淺析CEX在運(yùn)行中氧含量超標(biāo)的問題及解決方案

范剛　林尤旭

摘 要：CEX（凝結(jié)水抽取系統(tǒng)）在發(fā)電廠中是一個重要的主系統(tǒng)，該系統(tǒng)中水的氧含量對整個系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，處于舉足輕重的指標(biāo)。本文從該系統(tǒng)的密閉性、補(bǔ)水的水質(zhì)以及真空度等方面，去分析和驗(yàn)證，并對可能影響的因素提出改造，盡可能的降低該系統(tǒng)中水的氧含量，從而提高系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，提高電廠的發(fā)電效率和運(yùn)行壽命。

關(guān)鍵詞：氧含量 泄漏 流量

中圖分類號：X757 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（a）-0242-01

1 凝結(jié)水溶解氧高可能原因分析

1.1 真空系統(tǒng)泄漏

在進(jìn)入冬季，凝汽器氧含量升高后的第一項(xiàng)應(yīng)對措施就是懷疑凝汽器的真空系統(tǒng)有漏。如果凝汽器內(nèi)汽空間的某個地方有漏則可能在相應(yīng)的凝汽器熱井內(nèi)有較大的含氧量。

由性能試驗(yàn)科多次委托上海728院對整個真空系統(tǒng)相連的所有設(shè)備進(jìn)行氦檢漏。雖然發(fā)現(xiàn)了是一些漏點(diǎn)，但是對漏點(diǎn)進(jìn)行處理后，凝結(jié)水氧含量也基本沒有多大變化。另外要求機(jī)械隊(duì)將所有關(guān)于凝汽器真空系統(tǒng)相連的儀表管，閥門的盤根、法蘭接頭等處利用潤滑油脂進(jìn)行涂抹密封。對凝汽器的氧含量依然是沒有效果。對小漏點(diǎn)進(jìn)行處理后，熱井C1的氧含量有所下降，但熱井其它的部位氧含量沒有多大變化，凝結(jié)水的氧含量沒有下降。

如果凝汽器有較大的漏點(diǎn)存在，則不可能是機(jī)組經(jīng)過了幾次大修后，機(jī)組都存在差不多的漏點(diǎn)，并且在夏季是影響很小只有在冬季的時候才體現(xiàn)出來。因此在利用一號機(jī)降功率期間進(jìn)行了凝汽器真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明凝汽器真空的嚴(yán)密是優(yōu)良。因此得出的結(jié)論是在二期凝汽器氧含量高的原因并不是有真空系統(tǒng)的不嚴(yán)密所造成的。

1.2 凝結(jié)水過冷的影響

2003年2月運(yùn)行人員對CRF海水流量進(jìn)行截流，降低循環(huán)水流量，發(fā)現(xiàn)凝結(jié)水泵出口溶解氧含量從60ppb降到30ppb左右，從這個現(xiàn)象看凝結(jié)水溶解氧含量升高與凝結(jié)水過冷有一定的關(guān)系。通過上述對比我們認(rèn)為凝結(jié)水過冷對溶解氧有影響，但不是引起溶解氧高的主要原因。

1.3 補(bǔ)水對凝結(jié)水氧含量的影響

二期凝汽器的補(bǔ)水來自SER水箱，其溶解氧經(jīng)常處于飽和狀態(tài)，而SER水箱其水溫夏天冬天變化很大，另外，溫度不但影響補(bǔ)水中氧含量，而且影響補(bǔ)水進(jìn)入凝汽器后的除氧效果。夏天的補(bǔ)水溫度高，進(jìn)入凝汽器后在擴(kuò)散過程中，溫度很快達(dá)到其對應(yīng)壓力下的飽和溫度，大部分溶解氧及時轉(zhuǎn)變成揮發(fā)性氣體被CVI系統(tǒng)除去。冬天SER水在10 ℃以下，在進(jìn)入凝汽器擴(kuò)散過程中沒有達(dá)到其飽和溫度，從而使攜帶的溶解氧進(jìn)入熱阱水中引起凝結(jié)水氧含量高。

另外，短時間大流量補(bǔ)水對溶解氧有明顯影響，其原因?yàn)樵诖罅髁垦a(bǔ)水時的補(bǔ)水進(jìn)入凝汽器的位置不同造成的。二期凝汽器的補(bǔ)水共有兩路，一路小流量補(bǔ)水進(jìn)入凝汽器的汽空間，另一路大流量補(bǔ)水則直接進(jìn)入凝汽器的熱井；凝汽器正常補(bǔ)水時只有小流量閥門開啟，補(bǔ)水進(jìn)入汽空間通過真空除氣后對溶解氧影響很微小，而大流量補(bǔ)水時則補(bǔ)水直接進(jìn)入凝汽器熱井，沒有經(jīng)過真空除氣，因此氧含量上升較大。由于凝汽器的正常補(bǔ)水其大閥是不會開啟的，只有小閥在小開度進(jìn)行補(bǔ)水，因此凝汽器的正常補(bǔ)水不是引起溶解氧高的主要因素

1.4 真空泵的運(yùn)行狀態(tài)

凝汽器內(nèi)是處于高真空狀態(tài)不可避免地有不凝結(jié)氣體進(jìn)入，關(guān)鍵是漏入的氣體量及漏入后的氣體及時有效的利用真空泵進(jìn)行排除。根據(jù)真空泵的工作原理，懷疑真空泵的工作性能有問題。利用紅外點(diǎn)溫計(jì)測量真空泵的泵體溫度和凝汽器斜頸、熱井等處的溫度并與秦山三期相應(yīng)各處的溫度進(jìn)行測量比較。發(fā)現(xiàn)二期的真空泵泵體的溫度與凝汽器內(nèi)的溫度相當(dāng)接近。是否由于真空泵的運(yùn)行狀況影響凝結(jié)水氧含量。根據(jù)對真空泵工作水溫度調(diào)節(jié)的試驗(yàn)，在2005年2月5日將2CVI301EX的冷卻水進(jìn)行技術(shù)改造。將冷源由SRI改用SES冷凍水來進(jìn)行冷卻（2CVI003LT顯示從30 ℃降至14 ℃），凝結(jié)水溶解氧從60PPb下降至30PPb。凝汽器內(nèi)的真空也相應(yīng)的提高了2 kPa，凝汽器排氣溫度也降低到30 ℃左右。

原因分析：水環(huán)室真空泵的抽氣效率是跟真空泵內(nèi)的工作水的溫度是直接相關(guān)的。只有在真空泵內(nèi)的真空比凝汽器內(nèi)的真空高的情況下，凝汽器內(nèi)的不凝結(jié)氣體才能從凝汽器內(nèi)向真空泵方向流動，利用真空泵將不凝結(jié)氣體排出。真空泵內(nèi)的真空是在于工作水溫度對應(yīng)的飽和壓力。二期真空泵冷卻水是采用閉式冷卻水SRI，在冬季的溫度一般維持在27 ℃左右，通過SRI水冷卻后的真空泵工作水溫度一般是在29 ℃。真空泵內(nèi)工作水的溫度大約在35 ℃左右。

因此真空泵內(nèi)的真空為大約在35 ℃對應(yīng)下飽和壓力。為何在真空泵的工作水溫度降低后，能導(dǎo)致整個凝汽器內(nèi)的真空提高2 kPa？可能的原因?yàn)樵谀髟O(shè)計(jì)時偏保守，海水的循環(huán)水流量偏大。查閱我廠的凝汽器設(shè)計(jì)資料：在循環(huán)水溫為18.3 ℃時對應(yīng)的冷卻水流量是11.04 m3/s，而我廠的循環(huán)水無論在夏季還是在冬季的流量都是15 m3/s左右，冬季的循環(huán)水溫在7 ℃左右，因此我廠的循環(huán)水流量在冬季是過多的，這是造成汽機(jī)乏汽過度冷凝并由于真空泵內(nèi)真空的限制使凝汽器內(nèi)的真空維持在較低的水平，導(dǎo)致不凝結(jié)氣體的分壓過高，是凝結(jié)水溶解氧高的形成原因。

2 結(jié)論

二期凝結(jié)水氧含量高的原因是在冬季由于凝汽器循環(huán)水的設(shè)計(jì)流量大于實(shí)際需求值，在循環(huán)水流量沒有變化的情況下凝汽器內(nèi)乏汽被大量冷凝后形成的真空高于真空泵內(nèi)形成的真空，導(dǎo)致凝汽器內(nèi)的不凝結(jié)氣體無法流向真空泵。只有在不凝結(jié)氣體的逐漸積累到較高水平后凝汽器內(nèi)的壓力大于真空泵內(nèi)壓力后，才能通過真空泵排向大氣。即冬季的凝汽器內(nèi)的不凝結(jié)氣體的分壓較大無法排出，而引起氧含量的偏高。

3 解決方法

解決該問題的方案就是如何在冬季降低循環(huán)水的流量。

在目前運(yùn)行的1/2號機(jī)組上在冬季進(jìn)行降低循環(huán)水流量的方法較少，而且風(fēng)險(xiǎn)也相當(dāng)大。方案一：可以對循環(huán)水泵的出口閥門進(jìn)行改造。將油壓蝶閥改造成能夠調(diào)節(jié)流量的調(diào)節(jié)閥；方案二：在冬季運(yùn)行一臺循環(huán)水泵。這就要進(jìn)行技術(shù)改造，改變循環(huán)水泵的控制方式，使其能夠滿足一用一備的功能。但是由于海水的泥沙量太大，為防止循環(huán)水泵的入口鼓型濾網(wǎng)流道淤積，需要定期進(jìn)行泵的切換運(yùn)行。還可以通過改進(jìn)循環(huán)水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。將循環(huán)水泵由2×50%改為5×25%，將循環(huán)水泵的高低速切換取消改為定速泵。在夏季運(yùn)行四臺循環(huán)水泵，一臺泵進(jìn)行備用。冬季的時候運(yùn)行2～3循環(huán)水泵，用于降低循環(huán)水流量。

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