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1 000 MW机组高速混床树脂泄漏事故分析

2017-11-07潘丽娜王景龙

综合智慧能源 2017年10期
关键词:密封垫凝结水滤网

潘丽娜,王景龙

(华电莱州发电有限公司,山东 烟台 261400)

1 000 MW机组高速混床树脂泄漏事故分析

潘丽娜,王景龙

(华电莱州发电有限公司,山东 烟台 261400)

对某火电厂1 000 MW机组前置过滤器进出口压差异常、高速混床泄漏树脂、树脂捕捉器泄漏树脂、高速混床旁路门未动作的原因进行综合分析,造成树脂泄漏并进入汽水系统的原因为锅炉大面积换管致使大量水溶纸进入系统、未采取再热器冲洗措施、运行人员监盘不到位、树脂捕捉器密封垫材老化,针对各种原因提出了相应的处理措施。

高速混床;前置过滤器;树脂;泄漏;树脂捕捉器;水溶纸

1 机组概况

某火电厂1 000 MW机组单独设有一套凝结水精处理系统,处理流程为:凝结水泵→精处理进口母管→前置过滤器(以下简称前过)→高速混床(以下简称高混)→树脂捕捉器→精处理出口母管→轴封加热器。需处理凝结水量(额定/最大),2 279/2 285 t/h;凝结水入口压力(额定/最大),3.4/4.5 MPa;凝结水入口温度(额定/最大),≤50/60 ℃。凝结水精处理系统包括A,B 2台前过,A,B,C,D 4台高混,1台再循环泵及相应的旁路。凝结水精处理系统的进出口母管设有整套系统的大旁路,前过进出口母管之间设有前过旁路,高混进口母管和树脂捕捉器出口母管之间设有高混旁路,在系统进出口压差、温度等超限时旁路门能自动打开。

前过为精处理系统的前置机械过滤装置,主要作用是除去凝结水中较大颗粒腐蚀产物。每台机组设置2台50%容量的管式前过:工作/试验压力,≤4.2/4.2 MPa;正常/最大流速,2.2/3.4 m/s;正常/最高温度,≤50/60 ℃。

高混进行凝结水的精除盐,以保证处理后的凝结水符合超临界机组对高纯度水质的要求。每台机组设置4台33.3%容量的高混:工作/试验压力,≤4.2/4.2 MPa;额定/最大压差,≤0.175/0.350 MPa;额定/最大流速,100/120 m/h;额定/最大流量,759/960 m3/h;工作温度,≤60 ℃。

每台高混设置1台树脂捕捉器:设计/试验压力,≤4.5/4.5 MPa;额定/最大出力压差,0.05/0.15 MPa;工作温度,≤60 ℃[1]。

2 事件经过

2.1前过压差异常

2016年11月23日,该火电厂A前过进出口压差快速上涨,2 h后升至表计量程上限(100 kPa),前过旁路门频繁开关。开启前过旁路,投用B前过并反洗A前过。A前过反洗后投入运行,在关闭前过旁路门后,A,B前过压差均再次快速上涨,判断凝汽器进入劣质水源,检测凝结水钠离子质量浓度为348.0 μg/L,氯离子质量浓度为5.0 mg/L,排放凝结水并对前过进行反洗。凝结水好转后,钠离子质量浓度为98.1 μg/L,氯离子质量浓度为1.0 mg/L,再次投入前过并关闭旁路门,前过压差仍快速上涨。至24日,A/B前过各反洗10/4次,反洗无效果。

2.2高混压差异常,泄漏树脂

11月23日,在前过旁路开启期间,A,B高混进出口压差快速上涨,高混树脂捕捉器压差、进水流量和压力无明显变化。

前过旁路因压差高第2次开启后,A,B高混及高混旁路压差随之快速上涨,最高达到394 kPa,但是高混旁路门未联锁开启。高混前过旁路压力表量程上限为300 kPa,联锁保护设定值为350 kPa。

23日21:33,A/B高混压差直线下降至145/168 kPa,A/B树脂捕捉器压差快速上涨至35/35 kPa。

24日,清理汽泵密封水滤网时发现被树脂堵塞。对高混进行排查,发现A,B高混树脂捕捉器进水侧排污门内有树脂,退出A,B高混,检查高混树脂层面无明显变化。

检查汽泵前置泵入口滤网,发现滤网4/5面积黏附一层纤维状物及少量树脂,如图1所示。

检查A,B高混,发现进水水帽中均有黑色胶状物,出水装置外圈水帽各有6个松动,松动水帽底部托板固定齿变形。

图1 汽泵前置泵入口滤网上附着的纤维状物及树脂

检查A树脂捕捉器进水侧,有类似前置泵入口滤网附着的纤维状物,B树脂捕捉器出水管道中有残存树脂,捕捉器内滤元密封垫有一个破损,断口呈撕裂状,有细小裂纹,同时判断密封垫老化。

对前置泵滤网中的纤维状物和高混水帽中的黑色胶状物进行试验,用水可溶解,疑为水溶纸。取新水溶纸溶解于水后,发现水溶液中悬浮大量细小的纤维状物,判断堵塞滤网的纤维状物和胶状物为水溶纸的分解产物。

3 原因分析

3.1前过压差异常原因

前过压差快速上涨且反洗不能清除,在后续的高混进水装置和树脂捕捉器中均发现水溶纸,判断引起前过压差异常的原因为水溶纸黏附在过滤器滤芯上,导致滤芯污堵。

3.2水溶纸进入前过的原因

小修时锅炉再热器大面积换管、割管,管内残留的大量水溶纸无法经水压试验溶解排出,在机组启动期间随蒸汽及疏水直接进入凝汽器,透过凝结水泵滤网进入前过。

3.3高混泄漏树脂的原因

前过旁路开启时,水溶纸进入高混,造成高混及旁路压差上涨并超过保护值(350 kPa),旁路未动作。超压1 h后,A,B高混出水水帽发生变形松动,树脂泄漏。

3.4树脂捕捉器泄漏树脂的原因

超压时树脂捕捉器密封垫与高混出水水帽同时损坏,高混漏出的树脂部分被截留,造成捕捉器压差上升,部分树脂透过密封垫破损口进入热力系统,引起汽泵密封水滤网和前置泵滤网堵塞。

树脂捕捉器密封热破损的另一个原因是密封垫老化。密封垫为生胶垫,工作介质温度高于40 ℃,长期高温导致材质老化、承压强度下降。

3.5高混旁路门未动作的原因

高混旁路门未动作的原因是分散控制系统(DCS)中高混旁路压差表的量程设定值(300 kPa)低于保护值(350 kPa),在高混旁路压差超过300 kPa后,测量值仍为300 kPa,高混旁路压差达到保护值350 kPa时不能触发保护动作。

4 解决措施

4.1处理措施

(1)全面检查和紧固A,B高混出水水帽,更换损坏水帽,清理进水水帽,更换全部4套高混树脂捕捉器密封垫。

(2)高混树脂全部再生完毕后,利用机组低负荷机会对前过滤芯附着的水溶纸纤维进行检查清理,不能清理时考虑更换滤芯。

(3)修改高混旁路压差量程,设置每套高混压差高报警值,对精处理设备联锁保护定值及联锁参数的量程进行全面排查。

4.2防范措施

(1)规范水溶纸的使用管理,对水溶纸的溶解性能进行质量验收,并在每次割管检修时记录使用量,防止过量使用;规范水溶纸的使用工艺,将水溶纸折叠成喇叭状放入炉管做封堵。

(2)锅炉主、再热系统进行大面积割管检修时,水压试验结束后,采取带压放水措施,通过炉水侧排水冲洗残留水溶纸及其他杂物,避免进入凝汽器。机组启动前,在凝结水泵入口安装细滤网,对可能进入系统的杂质进行截留。

(3)高混出水水帽及树脂捕捉器密封垫随设备大修定期检查更换,并将工作内容补充进检修规程。

(4)运行人员严格执行监盘制度,按时对所有参数进行巡检,开展精处理设备培训,提高运行人员操作及异常处理技能。

5 结束语

造成高混树脂泄漏的原因是多方面的,对水溶纸特性认识不足、高混旁路压差表量程设定不当、高混压差异常未及时发现和处理、设备检修时未检查更换树脂捕捉器密封垫是主要原因。

[1]华电莱州发电有限公司1 000 MW机组化学运行规程:Q/HD-104.1701—2014[S].

TM 621.8

B

1674-1951(2017)10-0056-02

2017-07-05;

2017-09-19

(本文责编:刘芳)

潘丽娜(1975—),女,山东威海人,工程师,从事大型火力发电厂化学监督工作(E-mail:panrena@163.com)。

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