火力發(fā)電廠閉式冷卻水系統(tǒng)膨脹水箱溢流原因分析

安健雄

(寧夏京能寧東發(fā)電有限責(zé)任公司，寧夏 銀川 750001)

1 火力發(fā)電廠閉式冷卻水系統(tǒng)概述

大型火力發(fā)電廠一般采用閉式冷卻水系統(tǒng)對重要輔機設(shè)備進行冷卻，該系統(tǒng)使用除鹽水，閉式循環(huán)。某火力發(fā)電廠閉式水系統(tǒng)為單元制設(shè)置，每臺機組擁有獨立的系統(tǒng)，系統(tǒng)補水來自除鹽水;系統(tǒng)設(shè)置1個高位膨脹水箱，用來穩(wěn)定系統(tǒng)壓力，水箱規(guī)格為2880 mm×1 860 mm×2 000 mm(長 ×寬 ×高)。閉式冷卻水用戶如下:密封油冷卻器;定子冷卻水冷卻器;氫冷器;氫氣干燥器冷卻水;真空泵補水;EH油冷油器;空氣壓縮機冷卻水;0 m化學(xué)取樣冷卻水;7.1 m化學(xué)取樣冷卻水;汽泵前置泵軸承冷卻水;汽泵前置泵端部腔室冷卻水;汽泵機械密封循環(huán)液冷卻水;汽泵端部腔室冷卻水;磨煤機油站;一次風(fēng)機油站;送風(fēng)機油站。

自2011年10月以來，該廠#1機組閉式水膨脹水箱始終處于溢流狀態(tài)，同時機組補水率在0.8%以上，該廠要求機組補水率降至0.5%以下。下面對該電廠閉式冷卻水膨脹水箱溢流的問題進行分析。

2 閉式冷卻水系統(tǒng)膨脹水箱溢流原因分析

由于閉式冷卻水水質(zhì)變化能直接反映漏入系統(tǒng)的物質(zhì)來源，因此對一段時期內(nèi)閉式水水質(zhì)變化趨勢進行了統(tǒng)計分析。2011-06—2012-01，#1機組閉式冷卻水水質(zhì)及加藥次數(shù)變化如圖1所示。

由圖1可知，2011年10月份以來，閉式冷卻水電導(dǎo)率明顯下降，維持閉式冷卻水pH值的加藥次數(shù)明顯減少，2011年12月僅加藥1次，而閉式冷卻水pH值始終維持在正常值(9.5)以上。由此可知，漏入系統(tǒng)的物質(zhì)為給水或凝結(jié)水。

圖1 #1機組閉式冷卻水水質(zhì)及加藥次數(shù)變化

3 閉式冷卻水系統(tǒng)膨脹水箱溢流原因確認(rèn)

為了避免遺漏，對可能造成膨脹水箱溢流的用戶進行了排查，具體過程及方法如下:

(1)發(fā)電機定子冷卻水冷卻器泄漏的檢查。對定子冷卻水冷卻器進行切換，完全隔離備用定子冷卻水冷卻器，觀察膨脹水箱水位變化趨勢。通過以上方法確認(rèn)定子冷卻水冷卻器無泄漏。

(2)空氣壓縮機冷卻水系統(tǒng)的檢查。由于壓縮空氣系統(tǒng)為公用系統(tǒng)，空氣壓縮機冷卻水可分別由2臺機組閉式水系統(tǒng)提供，因此，臨機閉式冷卻水可能通過空氣壓縮機冷卻水系統(tǒng)漏入本臺機組。觀察該機組膨脹水箱水位上升趨勢及臨機膨脹水箱水位下降趨勢發(fā)現(xiàn):臨機閉式冷卻水系統(tǒng)膨脹水箱水位始終正常，系統(tǒng)補水量為0.67 t/d，而本機閉式冷卻水膨脹水箱水位上升速度為73 mm/h，經(jīng)計算漏入該機的系統(tǒng)水量為9.36 t/d。以上數(shù)據(jù)表明，該機閉式水膨脹水箱水位上升并非臨機系統(tǒng)冷卻水漏入造成。

(3)真空泵補水系統(tǒng)的檢查。真空泵補水有2路，一路為除鹽水，另一路為閉式水。除鹽水至真空泵補水壓力一般維持在0.35 MPa左右，而閉式冷卻水至真空泵補水壓力為0.50 MPa，因此，不存在除鹽水由真空泵補水系統(tǒng)串入閉式冷卻水系統(tǒng)的可能。

(4)化學(xué)取樣冷卻器泄漏檢查。對所有化學(xué)取樣冷卻器進行隔離，發(fā)現(xiàn)閉式冷卻水膨脹水箱水位上升趨勢未變化，因此，排除化學(xué)取樣漏入閉式冷卻水系統(tǒng)的可能。

(5)閉式冷卻水膨脹水箱補水系統(tǒng)的檢查。通過閉式冷卻水膨脹水箱頂部人孔觀察補水管道出口流水情況，發(fā)現(xiàn)閉式冷卻水膨脹水箱補水系統(tǒng)無內(nèi)漏。

(6)對汽泵前置泵、汽泵、電泵前置泵、電泵端部腔室以及機械密封循環(huán)液冷卻器的檢查。可通過檢查水泵端部腔室冷卻水回水溫度、機械密封循環(huán)液冷卻器冷卻水回水溫度，判斷是否有高溫、高壓給水漏入閉式冷卻水系統(tǒng)，因為存在泄漏時上述冷卻器冷卻水回水溫度會異常升高。

對汽泵前置泵、汽泵、電泵、電泵前置泵端部腔室冷卻水回水溫度以及汽泵機械密封循環(huán)液冷卻器冷卻水回水溫度進行測量統(tǒng)計，結(jié)果見表1。

表1 汽泵組、電泵組各冷卻器回水溫度測量統(tǒng)計

表1中的數(shù)據(jù)顯示:汽泵前置泵自由端腔室冷卻水回水溫度偏高，均超過60℃，存在泄漏的可能。

4 膨脹水箱溢流原因進一步確認(rèn)

根據(jù)機組運行中相關(guān)參數(shù)變化，進一步確認(rèn)汽泵前置泵端部腔室泄漏。選取參數(shù)為膨脹水箱水位、膨脹水箱補水調(diào)整門開度、除氧器壓力、除氧器水位等。選取以上參數(shù)的理由是:除氧器出口為汽泵前置泵，除氧器布置與膨脹水箱布置在同一標(biāo)高，如果汽泵前置泵端部腔室發(fā)生泄漏，則除氧器壓力、水位變化一定會對膨脹水箱水位產(chǎn)生影響。

分析某次機組停運過程中上述參數(shù)的變化趨勢發(fā)現(xiàn):停機過程中除氧器壓力降低后，閉式水膨脹水箱水位同時下降，膨脹水箱補水調(diào)整門開啟，這是除氧器壓力降低導(dǎo)致泄漏量減小，膨脹水箱水位下降造成的;當(dāng)除氧器壓力略微回升后，膨脹水箱水位不再下降而是維持在一定值;當(dāng)除氧器水完全放盡后，膨脹水箱水位明顯下降，并且開始頻繁補水以維持正常水位。由此確認(rèn)，汽泵前置泵自由端腔室存在泄漏的可能性極大。

5 處理措施

通過分析、排查，最終確認(rèn)造成機組補水率較高、閉式冷卻水膨脹水箱水位長期處于溢流狀態(tài)的原因為汽泵前置泵端部腔室泄漏。2012-07-16 T 11:00，該廠#12汽泵前置泵自由端腔室冷卻水回水視窗突然大量漏水，同時膨脹水箱水位下降，立即停運#12汽泵組，關(guān)閉#12汽泵前置泵冷卻水供回水門，但此時#12汽泵前置泵自由端冷卻腔室冷卻水回水視窗仍有大量高溫水噴出，由此判斷#12汽泵前置泵冷卻腔室存在漏點。此次異常事件發(fā)生后，該廠利用一次機組停運檢修機會將汽泵前置泵全部更換，汽泵前置泵材質(zhì)由原來的 ZG45更換為ZG1Cr13Ni。機組再次啟動后，機組補水率下降到0.5%以下，閉式冷卻水膨脹水箱再未出現(xiàn)過溢流。

［1］GB/T 12145—2008，火力發(fā)電機組及蒸汽動力設(shè)備水汽質(zhì)量［S］.

［2］郭立君，何川.泵與風(fēng)機［M］.北京:中國電力出版社，2004.

［3］駱莉，盧記軍.機械制造工藝基礎(chǔ)［M］.武漢:華中科技大學(xué)出版社，2006.

［4］秦海霞.石化污水回用于電廠循環(huán)冷卻水的技術(shù)探討［J］.華電技術(shù)，2011，33(1):75-77.

［5］于新玉，周金全，秦海霞.城市中水回用于火電廠循環(huán)冷卻水的設(shè)計方案［J］.華電技術(shù)，2010，32(7):67-70.

［6］呂鵬飛.循環(huán)水泵電機冷卻水閥門檢修［J］.華電技術(shù)，2010，32(3):62-63.