射水抽气器系统串水事故分析及改进研究

杜文鹏

摘 要：抽凝12MW汽轮发电机自开车以来，运行中发生了数次循环水串入凝水系统的事故，凝汽器真空降低，热井液位升高，凝水水质恶化。通过现场查看系统装置和对其进行分析，河南心连心化肥有限公司对射水泵进口管道进行了改造，目前运行稳定，未出现串水事故。

关键词：射水抽气器；运行串水；事故；管道

中图分类号：TK264.14 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2018）19-0028-02

Analysis and Improvement Research on Water Cascade

Accident of Water Jet Air Ejector System

DU Wenpeng

（Henan Xinlianxin Chemical Fertilizer Co.， Ltd.，Xinxiang Henan 453700）

Abstract： Since the condensing 12MW turbogenerator has been driving since the driving， there had been several accidents of circulating water into the condensate system， the vacuum of the condenser was reduced， the liquid level of the hot well was raised， and the water quality of the condensate was deteriorated. Through the on-site inspection system and the analysis of the system， Henan Xinlianxin Chemical Fertilizer Co.， Ltd. had reformed the inlet pipe of the ejection pump， and the operation was stable at present， and there was no water series accident.

Keywords： water jet air ejector；running string water；accident；pipeline

射水抽气器是凝汽式汽轮机组的辅机，主要作用是：第一，在汽轮机组启动前将凝汽器中的空气连续不断地抽出，建立真空；第二，在汽轮发电机组正常运行时维持凝汽器的正常真空。射水抽气器运行的好坏直接影响汽轮机组的安全稳定。

1 射水抽气器工作原理

射水抽气器从射水泵来的具有一定压力的工作水经水室进入喷嘴。喷嘴将压力水的压力能转变为速度能，水流高速从喷嘴射出，使空气吸入室内产生高度真空，抽出凝汽器内的汽、气混合物，一起进入扩散管，水流速度减慢，压力逐渐升高，最后以略高于大气压的压力排出扩散管。

2 射水抽气器供水方式

射水抽气器的进水参数（流量、压力）对提高射抽内效率、降低功耗至关重要。这是因为在设计中工作水喷咀的口径与水压即决定了喷咀出口的流速。而流速又与喷射角、咀喉距、面积比及喉长等因素有关，如采用射水箱—管道—水泵—射水抽气器组合不当将影响使用效果[1]。

3 安装中的注意事项

射水抽气器系统的设计安装质量与抽吸能力密切相关，因此，在安装过程中，应注意以下几方面。

①射水抽气器应垂直安装，各段在组合时应严格对中，支撑支架要稳固。

②射水抽气器安装高度应适当。对采用闭式循环的射水抽气器，其余速接口高于水面1.5m以上，由于出口余速相对小一些，故出口埋入水的深度不宜过深，否则会在水压偏低或夏季水温升高时影响抽吸能力，其出口管埋入深度以250～300mm為宜。

③射水抽气器空气进口管径一般与凝汽器空气出口管径相同，长度应尽量缩短，以降低阻力；在管道上，除阀门及设备接口外，均不采用法兰连接，以减少空气漏入量。

④当每机仅安装1台射水抽气器时，空气管道不必过高；当安装2台射水抽气器时，为避免水经备用抽气器逆止阀返入凝汽器，其空气连通管高度应≥11m。

⑤射水箱与射水泵之间的距离要短，管道阻力要小，保证射水泵的进水量和射水抽气器的用水量。

4 射水系统的串水事故

4.1 串水事故

河南心连心化肥有限公司新上一套C12-3.43/1.27抽凝式汽轮发电机组。该机组自开车以来，运行中发生了数次循环水串入凝水系统的事故，2014年11月17日发生了第一次串水事故，凝汽器真空降低，热井液位升高，凝水水质恶化；之后，2015年1月27日和28日又分别发生了2次串水事故。

当12MW汽轮发电机发生串水事故后，汽机循环水会串入汽机凝结水系统，而汽机循环水的水质与凝结水的水质差别非常大，循环水属于劣质水，当其进入凝水系统后，会进入除氧器，进而被送到全厂各个岗位，使各岗位的重要设备受到一定程度的破坏，尤其是对于锅炉，水质的劣化将使其使用寿命明显缩短，且有可能发生一些不可预测的事故。

4.2 串水原因

笔者用事故树法分析串水的原因（见图1）。

经过分析可知，串水的主要原因是：射水泵进、出口管道设计不合理导致射水泵出水压力低。现在对12MW汽轮发电机射水泵出口压力低的问题进行分析。

射水泵铭牌额定流量：105m3/h，扬程：44m；射水抽气器工作流量：105m3/h，工作压力：0.39MPa。

问题：射水泵出口压力只有0.22MPa，打不上压，造成射水抽气器不能正常工作，循环水通过射水抽气器倒灌入凝汽器中。

射水泵吸入管路直径为DN100，出口管路直径为DN150，射水泵出口与射水抽气器入口相连，射水抽气器入口管径为DN200。

经分析可知，12MW汽轮发电机射水泵出口压力低的原因主要有以下几方面。①射水泵的出口管道比吸入管道的管径大造成的。②在射水泵的吸入管路上，装有循环水过滤器和一道截止阀，可能是过滤器被堵造成的。③根据泵特性曲线来说，当泵出口压力低时，可能是管路中的水流量过大造成的，可通过调节泵出口阀来调节泵的出口压力（因为管阻过小造成的），可以使用流量计测量管道流量看是否超过泵额定流量。④按泵额定流量计算，泵的进口管线流速为3.79m/s。通过查阅《泵的系统特性计算和设备相对安装高度的确定》（HGT 20570 5—1995）可知，当水温为常温时，离心泵吸入管的流速建议为1.5～2m/s；当水温为70～110℃时，流速建议为0.5～1.5m/s，现运行速度远远大于建议值。因此，泵打不上压的原因可能是泵入口管道太细，流速过大，而泵入口管道上有滤水器，使得泵入口管道阻力下降过大。

综上所述，射水泵入口管道过细引起射水泵运行时给水压力过低，引起射水抽气器工作效率下降，射水抽气器抽吸压力过高，容易引起射水箱循环水倒入凝结水系统中。

4.3 改造措施及结果

技术部门对射水泵进口管道进行改造，将目前的DN100管道变更为DN150管道。经过计算可知，入口管道变更为DN150后，入口流速为1.65m/s，满足规范要求。改造前射水泵的参数对比见表1。

从表1可知，经过2015年5月中对12MW汽轮发电机射水泵进口管道的改造，射水泵在单台运行时的数据有了明显改善。

5 结语

通过对12MW汽轮发电机射水泵入口管道进行改造，明显改善了射水抽气器的运行状态，使12MW汽轮发电机在单台射水泵运行的情况下能够稳定运行，不发生串水事故，保证了整个系统中水介质不会发生互串，从而保证机组整体系统的安全稳定运行。

参考文献：

[1]车富生.射水泵振动原因分析及解决措施[J].化工管理，2016（24）：165.