開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)啟動方式的調(diào)整

代煒　李攀

摘 要：針對某濱海電站開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的特殊情況設(shè)計(jì)了兩種啟動運(yùn)行方案并對這兩種方案進(jìn)行安全性和可行性分析，最終采用先注水形成虹吸后再啟動的方式實(shí)現(xiàn)了循環(huán)水系統(tǒng)安全可靠地投運(yùn)。經(jīng)多次啟動和長時間運(yùn)行后此啟動運(yùn)行方式納入該電站運(yùn)行規(guī)程。

關(guān)鍵詞：開式 冷卻水 循環(huán)水系統(tǒng) 啟動方式 虹吸井 水室真空泵

中圖分類號：TB47 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）10（c）-0046-01

某島國新建濱海電站，該電站一期工程1×300 MW機(jī)組已于2010年投產(chǎn)發(fā)電。其鍋爐為哈爾濱鍋爐廠提供的亞臨界、一次中間再熱、直吹式煤粉爐，汽輪機(jī)為哈爾濱汽輪機(jī)有限公司提供的亞臨界、一次中間再熱、單軸、雙缸雙排汽凝汽式汽輪機(jī)，凝汽器為汽輪機(jī)廠配套的鈦管凝汽器、該機(jī)組凝汽器循環(huán)冷卻水設(shè)計(jì)為虹吸式海水開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，配套的循環(huán)冷卻水管道為大直徑玻璃鋼管。循環(huán)冷卻水管線長度超過500 m，排水口設(shè)虹吸井用以回收能量降低循環(huán)水泵水頭以降低循環(huán)水泵功耗，配備兩臺長沙水泵常生產(chǎn)的88LKXD-17 X型立式式斜流泵，揚(yáng)程為17 m、流量為8.15 m3/s、效率為87.4%，循環(huán)水泵出口設(shè)置有液動蝶閥，循環(huán)水泵入口前池設(shè)置有移動式清污機(jī)和旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)、循環(huán)水管道采用玻璃鋼管道。

由于循環(huán)水系統(tǒng)啟動失敗或因水錘造成管道、膨脹節(jié)損傷事故在國內(nèi)屢屢發(fā)生，而該機(jī)組循環(huán)冷卻水管線長且管道為分段連接的玻璃鋼管道，雖然該玻璃鋼管道耐海水腐蝕但是其材質(zhì)決定了其耐受變形的能力較差，由于現(xiàn)場管道填埋在沙地下，管道周圍全是沙粒，一旦發(fā)生泄漏循環(huán)水管道周圍將發(fā)生沙粒流失產(chǎn)生空洞，循環(huán)水管道周圍產(chǎn)生空洞后由于其管徑大在充滿水的情況下質(zhì)量更大，將使循環(huán)水管道加快破裂或斷裂，同時由于管道泄漏導(dǎo)致的水土流失可能會危急周圍的部分固定建筑基礎(chǔ)，而且海水的涌入也會導(dǎo)致附近區(qū)域地下水成分變化，影響相關(guān)區(qū)域的植被生長。盡管循環(huán)水管道的施工過程受到了嚴(yán)格的質(zhì)量監(jiān)督與監(jiān)控，管道填埋后也進(jìn)行了全面的內(nèi)部檢查和地表的沉降監(jiān)測，盡管循環(huán)水管道與凝汽器接口設(shè)置了膨脹節(jié)、管道沿程設(shè)置了排空氣閥，但是出于安全性與環(huán)保性考慮同時為保證調(diào)試和商業(yè)運(yùn)行期間循環(huán)水系統(tǒng)能安全啟動和穩(wěn)定運(yùn)行，特設(shè)計(jì)兩種投運(yùn)方案并對其進(jìn)行優(yōu)缺點(diǎn)分析論證而后投入實(shí)際應(yīng)用，兩種方案分別如下。

方案一：適當(dāng)注水或不注水直接啟動循環(huán)水泵，通過適當(dāng)開啟循環(huán)水泵出口蝶閥的方式向系統(tǒng)注水（此方式為常規(guī)采用的啟動方式），操作步序詳見圖1。

優(yōu)點(diǎn)是啟動過程簡單、節(jié)省啟動時間。

缺點(diǎn)是初次啟動時出口蝶閥開度暫無法確定，啟動過程中如果蝶閥中停開度過大將對系統(tǒng)造成較大沖擊可能造成膨脹節(jié)或循環(huán)水管道的損傷，如果蝶閥開度過小可能導(dǎo)致該立式斜流循環(huán)水泵啟動過電流跳閘導(dǎo)致啟動失敗。

方案二：先注水形成虹吸后啟動循環(huán)水泵，操作步序詳見圖2。

優(yōu)點(diǎn)是注水并預(yù)先形成虹吸的情況下啟動循環(huán)水泵對循環(huán)水管道及系統(tǒng)沖擊小，循環(huán)水泵的損傷小、啟動過程安全；采用預(yù)先建立虹吸的目的在于該循環(huán)水泵為斜流泵揚(yáng)程17 m，且循環(huán)水泵的安裝高度在海平面以下同時凝汽器位置又較高且凝汽器循環(huán)水排水側(cè)設(shè)置有虹吸井，如果不預(yù)先建立虹吸可能會導(dǎo)致凝汽器水側(cè)的空氣無法及時排出，導(dǎo)致發(fā)生氣塞現(xiàn)象，可能導(dǎo)致啟動時循環(huán)水系統(tǒng)不過水或過水量很小導(dǎo)致啟動失敗。

缺點(diǎn)是啟動前凝汽器循環(huán)水進(jìn)、出水管道和虹吸井以及凝汽器水側(cè)需充滿水并建立虹吸，這導(dǎo)致系統(tǒng)注水時間長，啟動過程操作略顯復(fù)雜，操作步序較多。

在經(jīng)過設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、業(yè)主、總包、調(diào)試各方共同討論并分析了相關(guān)利弊后，循環(huán)水系統(tǒng)啟動方式采用方案二執(zhí)行，啟動過程嚴(yán)格按照方案二設(shè)計(jì)步序進(jìn)行啟動并獲得了一次性成功，在后續(xù)調(diào)試和商業(yè)運(yùn)行過程中仍多次按此方式啟動循環(huán)水系統(tǒng)該系統(tǒng)也運(yùn)行至今無異常、循環(huán)水管道附近地表沉降無異常也證明該啟動方案對該系統(tǒng)是安全可靠的，并已納入該廠啟動運(yùn)行規(guī)程中。實(shí)踐證明根據(jù)現(xiàn)場設(shè)計(jì)、安裝以及設(shè)備情況針對性地調(diào)整啟動方式是十分必要的，對于新建機(jī)組的安全可靠順利地投運(yùn)大有裨益，本文僅針對該電站循環(huán)水系統(tǒng)的特殊情況進(jìn)行了啟動方案的調(diào)整，對于其它電站循環(huán)水系統(tǒng)的啟動方式本文僅起拋磚引玉的作用。