射水抽氣器系統(tǒng)串水事故分析及改進研究

杜文鵬

摘 要：抽凝12MW汽輪發(fā)電機自開車以來，運行中發(fā)生了數(shù)次循環(huán)水串入凝水系統(tǒng)的事故，凝汽器真空降低，熱井液位升高，凝水水質(zhì)惡化。通過現(xiàn)場查看系統(tǒng)裝置和對其進行分析，河南心連心化肥有限公司對射水泵進口管道進行了改造，目前運行穩(wěn)定，未出現(xiàn)串水事故。

關(guān)鍵詞：射水抽氣器；運行串水；事故；管道

中圖分類號：TK264.14 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）19-0028-02

Analysis and Improvement Research on Water Cascade

Accident of Water Jet Air Ejector System

DU Wenpeng

（Henan Xinlianxin Chemical Fertilizer Co.， Ltd.，Xinxiang Henan 453700）

Abstract： Since the condensing 12MW turbogenerator has been driving since the driving， there had been several accidents of circulating water into the condensate system， the vacuum of the condenser was reduced， the liquid level of the hot well was raised， and the water quality of the condensate was deteriorated. Through the on-site inspection system and the analysis of the system， Henan Xinlianxin Chemical Fertilizer Co.， Ltd. had reformed the inlet pipe of the ejection pump， and the operation was stable at present， and there was no water series accident.

Keywords： water jet air ejector；running string water；accident；pipeline

射水抽氣器是凝汽式汽輪機組的輔機，主要作用是：第一，在汽輪機組啟動前將凝汽器中的空氣連續(xù)不斷地抽出，建立真空；第二，在汽輪發(fā)電機組正常運行時維持凝汽器的正常真空。射水抽氣器運行的好壞直接影響汽輪機組的安全穩(wěn)定。

1 射水抽氣器工作原理

射水抽氣器從射水泵來的具有一定壓力的工作水經(jīng)水室進入噴嘴。噴嘴將壓力水的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)樗俣饶?，水流高速從噴嘴射出，使空氣吸入室?nèi)產(chǎn)生高度真空，抽出凝汽器內(nèi)的汽、氣混合物，一起進入擴散管，水流速度減慢，壓力逐漸升高，最后以略高于大氣壓的壓力排出擴散管。

2 射水抽氣器供水方式

射水抽氣器的進水參數(shù)（流量、壓力）對提高射抽內(nèi)效率、降低功耗至關(guān)重要。這是因為在設(shè)計中工作水噴咀的口徑與水壓即決定了噴咀出口的流速。而流速又與噴射角、咀喉距、面積比及喉長等因素有關(guān)，如采用射水箱—管道—水泵—射水抽氣器組合不當將影響使用效果[1]。

3 安裝中的注意事項

射水抽氣器系統(tǒng)的設(shè)計安裝質(zhì)量與抽吸能力密切相關(guān)，因此，在安裝過程中，應(yīng)注意以下幾方面。

①射水抽氣器應(yīng)垂直安裝，各段在組合時應(yīng)嚴格對中，支撐支架要穩(wěn)固。

②射水抽氣器安裝高度應(yīng)適當。對采用閉式循環(huán)的射水抽氣器，其余速接口高于水面1.5m以上，由于出口余速相對小一些，故出口埋入水的深度不宜過深，否則會在水壓偏低或夏季水溫升高時影響抽吸能力，其出口管埋入深度以250～300mm為宜。

③射水抽氣器空氣進口管徑一般與凝汽器空氣出口管徑相同，長度應(yīng)盡量縮短，以降低阻力；在管道上，除閥門及設(shè)備接口外，均不采用法蘭連接，以減少空氣漏入量。

④當每機僅安裝1臺射水抽氣器時，空氣管道不必過高；當安裝2臺射水抽氣器時，為避免水經(jīng)備用抽氣器逆止閥返入凝汽器，其空氣連通管高度應(yīng)≥11m。

⑤射水箱與射水泵之間的距離要短，管道阻力要小，保證射水泵的進水量和射水抽氣器的用水量。

4 射水系統(tǒng)的串水事故

4.1 串水事故

河南心連心化肥有限公司新上一套C12-3.43/1.27抽凝式汽輪發(fā)電機組。該機組自開車以來，運行中發(fā)生了數(shù)次循環(huán)水串入凝水系統(tǒng)的事故，2014年11月17日發(fā)生了第一次串水事故，凝汽器真空降低，熱井液位升高，凝水水質(zhì)惡化；之后，2015年1月27日和28日又分別發(fā)生了2次串水事故。

當12MW汽輪發(fā)電機發(fā)生串水事故后，汽機循環(huán)水會串入汽機凝結(jié)水系統(tǒng)，而汽機循環(huán)水的水質(zhì)與凝結(jié)水的水質(zhì)差別非常大，循環(huán)水屬于劣質(zhì)水，當其進入凝水系統(tǒng)后，會進入除氧器，進而被送到全廠各個崗位，使各崗位的重要設(shè)備受到一定程度的破壞，尤其是對于鍋爐，水質(zhì)的劣化將使其使用壽命明顯縮短，且有可能發(fā)生一些不可預(yù)測的事故。

4.2 串水原因

筆者用事故樹法分析串水的原因（見圖1）。

經(jīng)過分析可知，串水的主要原因是：射水泵進、出口管道設(shè)計不合理導致射水泵出水壓力低。現(xiàn)在對12MW汽輪發(fā)電機射水泵出口壓力低的問題進行分析。

射水泵銘牌額定流量：105m3/h，揚程：44m；射水抽氣器工作流量：105m3/h，工作壓力：0.39MPa。

問題：射水泵出口壓力只有0.22MPa，打不上壓，造成射水抽氣器不能正常工作，循環(huán)水通過射水抽氣器倒灌入凝汽器中。

射水泵吸入管路直徑為DN100，出口管路直徑為DN150，射水泵出口與射水抽氣器入口相連，射水抽氣器入口管徑為DN200。

經(jīng)分析可知，12MW汽輪發(fā)電機射水泵出口壓力低的原因主要有以下幾方面。①射水泵的出口管道比吸入管道的管徑大造成的。②在射水泵的吸入管路上，裝有循環(huán)水過濾器和一道截止閥，可能是過濾器被堵造成的。③根據(jù)泵特性曲線來說，當泵出口壓力低時，可能是管路中的水流量過大造成的，可通過調(diào)節(jié)泵出口閥來調(diào)節(jié)泵的出口壓力（因為管阻過小造成的），可以使用流量計測量管道流量看是否超過泵額定流量。④按泵額定流量計算，泵的進口管線流速為3.79m/s。通過查閱《泵的系統(tǒng)特性計算和設(shè)備相對安裝高度的確定》（HGT 20570 5—1995）可知，當水溫為常溫時，離心泵吸入管的流速建議為1.5～2m/s；當水溫為70～110℃時，流速建議為0.5～1.5m/s，現(xiàn)運行速度遠遠大于建議值。因此，泵打不上壓的原因可能是泵入口管道太細，流速過大，而泵入口管道上有濾水器，使得泵入口管道阻力下降過大。

綜上所述，射水泵入口管道過細引起射水泵運行時給水壓力過低，引起射水抽氣器工作效率下降，射水抽氣器抽吸壓力過高，容易引起射水箱循環(huán)水倒入凝結(jié)水系統(tǒng)中。

4.3 改造措施及結(jié)果

技術(shù)部門對射水泵進口管道進行改造，將目前的DN100管道變更為DN150管道。經(jīng)過計算可知，入口管道變更為DN150后，入口流速為1.65m/s，滿足規(guī)范要求。改造前射水泵的參數(shù)對比見表1。

從表1可知，經(jīng)過2015年5月中對12MW汽輪發(fā)電機射水泵進口管道的改造，射水泵在單臺運行時的數(shù)據(jù)有了明顯改善。

5 結(jié)語

通過對12MW汽輪發(fā)電機射水泵入口管道進行改造，明顯改善了射水抽氣器的運行狀態(tài)，使12MW汽輪發(fā)電機在單臺射水泵運行的情況下能夠穩(wěn)定運行，不發(fā)生串水事故，保證了整個系統(tǒng)中水介質(zhì)不會發(fā)生互串，從而保證機組整體系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

參考文獻：

[1]車富生.射水泵振動原因分析及解決措施[J].化工管理，2016（24）：165.