600MW 超臨界機(jī)組凝結(jié)水系統(tǒng)泄漏事件的原因分析與處理

尹中誠(chéng) 鐘振坤 邱輝球 劉紅亮

（廣東珠海金灣發(fā)電有限公司，廣東 珠海519050）

隨著發(fā)電機(jī)組自動(dòng)化程度的不斷提高，大容量機(jī)組對(duì)于汽水品質(zhì)的要求也逐步提高，所以凝結(jié)水的情況對(duì)于機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性也有著重要的影響。因此在機(jī)組運(yùn)行中，相關(guān)人員要時(shí)刻注意凝結(jié)水系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)和運(yùn)行狀況，而凝結(jié)水系統(tǒng)的繁雜性也增大了處理問題的難度。本文針對(duì)某電廠一起凝結(jié)水泵系統(tǒng)泄漏引起的機(jī)組問題進(jìn)行闡述，為同類機(jī)組處理相關(guān)問題提供參考。

1 機(jī)組概況

某火電機(jī)組為600MW 超臨界機(jī)組，汽輪機(jī)為上海汽輪機(jī)有限公司生產(chǎn)，型號(hào)N600-24.2/566/566，該汽輪機(jī)形式為超臨界、三缸四排汽、一次中間再熱、雙背壓、凝汽式、單軸。凝結(jié)水系統(tǒng)配置兩臺(tái)凝結(jié)水泵，容量都是100%并且改造增設(shè)了凝泵變頻器，凝結(jié)水泵運(yùn)行中設(shè)計(jì)為一臺(tái)運(yùn)行一臺(tái)備用，水泵形式為多級(jí)離心筒袋泵。每臺(tái)機(jī)組配置四臺(tái)水環(huán)式真空泵，正常運(yùn)行時(shí)候兩臺(tái)運(yùn)行兩臺(tái)備用。

2 異常發(fā)生情況

機(jī)組運(yùn)行人員在監(jiān)盤中于2019 年1 月13 日當(dāng)天發(fā)現(xiàn)12點(diǎn)左右，機(jī)組負(fù)荷300MW 穩(wěn)定，絕對(duì)真空值突然下降，下降幅度有1KPa 左右，真空下降后排查真空泵運(yùn)行情況無異常。然后真空穩(wěn)定在當(dāng)前值，當(dāng)日16 時(shí)05 分啟動(dòng)一臺(tái)備用真空泵后，真空度略有提升，巡視人員就地檢查真空泵的狀態(tài)，也沒有發(fā)現(xiàn)真空泵參數(shù)有異常，之后停運(yùn)備用真空泵，機(jī)組真空度又恢復(fù)到了原先的數(shù)值。

當(dāng)日17 時(shí)45 分的時(shí)候，機(jī)組隨AGC 指令開始增加負(fù)荷，在加負(fù)荷過程發(fā)現(xiàn)兩側(cè)凝汽器真空均略有好轉(zhuǎn)，根據(jù)該現(xiàn)象結(jié)合平時(shí)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)判斷可能是低負(fù)荷階段軸封汽壓比較低，密封性收到影響的原因，或者是低負(fù)荷階段為負(fù)壓區(qū)域、高負(fù)荷階段為正壓區(qū)域的汽輪機(jī)管閥有漏，導(dǎo)致低負(fù)荷段真空較高負(fù)荷真空差。

具體真空度變化如表1 所示。

當(dāng)日18 時(shí)，機(jī)組收到指令負(fù)荷加到450MW，此時(shí)4B 凝泵變頻率輸出已達(dá)到100%，但是凝結(jié)水流量只有達(dá)到920t/h，而凝汽器水位上漲至220mm，除氧器水位仍在下降直至-720mm，初步判斷4B 凝泵工作異常（DCS 畫面如圖1），運(yùn)行人員立即通知巡檢到就地檢查，同時(shí)通知相關(guān)專業(yè)檢修到場(chǎng)。

表1 凝汽器真空參數(shù)變化

圖1 DCS 運(yùn)行畫面

3 異常原因分析與處理過程

3.1 原因分析

運(yùn)行人員巡視現(xiàn)場(chǎng)情況，發(fā)現(xiàn)4B 凝泵工作聲音沉悶，噪音很大，于是DCS 遠(yuǎn)方啟動(dòng)4A 凝泵并列運(yùn)行。4A 凝泵啟動(dòng)后電流、壓力及母管流量正常，但是很快電流下降至86.5A 左右，凝結(jié)水母管壓力只有1.5MPa，兩臺(tái)凝泵進(jìn)口濾網(wǎng)差壓分別為0、7KPa，凝結(jié)水流量尚能滿足450MW 的要求，但凝結(jié)水母管壓力嚴(yán)重偏低，說明凝結(jié)水泵內(nèi)部存在著嚴(yán)重的汽蝕現(xiàn)象。

然后根據(jù)機(jī)組情況，相關(guān)人員仔細(xì)檢查DCS 曲線，查看曲線中發(fā)現(xiàn)凝結(jié)水的溶解氧及高加疏水的溶解氧是從中午凝汽器真空下降后逐步提高，由此推測(cè)較大可能是凝結(jié)水系統(tǒng)中有地方出現(xiàn)了泄露情況。

3.2 查找過程

為了查找泄露的位置，工作人員先通知巡檢及汽機(jī)檢修加強(qiáng)對(duì)熱井水位計(jì)、凝汽器檢漏裝置、凝結(jié)水進(jìn)口濾網(wǎng)端蓋等凝結(jié)水系統(tǒng)容易出現(xiàn)泄露的地方進(jìn)行檢查，為此運(yùn)行人員與檢修外包隊(duì)通過管路溫度判斷法，利用肥皂水檢測(cè)漏法等多種方式對(duì)懷疑處進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)施上述方法進(jìn)行檢測(cè)后均未發(fā)現(xiàn)凝結(jié)水系統(tǒng)異常的地方。

另外考慮到近段時(shí)間該機(jī)組凝汽器內(nèi)側(cè)鈦管有泄漏情況發(fā)生過的事例，考慮到凝結(jié)水電導(dǎo)率及鈉含量參數(shù)均比較高，于是機(jī)組檢修人員在循環(huán)水進(jìn)口加了大量的木糠來進(jìn)行檢測(cè)鈦管泄漏的情況，經(jīng)過一段時(shí)間觀測(cè)也暫未發(fā)現(xiàn)鈦管泄漏的跡象。運(yùn)行人員在凝結(jié)水系統(tǒng)暫未發(fā)現(xiàn)異常的情況下，并且結(jié)合檢修現(xiàn)場(chǎng)匯報(bào)的情況，一邊繼續(xù)查找凝結(jié)水系統(tǒng)的泄漏點(diǎn)，同時(shí)進(jìn)行凝結(jié)水進(jìn)口濾網(wǎng)可能有堵的故障預(yù)處理，機(jī)組當(dāng)值值長(zhǎng)下令該機(jī)組減負(fù)荷至300MW，然后對(duì)凝汽器循環(huán)水內(nèi)側(cè)進(jìn)行隔離觀察，通知化學(xué)專業(yè)人工化驗(yàn)?zāi)Y(jié)水水質(zhì)。

考慮到負(fù)荷穩(wěn)定以及4B 凝泵工作參數(shù)正常的情況下，停運(yùn)4A 凝泵并且通知汽機(jī)專業(yè)進(jìn)廠進(jìn)行事故處理。運(yùn)行和檢修相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員對(duì)接下來方案進(jìn)行討論，檢修提出4A 凝泵系統(tǒng)可能存在機(jī)封不嚴(yán)密故障，建議隔離4A 凝泵進(jìn)行檢查，但是運(yùn)行人員考慮到4A 凝泵啟動(dòng)后凝結(jié)水流量沒有明顯改善，在故障原因未明確的情況下貿(mào)然單泵運(yùn)行，會(huì)給系統(tǒng)造成較大的風(fēng)險(xiǎn)，經(jīng)過慎重的思考，決定暫時(shí)不進(jìn)行隔離操作。

于是相關(guān)專業(yè)對(duì)機(jī)組參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析，根據(jù)凝結(jié)水、除氧器、給水含氧量高，凝泵運(yùn)行異常，凝汽器真空下降不明顯等現(xiàn)象，逐漸將排查重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到可能直接漏空氣到熱井水中的方向上，各個(gè)參數(shù)曲線如下圖2 所示（各個(gè)曲線含義按照順序?yàn)椋簷C(jī)組負(fù)荷、凝汽器水位、凝結(jié)水流量、凝結(jié)水泵變頻率、B 凝結(jié)水泵電流、A 凝結(jié)水泵電流、凝結(jié)水母管壓力）。

圖2 機(jī)組相關(guān)參數(shù)曲線1

在當(dāng)日21 時(shí)00 分的時(shí)候，機(jī)組AGC 來指令要求加負(fù)荷至500MW，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷加至400MW 的時(shí)候，除氧器上水接近1000t/h，先前凝泵的異?，F(xiàn)象再次出現(xiàn)，除氧器水位無法維持，持續(xù)下降。于是馬上退出AGC 減負(fù)荷至300MW，巡檢就地檢查報(bào)告凝泵運(yùn)行聲音再次出現(xiàn)異常，負(fù)荷到300MW 后聲音恢復(fù)正常。由此根據(jù)以上的其他排查結(jié)果，進(jìn)一步將問題縮小到凝泵的范圍，決定將相關(guān)人員集中力量對(duì)凝泵的相關(guān)設(shè)備管道進(jìn)行密集排查，最終在22 時(shí)15 分的時(shí)候運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)4B 凝泵進(jìn)口濾網(wǎng)差壓取樣管斷裂，測(cè)試發(fā)現(xiàn)有吸氣現(xiàn)象，如下圖3 所示，于是馬上通知檢修進(jìn)行封堵。

3.3 處理結(jié)果

查找到斷裂處后，檢修于22 時(shí)50 分封堵完畢，運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)封堵完成后機(jī)組真空上升約0.5kPa，機(jī)組4B 凝泵也恢復(fù)到正常工作狀態(tài)，說明凝泵差壓取樣管道斷裂就是問題所在，具體參數(shù)曲線如下圖4 所示（各個(gè)曲線含義按照順序?yàn)椋簷C(jī)組負(fù)荷、凝汽器水位、凝結(jié)水流量、凝結(jié)水泵變頻率、B 凝結(jié)水泵電流、A 凝結(jié)水泵電流、凝結(jié)水母管壓力）。

圖3 凝泵差壓取樣管道斷裂情況圖

圖4 機(jī)組參數(shù)曲線2

4 結(jié)論

本文闡述了一起因?yàn)槟Y(jié)水泵差壓管道斷裂導(dǎo)致的凝結(jié)水系統(tǒng)空氣漏人的情況，該情況的發(fā)生最先導(dǎo)致真空下降，隨后出現(xiàn)凝結(jié)水泵的異常運(yùn)行，對(duì)機(jī)組負(fù)荷的增加限制很大，如果操作不當(dāng)甚至?xí)饳C(jī)組停機(jī)。

由本次事件可以得知，對(duì)于該類問題發(fā)生時(shí)，不僅需要考慮主運(yùn)行管路和設(shè)備問題還要顧及取樣等輔助管道和設(shè)備的情況，另外由于這些設(shè)備較多處于較為昏暗隱蔽的地點(diǎn)，難以察覺，因此更加需要定期進(jìn)行巡查和維護(hù)。此外，本次事件還說明了凝結(jié)水溶氧量的變化，有時(shí)候也會(huì)是凝結(jié)水系統(tǒng)負(fù)壓段漏人空氣所導(dǎo)致，此次處理過程為今后同類問題的分析提供了有效的經(jīng)驗(yàn)。