秦二厂、号机常规岛闭式冷却水过滤器高温天气下频繁堵塞的分析与探讨

杨超

【摘 要】自秦二厂3、4号机组商运以来，常规岛闭式冷却水泵入口过滤器在夏天高温天气下频繁发生堵塞。过滤器堵塞极易造成运行泵自动跳闸或者泵汽蚀，给机组安全稳定运行带来一定的隐患。清洗过濾器工作整个过程长达约4小时，在此期间运行泵失去备用，若再故障一台泵，单台闭式冷却水泵运行必将导致其冷却的负荷温度超过限制，导致机组降功率甚至停机的严重后果。本文针对这一问题进行分析并提出合理可行的解决方法。

【关键字】过滤器;堵塞;垫片;碳钢;缓蚀剂

中图分类号： V554.4 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）02-0029-002

【Abstract】Since Qinshan Phase II unit 3 & 4 came into commercial operation， the conventional island Closed Cooling Water Systems inlet filters blocked frequently in summer under high temperature. Blockage in filters easily led to automatic trip of operating pump or cavitation， and took certain hidden risks keeping safe and stable operation of the units. Also it took almost 4 hours to clean the filters， and during the process， there was no standby pump left. In case one operating pump tripped due to malfunction， the only one left pump must be overloaded and resulted in cooling water temperature going beyond the limit， leading to unit power decrease or even more serious consequence， i.e. shutdown. Hence， this paper analyzed the reason why filter blocked frequently and provided some reasonable and feasible solutions.

【Key words】Filter; Blockage; Washer; Carbon Steel; Inhibitor

1 常规岛闭式冷却水系统介绍

1.1 常规岛闭式冷却水系统（SRI）功能介绍

常规岛闭式冷却水系统（SRI）主要为以下系统提供冷却水：汽轮机润滑油系统冷却器;发电机密封油系统冷却器;发电机氢气干燥器;发电机氢气冷却器;励磁机冷却器;发电机定子冷却水冷却器;主给水泵工作油和润滑油冷却器等，带走这些系统排出的热量，并通过板式热交换器将这些热量排出至常规岛辅助冷却水系统（SEN）的海水中。

1.2 系统设备组成

该系统由一圆筒形高位水箱（001BA）、3台容量各为50%的板式热交换器、3台容量各为50%的卧式离心泵、3台泵入口对应的篮式过滤器以及供给各冷却器和各个冷却水管的接头。

2 闭式冷却水泵入口过滤器运行现状分析

2.1 过滤器堵塞频率统计

统计3号机组CMS里2011年—2017年各月份的过滤器清洗次数，在冬天时闭式冷却水泵入口过滤器清洗频率较低，约4个月1次;而到了炎热的夏天，5、6、7月清洗频率非常高，约1个月4次，7月达到顶峰约1个月6次;温度最高的8月清洗频率反而降低，约1个月1次。

2.2 过滤器堵塞原因分析

分析闭式冷却水系统各个主要用户的流量，并粗略统计了5、6、7月和8月每天各个主要用户对应的气动流量调节阀开度变化情况，得出了如下结论：发电机氢冷却器和发电机定子水冷却器所需的闭式冷却水流量都比较大，但是5、6、7月和8月这两个系统调阀的开度每天变化都非常小;励磁机空冷却器所需的闭式冷却水流量较少且调阀的开度一直都保持在全开位置;空侧密封油冷却器所需的闭式冷却水流量也比较少且调阀的开度一直保持在接近全关的位置;氢侧密封油冷却器调阀波动较大但运行设备所需的冷却水流量非常小。

而汽轮机润滑油冷却器占据了整个闭式冷却水系统总流量的约三分之一，5、6、7月因常规岛辅助冷却水海水的水温和汽轮机润滑油温度每天随气温大幅度变化，由于汽轮机润滑油冷却器调阀整定GGR冷油器出口温度值为40度，导致调阀每天从20%至100%大幅度变化2次左右，其流量瞬间波动400至600吨。闭式冷却水流量周期性巨幅波动会对管道和法兰连接处、管道弯管处、阀门等地方产生较大的冲击力。管道内壁上的铁屑、腐蚀产物等就会加速的掉落到闭式冷却水中，最终导致其泵入口的过滤器经常性堵塞，严重情况下甚至将加快管道冲刷减薄效应。

而天气最为炎热的8月汽轮机润滑油冷却器调阀每天都一直保持在100%全开。不管是温度较高的中午和下午、还是温度稍低的晚上和早晨，常规岛辅助冷却水海水的水温和汽轮机润滑油温度都非常高，由于调阀整定GGR冷油器出口温度值为40度，已经超出了SRI081VD温度冷却调节能力了，所以整个8月份，调阀就长期处在100%开度。

2.3 过滤器堵塞物分析

维修、技术等专业人员对滤网堵塞物分析结果有以下几种。

涂层：涂层样品进行红外光谱分析为聚酯类涂料;

橡胶：橡胶样品进行红外光谱分析为丁腈橡胶和聚二甲基硅氧烷橡胶;

形似石墨物：XRD确定其主要物质为石墨，进一步分析為闭式冷却水系统中的阀门法兰垫片;

焊渣：X射线荧光光谱结果为有机物。

3 过滤器堵塞后果

（1）闭式冷却水泵入口过滤器压差达到0.09Mpa，信号持续30秒会自动跳闸正在运行的泵，在夏天高温天气下引发闭式冷却水系统较大的扰动。

（2）过滤器堵塞非常容易导致闭式冷却水泵汽蚀，造成泵损坏。

（3）过滤器堵塞后，运行必须进行切泵操作，然后对泵做隔离断电及疏水——维修办票清洗过滤器——维修完工还票——运行解除隔离对泵充水排气及送电，据初步统计整个过程大约4小时，而且要耗费大量的人力和物力。在此期间闭式冷却水泵失去备用，如果有运行泵故障跳闸，单台闭式冷却水泵运行必将导致其冷却的负荷温度超过限制，致使机组降功率甚至停机的后果。

4 改进措施

4.1 对系统碳钢材料进行换型

整个常规岛闭式冷却水系统的管道、阀门阀体的材质均为碳钢，内部冲刷腐蚀严重。可以考虑将碳钢材料更换为316L不锈钢材料，二厂3、4号机组SEC泵及SEC反冲洗泵轴封水管道最近两年都已经变更为316L不锈钢材质，且运行良好。

4.2 运行控制手段

通过以上分析，避免汽轮机润滑油冷却器调阀SRI081VD大幅度波动是关键。因此，6月底将其旁路手动阀SRI084VD由全关逐渐开大至SRI081VD在自动正常调节范围内，防止SRI081VD开度在7月大幅波动，对系统产生剧烈冲刷。

在8月初，随着天气温度继续升高至最高，SRI081VD因超出冷却能力，将旁路手动阀SRI084VD开度维持在能使SRI081VD自动保持在全开位置。通过以上手段：尽量减少闭式冷却水流量大幅波动对系统产生剧烈冲刷。

每年夏季来临时，运行现场人员加强对闭式冷却水系统的关注，在运行泵入口压力低于0.15Mpa时，及时通知主控切泵清洗过滤器。

4.3 对板式热交换器进行换型

常规岛闭式冷却水系统的管道、阀门阀体的材质均为碳钢，研究表明，碳钢腐蚀的速率随水温的升高而成比例地增加，一般情况下：水温每升高10℃，碳钢的腐蚀速率约增加30%。

现有的常规岛闭式冷却水板式热交换器海水侧板片间通道很窄，一般只有2至5mm，海水侧泥沙沉积严重，导致设备流阻上升，系统流量下降，热交换器换热效率严重下降。如改造为管壳式热交换器，海水侧通流面积将大幅度加大，流阻大幅度降低，彻底解决了板式热交换器海水侧泥沙沉积阻塞流道的问题，换热效率更高。在夏季炎热高温天气下，将降低换热以后常规岛闭式冷却水的水温，从而降低对碳钢的腐蚀速率。

4.4 对泵入口过滤器进行换型

将过滤器更换为全自动过滤器，全自动过滤器内部设置刷式清洗结构，采用富有弹性的高分子聚合物（或其它高性能材料）作为刮刀及刷子双重清洗滤网内壁，保证清洗效果。可以采用手动控制、时间控制、压差控制自动启闭清洗及排污系统。在排污时排污流量仅为总流量的百分之一，对运行泵不会产生任何干扰，解决了目前3、4号机组篮式过滤器清洗时需要停泵隔离的问题。完全实现无人操作，运行稳定可靠，达到稳定工艺过程，保障安全生产的作用。目前，秦二厂3、4号机组常规岛辅助冷却水系统（SEN）中就是使用的全自动过滤器，过滤效果好，运行稳定。

5 结语

本文针对秦二厂3、4号机组常规岛闭式冷却水过滤器在夏天高温天气下频繁堵塞进行了彻底查找分析，并指出了在过滤器堵塞后隔离清洗时，常规岛闭式冷却水系统失去备用泵对机组可能产生的严重后果。本文给处了几种方法，都能在一定程度上解决此问题。

【参考文献】

[1]扩建工程3、4号机组常规岛闭式冷却水系统手册 华东电力设计院2009年6月版次0.

[2]李培元.发电厂水处理及水质控制，武汉：中国电力出版社，2008：532-562.