火力发电厂闭式冷却水系统膨胀水箱溢流原因分析

安健雄

(宁夏京能宁东发电有限责任公司，宁夏 银川 750001)

1 火力发电厂闭式冷却水系统概述

大型火力发电厂一般采用闭式冷却水系统对重要辅机设备进行冷却，该系统使用除盐水，闭式循环。某火力发电厂闭式水系统为单元制设置，每台机组拥有独立的系统，系统补水来自除盐水;系统设置1个高位膨胀水箱，用来稳定系统压力，水箱规格为2880 mm×1 860 mm×2 000 mm(长 ×宽 ×高)。闭式冷却水用户如下:密封油冷却器;定子冷却水冷却器;氢冷器;氢气干燥器冷却水;真空泵补水;EH油冷油器;空气压缩机冷却水;0 m化学取样冷却水;7.1 m化学取样冷却水;汽泵前置泵轴承冷却水;汽泵前置泵端部腔室冷却水;汽泵机械密封循环液冷却水;汽泵端部腔室冷却水;磨煤机油站;一次风机油站;送风机油站。

自2011年10月以来，该厂#1机组闭式水膨胀水箱始终处于溢流状态，同时机组补水率在0.8%以上，该厂要求机组补水率降至0.5%以下。下面对该电厂闭式冷却水膨胀水箱溢流的问题进行分析。

2 闭式冷却水系统膨胀水箱溢流原因分析

由于闭式冷却水水质变化能直接反映漏入系统的物质来源，因此对一段时期内闭式水水质变化趋势进行了统计分析。2011-06—2012-01，#1机组闭式冷却水水质及加药次数变化如图1所示。

由图1可知，2011年10月份以来，闭式冷却水电导率明显下降，维持闭式冷却水pH值的加药次数明显减少，2011年12月仅加药1次，而闭式冷却水pH值始终维持在正常值(9.5)以上。由此可知，漏入系统的物质为给水或凝结水。

图1 #1机组闭式冷却水水质及加药次数变化

3 闭式冷却水系统膨胀水箱溢流原因确认

为了避免遗漏，对可能造成膨胀水箱溢流的用户进行了排查，具体过程及方法如下:

(1)发电机定子冷却水冷却器泄漏的检查。对定子冷却水冷却器进行切换，完全隔离备用定子冷却水冷却器，观察膨胀水箱水位变化趋势。通过以上方法确认定子冷却水冷却器无泄漏。

(2)空气压缩机冷却水系统的检查。由于压缩空气系统为公用系统，空气压缩机冷却水可分别由2台机组闭式水系统提供，因此，临机闭式冷却水可能通过空气压缩机冷却水系统漏入本台机组。观察该机组膨胀水箱水位上升趋势及临机膨胀水箱水位下降趋势发现:临机闭式冷却水系统膨胀水箱水位始终正常，系统补水量为0.67 t/d，而本机闭式冷却水膨胀水箱水位上升速度为73 mm/h，经计算漏入该机的系统水量为9.36 t/d。以上数据表明，该机闭式水膨胀水箱水位上升并非临机系统冷却水漏入造成。

(3)真空泵补水系统的检查。真空泵补水有2路，一路为除盐水，另一路为闭式水。除盐水至真空泵补水压力一般维持在0.35 MPa左右，而闭式冷却水至真空泵补水压力为0.50 MPa，因此，不存在除盐水由真空泵补水系统串入闭式冷却水系统的可能。

(4)化学取样冷却器泄漏检查。对所有化学取样冷却器进行隔离，发现闭式冷却水膨胀水箱水位上升趋势未变化，因此，排除化学取样漏入闭式冷却水系统的可能。

(5)闭式冷却水膨胀水箱补水系统的检查。通过闭式冷却水膨胀水箱顶部人孔观察补水管道出口流水情况，发现闭式冷却水膨胀水箱补水系统无内漏。

(6)对汽泵前置泵、汽泵、电泵前置泵、电泵端部腔室以及机械密封循环液冷却器的检查。可通过检查水泵端部腔室冷却水回水温度、机械密封循环液冷却器冷却水回水温度，判断是否有高温、高压给水漏入闭式冷却水系统，因为存在泄漏时上述冷却器冷却水回水温度会异常升高。

对汽泵前置泵、汽泵、电泵、电泵前置泵端部腔室冷却水回水温度以及汽泵机械密封循环液冷却器冷却水回水温度进行测量统计，结果见表1。

表1 汽泵组、电泵组各冷却器回水温度测量统计

表1中的数据显示:汽泵前置泵自由端腔室冷却水回水温度偏高，均超过60℃，存在泄漏的可能。

4 膨胀水箱溢流原因进一步确认

根据机组运行中相关参数变化，进一步确认汽泵前置泵端部腔室泄漏。选取参数为膨胀水箱水位、膨胀水箱补水调整门开度、除氧器压力、除氧器水位等。选取以上参数的理由是:除氧器出口为汽泵前置泵，除氧器布置与膨胀水箱布置在同一标高，如果汽泵前置泵端部腔室发生泄漏，则除氧器压力、水位变化一定会对膨胀水箱水位产生影响。

分析某次机组停运过程中上述参数的变化趋势发现:停机过程中除氧器压力降低后，闭式水膨胀水箱水位同时下降，膨胀水箱补水调整门开启，这是除氧器压力降低导致泄漏量减小，膨胀水箱水位下降造成的;当除氧器压力略微回升后，膨胀水箱水位不再下降而是维持在一定值;当除氧器水完全放尽后，膨胀水箱水位明显下降，并且开始频繁补水以维持正常水位。由此确认，汽泵前置泵自由端腔室存在泄漏的可能性极大。

5 处理措施

通过分析、排查，最终确认造成机组补水率较高、闭式冷却水膨胀水箱水位长期处于溢流状态的原因为汽泵前置泵端部腔室泄漏。2012-07-16 T 11:00，该厂#12汽泵前置泵自由端腔室冷却水回水视窗突然大量漏水，同时膨胀水箱水位下降，立即停运#12汽泵组，关闭#12汽泵前置泵冷却水供回水门，但此时#12汽泵前置泵自由端冷却腔室冷却水回水视窗仍有大量高温水喷出，由此判断#12汽泵前置泵冷却腔室存在漏点。此次异常事件发生后，该厂利用一次机组停运检修机会将汽泵前置泵全部更换，汽泵前置泵材质由原来的 ZG45更换为ZG1Cr13Ni。机组再次启动后，机组补水率下降到0.5%以下，闭式冷却水膨胀水箱再未出现过溢流。

［1］GB/T 12145—2008，火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量［S］.

［2］郭立君，何川.泵与风机［M］.北京:中国电力出版社，2004.

［3］骆莉，卢记军.机械制造工艺基础［M］.武汉:华中科技大学出版社，2006.

［4］秦海霞.石化污水回用于电厂循环冷却水的技术探讨［J］.华电技术，2011，33(1):75-77.

［5］于新玉，周金全，秦海霞.城市中水回用于火电厂循环冷却水的设计方案［J］.华电技术，2010，32(7):67-70.

［6］吕鹏飞.循环水泵电机冷却水阀门检修［J］.华电技术，2010，32(3):62-63.