閉式冷卻水系統(tǒng)大量空氣進(jìn)入的異常分析

盧泓樾

（浙江浙能蘭溪發(fā)電有限責(zé)任公司，浙江蘭溪321100）

閉式冷卻水系統(tǒng)大量空氣進(jìn)入的異常分析

盧泓樾

（浙江浙能蘭溪發(fā)電有限責(zé)任公司，浙江蘭溪321100）

熱力發(fā)電廠閉式冷卻水系統(tǒng)是一個(gè)重要且龐大的系統(tǒng)，為機(jī)組輔助設(shè)備提供冷卻水源，以保證輔助設(shè)備及分系統(tǒng)的正常運(yùn)行。某機(jī)組閉式冷卻水系統(tǒng)曾發(fā)生大量空氣竄入現(xiàn)象，導(dǎo)致該系統(tǒng)的閉式冷卻水泵工作失常，為此對(duì)故障原因進(jìn)行了詳細(xì)的排查，找出了輸灰空壓機(jī)后冷卻器的冷卻水銅管破裂的故障點(diǎn)，解決了空氣竄入的問(wèn)題。

閉式冷卻水；竄入空氣；空壓機(jī)后冷卻器

1 故障現(xiàn)象

某機(jī)組配有1套閉式冷卻水系統(tǒng)，包括2臺(tái)100%容量的閉式冷卻水泵（單級(jí)離心泵）、2臺(tái)100%容量的閉式水冷卻器、1只20 m3的閉式冷卻水箱以及相應(yīng)管路、閥門(mén)等。系統(tǒng)基本流程為：除鹽水→閉式冷卻水箱→閉式冷卻水泵→閉式水冷卻器→閉式冷卻水用戶→閉式冷卻水泵。閉式水在其冷卻器出口經(jīng)電動(dòng)蝶閥合成一路后，經(jīng)帶旁路的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥向各輔助設(shè)備的冷卻器提供冷卻水。

某日8∶30發(fā)現(xiàn)2A閉式冷卻水泵電流晃動(dòng)且逐漸增大，同時(shí)閉式冷卻水泵出口壓力、閉式冷卻水母管壓力晃動(dòng)也不斷增大?，F(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)：氫氣干燥裝置的冷卻水回水觀察窗內(nèi)有氣泡，且開(kāi)啟2B閉式冷卻水泵泵體放氣閥有氣體放出。9∶06 2A閉式冷卻水泵電流最高至214 A，9∶07電流最低至172 A，而該系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)閉式冷卻水泵電流192 A左右。9∶10 2B閉式冷水泵泵體放氣閥處放出的氣量逐漸增多。9∶12為保證2A閉式冷卻水泵的正常運(yùn)行，將2B閉式冷卻水泵泵體放氣閥常開(kāi)，此后2A閉式冷卻水泵電流穩(wěn)定在204 A左右。

根據(jù)上述現(xiàn)象可以判斷是閉式冷卻水系統(tǒng)中竄入了大量的氣體，由于該系統(tǒng)是一個(gè)正壓系統(tǒng)，要在系統(tǒng)中竄入氣體則不可能是漏入的，應(yīng)是外部有壓氣體進(jìn)入。

2 原因分析

2.1 閉式冷卻水系統(tǒng)水箱水位低

閉式冷卻水的水箱作為緩沖水箱，用以調(diào)節(jié)系統(tǒng)中流量的波動(dòng)和吸收水的熱膨脹。當(dāng)漏水導(dǎo)致在該系統(tǒng)中循環(huán)的水量不足，同時(shí)閉式冷卻水的水箱內(nèi)又沒(méi)有足夠量的水來(lái)補(bǔ)充時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)入空氣。但現(xiàn)場(chǎng)檢查冷卻水水箱水位正常且泵體進(jìn)口管路上的閥門(mén)狀態(tài)正確。

2.2 系統(tǒng)中管路誤接

若有壓氣體（如壓縮空氣等）誤接入閉式冷卻水系統(tǒng)，當(dāng)氣體壓力大于水系統(tǒng)的壓力時(shí)，則該氣體將會(huì)進(jìn)入閉式冷卻水系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的仔細(xì)檢查未發(fā)現(xiàn)有管路誤接的現(xiàn)象，且現(xiàn)場(chǎng)管路閥門(mén)狀態(tài)正確。

2.3 氫氣干燥裝置中冷卻水管路破裂

氫氣干燥裝置采用BAC-50吸附式氫氣干燥器，這個(gè)裝置中的冷卻水是由閉式冷卻水來(lái)提供的，當(dāng)該冷卻器的水路破裂時(shí)將導(dǎo)致大量氫氣進(jìn)入冷卻水中?，F(xiàn)場(chǎng)用測(cè)氫儀在備用閉式冷卻水泵放氣閥處測(cè)量未發(fā)現(xiàn)有氫氣存在，同時(shí)發(fā)電機(jī)內(nèi)的氫氣壓力未發(fā)生異常下降，且隔離該系統(tǒng)后閉式冷卻水系統(tǒng)氣體也未見(jiàn)減少。

2.4 等離子裝置的陰陽(yáng)極頭破裂

等離子發(fā)生器由線圈、陰極、陽(yáng)極等組成，等離子載體為壓縮空氣，均采用水冷冷卻方式，以承受電弧的高溫沖擊，而這個(gè)冷卻水是由閉式冷卻水經(jīng)等離子裝置專用升壓泵升壓后提供。

如圖1所示，當(dāng)陰極頭或陽(yáng)極頭破裂時(shí)，若冷卻水壓力比載體風(fēng)壓力小則載體風(fēng)就會(huì)進(jìn)入冷卻水系統(tǒng)。而實(shí)際上等離子冷卻水的壓力在0.5 MPa左右，而載體風(fēng)壓力只有0.01 MPa左右，因此冷卻水壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于載體風(fēng)壓力，所以不會(huì)發(fā)生載體風(fēng)漏入冷卻水中的現(xiàn)象。且隔離等離子裝置后，閉式冷卻水系統(tǒng)氣體未見(jiàn)減少，故該假設(shè)排除。

圖1 等離子發(fā)生器結(jié)構(gòu)

2.5 冷干機(jī)蒸發(fā)器內(nèi)冷媒管道和冷凝器內(nèi)冷卻水管道同時(shí)破裂

冷干機(jī)對(duì)壓縮空氣進(jìn)行凈化處理，如2圖所示，當(dāng)蒸發(fā)器內(nèi)冷媒管道和冷凝器內(nèi)冷卻水管道同時(shí)破裂，將導(dǎo)致壓縮空氣經(jīng)冷媒管道進(jìn)入冷凝器從而進(jìn)入閉式冷卻水系統(tǒng)。對(duì)冷干機(jī)分別隔離處理后，閉式冷卻水系統(tǒng)的氣體未見(jiàn)減少，故冷干機(jī)故障的假設(shè)也被排除。

2.6 空壓機(jī)冷卻水管道破裂

圖3為空壓機(jī)冷卻管路。大氣中的空氣進(jìn)入空壓機(jī)主機(jī)被加壓進(jìn)入油氣分離器，經(jīng)過(guò)油氣分離后壓縮空氣進(jìn)入后冷卻器冷卻，再經(jīng)水分離器進(jìn)入壓縮空氣系統(tǒng)。油分離器分離出來(lái)的油經(jīng)油冷卻器重新進(jìn)入空壓機(jī)主機(jī)循環(huán)工作。油冷卻器和后冷卻器的冷卻水都是由閉式冷卻水提供。如果油冷卻器中的冷卻水管道破裂，將導(dǎo)致空壓機(jī)內(nèi)大量的油、氣進(jìn)入閉式冷卻水系統(tǒng)；后冷卻器的冷卻水管道破裂將導(dǎo)致大量空氣進(jìn)入冷卻水系統(tǒng)。對(duì)公用系統(tǒng)的空壓機(jī)逐一停運(yùn)，隔離其冷卻水后，閉式冷卻水系統(tǒng)的氣體未見(jiàn)減少。

對(duì)輸灰壓縮空氣系統(tǒng)停運(yùn)隔離，機(jī)組閉式冷卻水系統(tǒng)排出的空氣量明顯減少，可以確定原因就在輸灰壓縮空氣系統(tǒng)中。依次關(guān)閉01A，01B，01C這3臺(tái)輸灰空壓機(jī)和冷干機(jī)冷卻水的進(jìn)出口隔離閥，拆開(kāi)隔離閥至空壓機(jī)和冷干機(jī)的法蘭，利用空壓機(jī)或冷干機(jī)內(nèi)壓縮空氣的殘壓來(lái)檢測(cè)管路是否泄漏。當(dāng)拆卸01C輸灰空壓機(jī)法蘭時(shí)有氣體噴出，因此可以確定導(dǎo)致機(jī)組閉式冷卻水系統(tǒng)大量進(jìn)氣的原因是01C輸灰空壓機(jī)后冷卻器的冷卻水銅管破裂。

而恢復(fù)01A輸灰空壓機(jī)和冷干機(jī)運(yùn)行時(shí)又有氣體進(jìn)入閉式冷卻水系統(tǒng)，分析原因如下：同時(shí)把5套輸灰壓縮空氣系統(tǒng)停運(yùn)隔離其冷卻水后，在閉式冷卻水系統(tǒng)內(nèi)還有大量的空氣未能排出而聚集在某處，當(dāng)01A輸灰空壓機(jī)和冷干機(jī)啟動(dòng)后冷卻水又重新流動(dòng)起來(lái)了，把大量聚集的氣體帶入閉式冷卻水泵處，所以在啟動(dòng)01A空壓機(jī)和冷干機(jī)后就會(huì)有大量氣體放出。

圖2 冷干機(jī)蒸發(fā)器內(nèi)部管道系統(tǒng)

3 經(jīng)驗(yàn)與建議

機(jī)組的閉式冷卻水系統(tǒng)是一個(gè)非常重要的輔助系統(tǒng)，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)異常將導(dǎo)致機(jī)組的主要輔助設(shè)備損壞或機(jī)組被迫緊急停運(yùn)，甚至造成主設(shè)備損壞的惡性事件發(fā)生。以這次機(jī)組閉式冷卻水系統(tǒng)進(jìn)入大量空氣為例，當(dāng)發(fā)現(xiàn)B閉式冷卻水泵電流和出口壓力及系統(tǒng)母管壓力出現(xiàn)不正常的晃動(dòng)時(shí)，應(yīng)立即分析發(fā)生該現(xiàn)象可能的原因。

首先要排除閉式冷卻水箱水位是否過(guò)低，泵自身是否有故障，其次要排除是否自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)生異常。當(dāng)排除了這2個(gè)原因后，應(yīng)考慮系統(tǒng)內(nèi)可能進(jìn)入了空氣，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行放氣檢查，若有氣體則說(shuō)明外部有壓氣體進(jìn)入系統(tǒng)，這時(shí)要在保證系統(tǒng)正常運(yùn)行的前提下，盡量排放進(jìn)入系統(tǒng)的氣體，然后再逐一排查各個(gè)可能的原因，最終確定故障點(diǎn)。

輸灰壓縮空氣系統(tǒng)相對(duì)閉式冷卻水系統(tǒng)而言是一個(gè)次要的輔助系統(tǒng)，輸灰壓縮空氣系統(tǒng)短時(shí)間停運(yùn)不會(huì)對(duì)機(jī)組造成威脅，而閉式冷卻水則一刻不能停運(yùn)。輸灰壓縮空氣系統(tǒng)的冷卻水水質(zhì)要求不高，建議可不接入閉式冷卻水，采用其他水源冷卻，如工業(yè)水等，以提高機(jī)組運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

圖3空壓機(jī)冷卻管路

[1]張良瑜，譚雪梅，王亞榮．泵與風(fēng)機(jī)[M]．北京：中國(guó)電力出版社，2005.

（本文編輯：陸瑩）

下期要目

●GIS設(shè)備局部放電在線監(jiān)測(cè)的抗干擾措施研究

●輸變電項(xiàng)目社會(huì)穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)分析及防范措施研究

●溪浙特高壓直流輸電工程交直流系統(tǒng)調(diào)試的安全技術(shù)措施研究

●大型工業(yè)負(fù)荷城市電網(wǎng)春節(jié)期間無(wú)功電壓控制策略

●凝結(jié)水泵變頻協(xié)調(diào)控制在節(jié)能改造中的應(yīng)用

●面向多專業(yè)的智能變電站二次系統(tǒng)綜合仿真培訓(xùn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)

●聯(lián)合循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)低負(fù)荷運(yùn)行模式探討與分析

●高壓加熱器在線檢修期間快速冷卻技術(shù)研究

●幾種濕法脫硫漿液氟化物的測(cè)定方法比較

●高壓電氣設(shè)備集中檢修管理新模式的實(shí)踐

Analysis on Abnormality of Closed Cooling Water System with Excess of Air

LU Hongyue
（Zhejiang Zheneng Lanxi Power Generation Co.，Ltd.，Lanxi Zhejiang 321100，China）

Closed cooling water system in thermal power plant is important and huge，providing cooling water for auxiliary equipment to enable auxiliary equipment and subsystem to run normally.There is excess of air in the closed cooling water system of some units，which resulted in abnormal operation of closed cooling water pump of the system.Therefore，causes for the failure are detected in detail.The cracked cooling water copper tube of the cooler behind air compressor for ash delivery is detected and air admission is stopped.

closed cooling water system；air admission；cooler behind air compressor

TK264.1

：B

：1007-1881（2014）11-0027-03

2014-09-11

盧泓樾（1981-），男，河北滄州人，工程師，從事發(fā)電廠運(yùn)行管理工作。