一起1000MW机组工业水压力波动的原因分析及改进措施

2016-06-29周子悦广东粤电靖海发电有限公司广东揭阳515223

山东工业技术 2016年13期

关键词：改进措施

张衔，周子悦（广东粤电靖海发电有限公司，广东揭阳 515223）

张衔，周子悦
（广东粤电靖海发电有限公司，广东揭阳 515223）

摘要：本文介绍了一起1000MW火力发电机组工业水系统母管压力异常波动的现象，并对母管压力波动的原因进行分析查找，提出相应的改进措施，工业水系统的运行可靠性得到提高，对有类似工业水配置的机组提供借鉴。

关键词：工业水；压力波动；原因分析；改进措施

1　引言

我厂是沿海电厂1000MW火力发电机组，其中闭式工业水的功能是向汽轮机、锅炉和发电机的辅助设备提供冷却水。该系统为一闭式回路，用循环水流经闭式循环冷却水热交换器来冷却闭式循环冷却水系统中的冷却水。由于地处海滨沿海地带，为了节约淡水，并考虑到用水设备的材质，除凝汽器、闭式冷却水热交换器、水环式真空泵冷却器采用海水冷却外，其余设备全部采用闭式循环冷却水系统（单元制），因此工业水系统的正常运行对机组的正常运行有着重要的意义。近期我厂出现工业水系统周期性压力波动，怀疑点众多，本文通过对工业水系统压力波动的分析、判断，查找到了工业水压力波动的根源，并提出了合理的改进措施，提高了工业水系统安全运行的稳定性。

2　工业水压力波动的经过及查找

2.1发现过程

2015年7月28日，机组正常运行过程中发现工业水系统压力每隔2-3个小时出现周期性波动。运行人员从#3B工业水泵进口滤网对系统进行排空气，有大量空气排出且排出的水呈乳白色，此现象应为工业水系统中含有大量气泡引起。立即对工业水系统进行多次连续排空，在空气排尽一段时间内工业水母管压力波动频繁度减轻，但过一段时间后工业水系统压力依旧出现频繁的周期性波动，怀疑不是简单的工业水系统积存空气引起，而是有连续带压空气进入工业水系统造成此种异常现象。

立即调查运行历史曲线，在7月27日工业水压力就已经出现了波动，通过厂级监控系统的过程回放并调查机组操作日志发现以下疑点：

（1） 7月27日9：50，查看仪用空压机、输灰空压机及工业水系统压力曲线，当输灰空压机的压缩空气母管压力大于空压机冷却水母管压力后，工业水母管压力即出现了波动，如图1所示。

图1 输灰空压机压力和空压机冷却水母管压力关联图

（2）#9输灰空压机正是此时由检修状态转为备用状态。经以上两个现象可以初步判断输灰空压机母管的压缩空气漏入工业水系统，因#9输灰空压机检修工作刚完成，重点怀疑#9输灰空压机检修质量不合格。

通过对输灰空压机现场与工业水系统相关联的结构进行仔细分析，存在泄可能的是输灰空压机冷却系统，其冷却器及冷却水管路布置如下图2所示。

图2　冷却器及冷却水管路布置简图

据此，可以通过隔离输灰空压机工业水进回水电动门，工业水回水电动门前手动门保持打开，此时可拆开工业水回水电动门前压力表，判断是否有空气漏入输灰空压机进回水电动门之间的冷却器中。如果存在泄漏，输灰空压机冷却器内的压缩空气会从拆除压力表引压管排出。

2.2排查方法

由于#9输灰空压机冷却器存在泄漏的可能性最大，首先关闭#9输灰空压机冷却水进回水电动门、#9输灰空压机压缩空气冷却器后的出口电动门，输灰空压机出口电动门前压力变送器压力出现下降趋势，然后拆除空压机冷却水回水电动门前压力表，现场拆除压力表引压管处有气水排出，水量多于气量，压力变送器压力迅速下降。当打开#9输灰空压机出口电动门，冷却器内再次充满有压力的压缩空气，此时水侧拆除的压力表引压管处喷气量增大，且气量明显多于水量，#9输灰空压机压力变送器压力迅速上升。重新关闭#9输灰空压机出口电动门，排气量逐渐减少，压力变送器显示压力慢慢接近于零。

#9输灰空压机出口压力如图3所示。

图3　#9输灰空压机出口压缩空气压力变化图

通过操作过程#9输灰空压机通过冷却器处泄漏进入工业水系统得到印证。用以上方法对其它输灰空压机进行逐个排查，发现#8输灰空压机冷却器同样有空气泄漏。排查结束后，考虑到工业水进回水电动门可能关闭不严的情况，对泄漏的#8、9输灰空压机关闭出口电动门，工业水进回水电动门，保持压力表处手动门打开，防止压缩空气继续进入工业水系统。同时对工业水备用工业水泵进口滤网处进行持续排空，工业水母管压力未再次出现波动，进一步印证了工业母管波动是由压缩空气漏入引起。7月30日，工业水母管压力再次出现波动，但波动频率趋缓，怀疑输灰空压机系统排查不彻底。就地重新检查，发现#8输灰空压机工业水回水手动门被关闭，漏入冷却器的压缩空气不能从压力表处排出而进入工业水系统，再次佐证了#8输灰空压机冷却器泄漏，并且可以判断#8输灰空压机出口电动门、冷却水进水电动门关不严。

2.3原因分析及结论

输灰空压机冷却器为波纹板式冷却器，长时间运行后波纹板之间的橡胶密封片可能老化变形，造成冷却器泄漏，当压缩空气压力大于工业水压力时，压缩空气持续漏入工业水系统。

当压缩空气漏入工业水后经工业水泵不断打循环，形成细小气泡混入水中，此时水呈乳白色。当工业水流动至相对静止处（如：备用工业水泵进口滤网处、氢冷器进回水手动门处）时，细小气泡逐渐释放出来形成气柱。以单个氢冷器为例，当气柱逐渐积满氢冷器工业水顶端时，大气泡重新混入工业水系统。当大气泡流动至缓冲水箱补水口时，部分经补水管道逐渐上升排出，造成工业水缓冲水箱水位上涨；剩余气体流经工业水泵处，造成工业水泵气缚，工业水母管压力下降。如图4所示。

图4　工业水母管压力、缓冲水箱水位关联图

3　改进措施

（1）在输灰空压机冷却水回水管道上加装回水镜，当压缩空气泄漏进入工业水时能够通过回水镜观察。（2）由于备用工业水泵出口逆止门关不严，工业水经备用工业水泵逆止门、备用工业水泵、备用工业水泵进口滤网处重新进入运行工业水泵。系统中空气容易在备用工业水泵泵体、备用工业水泵进口滤网处积攒，平时应及时进行排空。（3）定期对氢冷器进行排空，防止气柱产生。在机组停机状态下，可以关闭氢气冷却器各分支回水手动门，打开氢气冷却器各分支进水手动门，打开氢冷器处工业水进回水连通管，加大此处工业水循环流量，使工业水系统中空气尽快释放，防止出现压力释放。（4）鉴于氢冷器是工业水在汽机房侧最高点，运行中最容易集聚空气，在调节氢冷器各个支路流量时尽量调节支路回水手动门，保证进氢冷器内冷却水压力高一些，有利于气体的自行排出。（5）在机组大修期间，将空压机冷却器由波纹管式改成管壳式冷却器。