閉式水系統(tǒng)竄入壓縮空氣異常分析及建議

摘

要：閉式水系統(tǒng)為發(fā)電廠輔機設備提供機械密封及冷卻水源，可減少設備的腐蝕和污染，保證設備有較高的傳熱效率，提高設備的可靠性?，F(xiàn)針對一次閉式水系統(tǒng)的異常，在系統(tǒng)分析各種原因的基礎(chǔ)上，深入排查系統(tǒng)故障并使系統(tǒng)參數(shù)恢復正常。最后，給出了異?，F(xiàn)象的運行注意事項及改進建議，以期保障機組安全運行。關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠；閉式水系統(tǒng)；異常處理0

引言閉式水系統(tǒng)為部分輔機設備提供機械密封及冷卻水源，是保障設備穩(wěn)定工作的必要條件。一旦閉式水系統(tǒng)出現(xiàn)故障，會造成設備的腐蝕和污染，并降低傳熱效率，必須及時發(fā)現(xiàn)并排除故障。壓縮空氣進入閉式水系統(tǒng)的早期，關(guān)鍵參數(shù)可能未超過規(guī)定閾值，但結(jié)合運維檢測記錄及異?，F(xiàn)象分析，即可對設備當前狀態(tài)做出評估并對潛在風險進行預判，這對運維工作具有重要意義。1

設備簡述及事件概況某330

MW機組閉式水系統(tǒng)有化學除鹽水和本機凝結(jié)水兩路補充水源，正常運行方式下，由化學除鹽水補水至位于標高18m的10m3閉式水膨脹水箱，經(jīng)兩臺100%容量的單級雙吸離心泵提壓后向用戶供冷卻水源；本機凝結(jié)水為系統(tǒng)備用水源。整個系統(tǒng)如圖1所示，基本流程可表述為：化學除鹽水→閉式水膨脹水箱→閉式水泵→閉式水冷卻器→用戶→閉式水泵。某日監(jiān)盤人員發(fā)現(xiàn)發(fā)電機冷氫溫度偏差逐漸增大，對氫冷器冷卻水放氣時發(fā)現(xiàn)排氣量明顯增大，同時化驗人員發(fā)現(xiàn)閉式水電導率較往常有明顯增大，查閱運行記錄，發(fā)現(xiàn)閉式水泵電機電流和系統(tǒng)壓力均無明顯波動，系統(tǒng)異常前后水質(zhì)主要監(jiān)視參數(shù)如表1所示。2

原因分析及排查過程從異?，F(xiàn)象來看，在補充水水質(zhì)無明顯變化的情況下，閉式水電導率明顯增大，說明有雜質(zhì)滲入系統(tǒng)中。氫冷器放氣門處排氣明顯增大，說明可能是由于某種氣體進入系統(tǒng)。大量現(xiàn)場經(jīng)驗表明，閉式水水質(zhì)變差會導致污垢在機械密封處積累，引起軸承溫度升高，甚至燒壞軸承；閉式水進入氣體會導致閉式水泵氣化、輔機溫度失去控制，最終威脅機組運行安全，因此必須及時進行排查。2.1

閉式水系統(tǒng)異常閉式水膨脹水箱水位過低，空氣進入閉式水系統(tǒng)。閉式水膨脹水箱可以消除水的流量波動及熱膨脹，最終使系統(tǒng)壓力維持穩(wěn)定。若補水系統(tǒng)因發(fā)生故障而無法滿足用水要求，或閉式水系統(tǒng)出現(xiàn)嚴重泄漏，水位降到安全水位以下，空氣會通過水箱頂部排氣管道進入系統(tǒng)。運維人員檢查膨脹水箱就地水位計與DCS水位曲線均在正常范圍內(nèi)，補水系統(tǒng)未發(fā)現(xiàn)異常，冷卻水系統(tǒng)也沒有明顯外漏現(xiàn)象。2.2

輔機油系統(tǒng)泄漏油系統(tǒng)冷卻器破損，油進入閉式水系統(tǒng)。閉式水是輔機油系統(tǒng)的冷卻介質(zhì)，包括送、引風機油系統(tǒng)和密封油系統(tǒng)等。通常，閉式水壓小于油壓。一旦冷卻器出現(xiàn)磨損，油將進入閉式水系統(tǒng)并導致水質(zhì)變差。運維人員對閉式水放水，未發(fā)現(xiàn)水中有油污現(xiàn)象，且對所有油系統(tǒng)檢查油位均無明顯變化。2.3

系統(tǒng)有異動導致水質(zhì)被污染若系統(tǒng)由于改造、檢修或誤操作導致其與相鄰系統(tǒng)連接的閥門被打開，而相鄰系統(tǒng)壓力高于閉式水系統(tǒng)壓力，介質(zhì)將會進入閉式水系統(tǒng)并對水質(zhì)造成污染。新用戶投運時系統(tǒng)放氣不徹底，系統(tǒng)內(nèi)氣體會跟隨閉式水流動，水流存在大量的氣泡，會形成很高的局部壓力，引起管路振蕩，激起管壁積累的臟污，氣體逐漸在氫冷器累積，導致冷氫溫度異常。運維人員對現(xiàn)場工作及異動進行梳理，未發(fā)現(xiàn)異常且管路閥門開閉正確。2.4

氫氣系統(tǒng)泄漏氫氣可能由兩處進入閉式水系統(tǒng)，一處是吸附式氫氣干燥器的冷卻系統(tǒng)，吸附式氫氣干燥器以閉式水作為冷卻介質(zhì)，氫氣可通過換熱器進入閉式水系統(tǒng)；另一處是發(fā)電機氫冷器，其位置較高，此處氫壓大于水壓，氫冷器泄漏，會導致氫氣進入閉式水系統(tǒng)。通過對放出的氣體進行檢測，發(fā)現(xiàn)氣體并不是氫氣，且氫氣系統(tǒng)壓力及漏氫量均無明顯變化。2.5

壓縮空氣系統(tǒng)泄漏空壓機冷卻器破損，壓縮空氣泄漏。該廠采用雙螺桿式空氣壓縮機，閉式水作為壓縮空氣和工作油的冷卻介質(zhì)，正常工作時冷卻器中的氣體壓力維持在0.7MPa左右，若空壓機冷卻器破損，壓縮空氣會進入閉式水系統(tǒng)。按照順序停運空壓機并將冷卻系統(tǒng)隔離，發(fā)現(xiàn)隔離#3空壓機后閉式水系統(tǒng)氣體含量明顯減少，據(jù)此基本可以認為#3空壓機存在漏點。將#3空壓機管殼式冷卻器解體檢查，發(fā)現(xiàn)薄壁銅管存在明顯腐蝕的破損點。檢修人員對漏點進行處理后恢復備用，排盡系統(tǒng)內(nèi)殘留空氣，并重新?lián)Q水后系統(tǒng)恢復正常。3

異常排查經(jīng)驗閉式水系統(tǒng)作為主要的冷卻介質(zhì)，對水質(zhì)要求較高，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)異常，不僅影響其冷卻效果，還會威脅設備安全，甚至造成軸瓦燒損、機組被迫停運等惡性事件。氣體在氫冷器內(nèi)部聚集，會導致冷氫溫度劇烈波動，可能造成氫冷器銅管破損泄漏或發(fā)電機機座變形而產(chǎn)生劇烈振動。因此，必須重視閉式水系統(tǒng)的水質(zhì)。發(fā)現(xiàn)閉式水系統(tǒng)異常應立即組織排查。首先要檢查系統(tǒng)壓力是否正常，水中是否含有氣體或油污。若水質(zhì)不合格，應盡快換水；若水中含有氣體，應立即排放干凈系統(tǒng)內(nèi)氣體，并盡可能確定氣體成分，再結(jié)合現(xiàn)象查找原因。閉式水系統(tǒng)進入空氣通常會引起冷氫溫度波動。氫冷器一般位置較高，是閉式水用戶的最高點，系統(tǒng)進入氣體后，首先會聚集在氫冷器，造成冷氫溫度異常，本例由于及時發(fā)現(xiàn)冷氫溫度異常，及時準確排查異常而避免了事故擴大。故障初期現(xiàn)象不明顯，但結(jié)合經(jīng)驗對多種現(xiàn)象進行綜合分析，可以快速找到問題所在。4

運行注意事項及改進建議閉式水系統(tǒng)運行期間要加強系統(tǒng)參數(shù)及水質(zhì)監(jiān)視。水箱盡量保持在高水位，避免系統(tǒng)水溫大幅波動，定期打開系統(tǒng)放氣門進行排氣。新投運系統(tǒng)或系統(tǒng)檢修后投運時應進行注水排空氣，在空壓機等易故障系統(tǒng)回水管路加裝觀察窗，加強水流檢測，一旦發(fā)現(xiàn)空壓機冷卻器有漏點，應立即進行專業(yè)修復或更換冷卻器。對輔機設備的熱交換器定期檢查并做壓力試驗，在空壓機