经排查处理后能正常使用。文章通过对机组闭式循环冷却水系统杂质冲洗不干净的原因进行分析、查找，采取有效措施，消除隐患，解决了机组无法连续正常运行的问题，对同类型机组有借鉴意义。

联合循环电站；闭式循环冷却水系统；滤网堵塞；排污

引言

闭式循环冷却水系统是火电厂中重要的辅助系统，闭式循环冷却水系统的作用是向汽轮机、锅炉辅助设备及化学取样装置提供冷却水，该系统为闭式回路。适用于用水量较小、水质要求较高且冷却设备进口管径较小容易积垢的设备。工作循环过程中闭式循环冷却水热交换器通过用开式循环冷却水进行冷却。为减少对设备的污染和腐蚀，使设备具有较高传热效率，闭式循环冷却水系统采用除盐水作为冷却介质。闭式循环冷却水系统的安全、高效运行对于火力发电厂来说其重要性不言而喻，作为汽轮机辅助系统中的重要组成部分其运行可靠性关系到锅炉给水、凝结水等系统的安全运行。通过对泵组的试运，使其振动、温度、压力、电流等各个性能参数达到规定标准；通过系统管道的冲洗及调试，使闭式循环冷却水系统能安全、稳定投入运行，为各设备提供合格的冷却水。所以闭式循环冷却水系统的调试工作是保证系统设备正常运行的关键阶段。

一、概述

某双燃料联合循环电站项目，建设一套337MW的二拖一多轴联合循环发电机组。发电机组包括两套9E级燃气轮机发电机组、两台无补燃双压立式自然循环余热锅炉、一套蒸汽轮机发电机组及其相关的辅助设备。本工程闭式循环冷却水系统主要用于锅炉侧、燃机房和汽机房附属设备提供冷却水，本系统共配置2台100%容量的水-水换热器和2台100%容量的闭式循环冷却水泵，一用一备。系统设置有一只高位布置的闭式循环冷却水膨胀水箱，其作用是对系统起到稳定压力消除流量波动和吸收水的热膨胀及储存系统用水等作用，化学车间来除盐水通过补水调节阀控制补充至闭式循环冷却水膨胀水箱,由水箱进入闭式循环冷却水系统，闭式循环冷却水经循环泵升压后进入闭式循环冷却水热交换器进行冷却,降温后的水进入各系统用户带走热量,温度较高的回水流回热交换器降温，继续循环。

二、调试过程

闭式水系统调试从闭式水泵单体调试结束后的动态交接验收开始，包括联锁保护试验、系统水冲洗、闭式水箱补水装置调试以及系统投运及动态调整等项目。本文主要讲述系统水冲洗部分，其主要步骤如下：

1.闭式循环冷却水膨胀水箱补充水管路利用化学除盐水对除盐补水管路在闭式水箱处开口冲洗，直至水质清澈、透明、无杂物，恢复正式管道。

2.闭式循环冷却水膨胀水箱冲洗利用水箱放水门，边补边排进行冲洗，直至水质清澈、透明、无杂物，关闭水箱放水门。

3.拆开闭式水进、回水母管在母管远端各用户进、回水管法兰，接临时管通过进、回水截止阀控制排放，利用系统静压进行冲洗，直至水质清澈、透明、无杂物。

4.将闭式循环冷却水系统至各用户进、回水截止阀后法兰解开并短接形成回路，启动闭式循环冷却水泵并通过开关各用户进水截止阀控制冲洗范围，将系统投入运行每天连续循环间断换水，投入一个冷却水换热器，前期每8小时清扫闭式水泵入口滤网一次，初期时间视情况适当缩短，后期可适当延长，在冲洗过程中开启系统低位排污阀排污，通过边补边排的方式加快水质合格直至系统全部冲洗结束。

三、异常现象原因分析及处理措施

闭式冷却水系统在所有用户全部投入的情况下一个多月长时间冲洗后在燃机侧排污阀放水取样依然有杂质，在投入运行期间燃机侧闭式循环冷却水经常性发生滤网堵塞，严重影响机组连续正常运行。

针对上述情况分析原因及处理措施如下：1、闭式冷却水补水水源可能携带颗粒，将除盐水箱存水放空后进行检查及人工清理防止水源携带颗粒，经检查除盐水箱内虽有少部分杂质但颗粒明显比闭式循环冷却水系统所含杂质要小，可以排除水源的问题；2、闭式冷却水系统管道及膨胀水箱均为碳钢材质且未经过酸洗钝化会存在氧化及锈皮脱落的情况，将闭式冷却水系统加药投入正常运行；3、闭式冷却水泵入口正式滤网设计比燃机侧滤网孔径要大不能满足燃机用水要求，在闭式冷却水泵入口正式滤网上加装与燃机侧同等目数的滤网防止回水携带的颗粒再次进入系统；4、将闭式冷却水系统不间断投入运行循环，将闭式冷却水系统各用户全部投入进行循环且将板式换热器每隔一段时间切换一次，做到防止系统存在循环死角；5、根据闭式冷却水泵入口滤网差压及燃机侧滤网差压情况合理安排清理滤网；6、因本机组为新建工程，诸多设备是在机组启动期间逐步投入运行，不排除在设备受热后有锈皮脱落的情况，在冲洗过程中将闭式循环冷却水系统各用户全部投入进行循环且将板式换热器每隔一段时间切换一次，做到防止系统存在循环死角；7、燃机侧供回水母管为埋地管，此水平管段长5.5m且标高低于各用户为整个系统最低位置，排污管管径较小，在冲洗过程中水的动能无法带动大颗粒焊渣从排污管排净，将该位置水平段母管切开，检查发现有大量焊渣及泥沙等杂质遗留在管内，进行人工清理后恢复系统管道。

通过对上述问题的分析及处理后系统运行正常，机组再次启动在168小时满负荷试运期间未发现有滤网堵塞现象，由此可见导致燃机侧滤网堵塞的主要原因是由于燃机侧供回水母管为埋地管且为系统最低位置，导致闭式循环冷却水系统在冲洗过程中不能将杂质带出所引起的，其闭式循环冷却水泵入口滤网与燃机侧滤网不匹配问题及燃机侧闭式循环冷却水供回水母管水平段为埋地管标高且为系统最低位置可以归结为设计缺陷，由此建议在同类型机组中应将燃机闭式循环冷却水系统与汽机闭式循环冷却水系统分开设计，系统独立可以缩短系统冲洗工期且方便燃机进行单循环运行；系统管道在设计过程中应注意最低位置不能为水平埋地长管段，应为U型管底部接排污管，并能进行有效排污。

[1]冯彪.闭式循环冷却水系统的优化工艺及机理研究[D].江西理工大学,2011.

[2]张海军.关于提高闭式循环冷却水系统运行可靠性的探讨[J].山东工业技术,2014(23).

张力方（1986-），男，湖南长沙人，中国能源建设集团华南电力试验研究院有限公司，热能动力工程师。