一次典型的发电厂凝结水精处理树脂泄漏原因分析及对策

摘要：火力发电厂凝结水精处理系统一般采用进口树脂，价格高、购买周期长。当凝结水精处理系统发生树脂泄漏时，不仅会造成树脂浪费，还会影响机组的正常运行；泄漏的树脂可能堵塞给水泵滤网，造成给水泵跳闸，引发停机；树脂进入热力系统时还可能引起机组热力系统严重腐蚀，导致金属过热和爆管事故，威胁机组的安全运行。鉴于此，针对一次典型的发电厂凝结水精处理树脂泄漏事件进行了全面分析，制定了相应的防范对策，为其他电厂避免火力发电机组出现类似问题提供了一定的指导。

关键词：火力发电厂；凝结水精处理；树脂泄漏

中图分类号：TM621  文献标志码：A  文章编号：1671-0797（2023）11-0065-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2023.11.017

0    引言

火力发电机组参数提高，对水质要求也越来越严格，由于凝汽器的渗漏和泄漏、系统中金属腐蚀产物的污染、返回水夹带杂质等因素的影响，热电厂凝结水存在着不同程度的污染，因此，对凝结水进行处理已是大型火电厂水处理一个极为重要的环节[1]。

提高汽水品质最常用的措施就是采用凝结水精处理装置，最常见的凝结水精处理系统是前置过滤器加高速混床的中压凝结水精处理系统。凝结水精处理系统可以连续除去凝结水中的杂质，提高给水质量；缩短机组启动时间，降低汽包锅炉的排污量，节省能耗和经济成本；可在凝汽器微量泄漏时，保障机组安全连续运行，除去漏入的盐分及悬浮杂质，使维护人员有时间采取查漏、堵漏措施；严重泄漏时，可保证机组按预定程序停机[2]。但凝结水精处理系统树脂泄漏不仅会造成树脂浪费，增加运行成本，还会影响机组的正常运行；泄漏的树脂可能堵塞给水泵滤网，造成给水泵跳闸，引发停机[3]；由于树脂主要成分为有机物，树脂泄漏进入热力系统后这些有机物会在炉管壁上生成碳质沉积物，常导致金属过热和爆管事故；树脂中的有机物在高温作用下还会产生挥发性酸，进入汽轮机时会引起汽轮机腐蚀[4]。

凝结水精处理系统树脂泄漏的原因有很多，主要有水帽变形损坏、水帽滤元绕丝间隙超标、水帽安装后与多孔板结合面不严密、树脂捕捉器滤元损坏、滤元绕丝间隙超标、阀门关闭不严等。

鉴于此，本文针对一次典型的发电厂凝结水精处理树脂泄漏事件进行了全面分析，制定了相应的防范对策，为其他电厂避免火力发电机组出现类似问题提供了一定的指导。

1    系统介绍

某电厂1号机组凝结水100%進行处理，设3台高速混床和3台树脂捕捉器（按3×50%凝结水全容量处理设计），高速混床采用圆柱形结构，设备参数如表1所示；并设1台出力为单台高速混床正常出力50%～70%的再循环泵。凝结水精处理系统分为两部分，一部分为凝结水精处理部分，包括高速混床、树脂捕捉器和再循环系统；另一部分为体外再生部分，包括再生单元，酸、碱计量单元，冲洗水泵单元及罗茨风机单元。凝结水精处理部分和体外再生部分一起组成了一套中压凝结水精处理装置。

本凝结水精处理系统采用中压系统，高速混床串于主凝泵与低压加热器之间，系统压力为2.80 MPa，最大压力为3.53 MPa，每台机组设置3台混床，树脂采用美国DOW化学公司或德国拜耳公司的凝胶型均粒树脂。

2    事故经过

2月10日，1号机组临修后准备启动。11：00，1号机组给水系统检查完毕；13：30，启动电动给水泵；15：25，投入炉水泵连续注水，1号锅炉开始上水。18：27，1号机组电动给水泵因入口滤网差压高保护动作跳闸，检查为滤网堵塞，隔绝电动给水泵清理滤网时发现存在树脂。

2月11日01：00，滤网清理完毕启动电动给水泵上水。02：00，电动给水泵前滤网再次差压高报警，电动给水泵入口前压力逐渐降低，手动停运电动给水泵，清理滤网；04：23，启动1A汽泵前置泵运行；05：47，启动1B汽泵前置泵运行；06：02，1A汽泵前置泵滤网差压大报警，07：55停运。因电泵前置泵、汽泵前置泵滤网均发现大量树脂，随即对系统进行了全面检查，卸压排水后检查发现1号机组凝补水箱底部有大量树脂。17：00，凝补水箱内部的树脂清理完毕，系统恢复正常运行，机组进入正常启动程序。

2月12日04：18机组并网。

此次事故导致机组推迟启动达19 h，损失发电量达711万kW·h。

3    树脂泄漏原因分析

1月17日，1号机组精处理B混床冲洗进水气动蝶阀出现了无法关闭的缺陷，热工检修人员对气动执行器气缸进行了解体检查，内部部件活动正常无卡涩，判断故障点为电磁阀阀体。检修人员随即回装了传动齿，恢复了气缸，并更换了故障电磁阀。检修完成后操作就地按钮对该气动蝶阀进行空载开关操作，蝶阀动作及开关反馈状态均正常。将执行机构完全恢复再进行试运，就地指示和电磁阀柜指示灯指示正常，运行人员及热工检修人员确认该气动阀门已恢复正常动作。随后，1号机组精处理B混床处于备用状态。由于该执行器属于双控气缸、角行程执行器，在气动蝶阀处于开启位置时顺时针、逆时针均能90°动作，1号机组精处理B混床冲洗进水气动蝶阀执行器检修过程中，检修人员未对执行器气缸内部驱动部件安装位置进行记录。检修人员对执行器气缸进行恢复时将内部驱动部件传动齿装反，导致蝶阀开关时反方向动作，虽然蝶阀开关反馈指示正确，但蝶阀阀瓣密封面已背向阀瓣密封圈，由于该气动蝶阀阀瓣为非对称结构，阀瓣密封面背向阀瓣密封圈时阀门处于不严密状态。气缸内部传动齿结构图如图1、图2所示。

2月4日，1号机组精处理C混床树脂失效，准备投运1B混床，运行人员按照操作票进行1B混床升压操作。第一次升压时，压力最高升至2.86 MPa，未达到精处理进口母管压力3.3 MPa，此时，在系统出现异常状况、未分析出准确原因的情况下，运行人员操作不规范，未按照操作中发现异常情况后必须终止操作并进行原因查找，待故障消除后再进行操作的原则来执行操作票，而是选择了重复多次、长时间对1B混床进行升压操作，由于冲洗进水气动蝶阀密封面背向阀瓣密封圈，阀门处于不严密状态，混床压力从冲洗进水气动蝶阀处泄掉，运行人员总计进行了6次升压操作，均未达到精处理进口母管压力，升压过程时间合计持续约20 min，持续的升压操作导致1B混床内大量树脂通过关闭不严密的冲洗进水气动蝶阀后经冲洗水管道倒流至冲洗水泵出口，冲洗水泵出口虽设有止回阀，但冲洗水泵出口设置有再循环管回到泵入口管处，树脂经过再循环管进入冲洗水泵入口后在混床升压时的压力作用下倒流至1号机组凝补水箱。

1号机组凝补水系统一直处于运行状态，树脂从凝补水箱进入凝结水系统、给水系统。树脂泄漏路径如图3所示。

4    防范措施

针对此次典型的凝结水精处理系统树脂泄漏事件，制定了以下防范措施：

（1）规范设备检修工艺，严格执行作业标准，检修人员在检修前要对重要部件做好标记，提高作业规范意识，避免此类双控气缸、角行程执行器检修后出现装反导致阀门开关方向错误，关闭不严密的情况。

（2）规范运行人员操作，运行人员在操作中发现异常情况后必须立即终止操作并进行原因查找，待故障消除后再进行操作，避免事故扩大。

（3）对凝结水精处理系统可能存在树脂泄漏隐患的设备进行优化改造，在冲洗水泵出口母管上加装树脂捕捉器，从根本上消除树脂进入凝补水箱从而进入热力系统的隐患。

改造后系统如图4所示。

5    結语

凝结水精处理树脂泄漏将会严重威胁机组的安全运行，因此防止树脂泄漏至关重要。日常检修中除做好水帽、树脂捕捉器等易导致树脂泄漏的设备检修外，对于凝结水精处理系统阀门的检修需严格按照检修工艺标准来进行，运行人员操作时也需严格遵守运行规程。同时，对凝结水精处理系统存在的风险需进行全面评估，盘查故障后可能导致树脂泄漏的系统及设备，制定改造方案和防范措施，彻底消除树脂泄漏的隐患。

[参考文献]

[1] 《火力发电职业技能培训教材》编委会.火力发电职业技能培训教材 电厂化学设备运行[M].北京：中国电力出版社，2005.

[2] 《火力发电职业技能培训教材》编委会.火力发电职业技能培训教材 电厂化学设备检修[M].北京：中国电力出版社，2005.

[3] 道客巴巴.国产600 MW级机组典型事件汇编（化学）[EB/OL].（2021-04-02）[2023-02-26].http：//www.doc88.com/p-84087134011030.html.

[4] 杨道武，朱志平，李宇春，等.电化学与电力设备的腐蚀与防护[M].北京：中国电力出版社，2004.

收稿日期：2023-03-08

作者简介：罗洪（1980—），男，四川宜宾人，工程师，从事电厂脱硫、脱硝、化学设备检修工作。