閉式冷卻水系統大量空氣進入的異常分析

盧泓樾

（浙江浙能蘭溪發電有限責任公司，浙江蘭溪321100）

閉式冷卻水系統大量空氣進入的異常分析

盧泓樾

（浙江浙能蘭溪發電有限責任公司，浙江蘭溪321100）

熱力發電廠閉式冷卻水系統是一個重要且龐大的系統，為機組輔助設備提供冷卻水源，以保證輔助設備及分系統的正常運行。某機組閉式冷卻水系統曾發生大量空氣竄入現象，導致該系統的閉式冷卻水泵工作失常，為此對故障原因進行了詳細的排查，找出了輸灰空壓機后冷卻器的冷卻水銅管破裂的故障點，解決了空氣竄入的問題。

閉式冷卻水；竄入空氣；空壓機后冷卻器

1 故障現象

某機組配有1套閉式冷卻水系統，包括2臺100%容量的閉式冷卻水泵（單級離心泵）、2臺100%容量的閉式水冷卻器、1只20 m3的閉式冷卻水箱以及相應管路、閥門等。系統基本流程為：除鹽水→閉式冷卻水箱→閉式冷卻水泵→閉式水冷卻器→閉式冷卻水用戶→閉式冷卻水泵。閉式水在其冷卻器出口經電動蝶閥合成一路后，經帶旁路的電動調節閥向各輔助設備的冷卻器提供冷卻水。

某日8∶30發現2A閉式冷卻水泵電流晃動且逐漸增大，同時閉式冷卻水泵出口壓力、閉式冷卻水母管壓力晃動也不斷增大。現場檢查發現：氫氣干燥裝置的冷卻水回水觀察窗內有氣泡，且開啟2B閉式冷卻水泵泵體放氣閥有氣體放出。9∶06 2A閉式冷卻水泵電流最高至214 A，9∶07電流最低至172 A，而該系統正常運行時閉式冷卻水泵電流192 A左右。9∶10 2B閉式冷水泵泵體放氣閥處放出的氣量逐漸增多。9∶12為保證2A閉式冷卻水泵的正常運行，將2B閉式冷卻水泵泵體放氣閥常開，此后2A閉式冷卻水泵電流穩定在204 A左右。

根據上述現象可以判斷是閉式冷卻水系統中竄入了大量的氣體，由于該系統是一個正壓系統，要在系統中竄入氣體則不可能是漏入的，應是外部有壓氣體進入。

2 原因分析

2.1 閉式冷卻水系統水箱水位低

閉式冷卻水的水箱作為緩沖水箱，用以調節系統中流量的波動和吸收水的熱膨脹。當漏水導致在該系統中循環的水量不足，同時閉式冷卻水的水箱內又沒有足夠量的水來補充時，將會導致系統內進入空氣。但現場檢查冷卻水水箱水位正常且泵體進口管路上的閥門狀態正確。

2.2 系統中管路誤接

若有壓氣體（如壓縮空氣等）誤接入閉式冷卻水系統，當氣體壓力大于水系統的壓力時，則該氣體將會進入閉式冷卻水系統。通過對現場的仔細檢查未發現有管路誤接的現象，且現場管路閥門狀態正確。

2.3 氫氣干燥裝置中冷卻水管路破裂

氫氣干燥裝置采用BAC-50吸附式氫氣干燥器，這個裝置中的冷卻水是由閉式冷卻水來提供的，當該冷卻器的水路破裂時將導致大量氫氣進入冷卻水中。現場用測氫儀在備用閉式冷卻水泵放氣閥處測量未發現有氫氣存在，同時發電機內的氫氣壓力未發生異常下降，且隔離該系統后閉式冷卻水系統氣體也未見減少。

2.4 等離子裝置的陰陽極頭破裂

等離子發生器由線圈、陰極、陽極等組成，等離子載體為壓縮空氣，均采用水冷冷卻方式，以承受電弧的高溫沖擊，而這個冷卻水是由閉式冷卻水經等離子裝置專用升壓泵升壓后提供。

如圖1所示，當陰極頭或陽極頭破裂時，若冷卻水壓力比載體風壓力小則載體風就會進入冷卻水系統。而實際上等離子冷卻水的壓力在0.5 MPa左右，而載體風壓力只有0.01 MPa左右，因此冷卻水壓力遠遠大于載體風壓力，所以不會發生載體風漏入冷卻水中的現象。且隔離等離子裝置后，閉式冷卻水系統氣體未見減少，故該假設排除。

圖1 等離子發生器結構

2.5 冷干機蒸發器內冷媒管道和冷凝器內冷卻水管道同時破裂

冷干機對壓縮空氣進行凈化處理，如2圖所示，當蒸發器內冷媒管道和冷凝器內冷卻水管道同時破裂，將導致壓縮空氣經冷媒管道進入冷凝器從而進入閉式冷卻水系統。對冷干機分別隔離處理后，閉式冷卻水系統的氣體未見減少，故冷干機故障的假設也被排除。

2.6 空壓機冷卻水管道破裂

圖3為空壓機冷卻管路。大氣中的空氣進入空壓機主機被加壓進入油氣分離器，經過油氣分離后壓縮空氣進入后冷卻器冷卻，再經水分離器進入壓縮空氣系統。油分離器分離出來的油經油冷卻器重新進入空壓機主機循環工作。油冷卻器和后冷卻器的冷卻水都是由閉式冷卻水提供。如果油冷卻器中的冷卻水管道破裂，將導致空壓機內大量的油、氣進入閉式冷卻水系統；后冷卻器的冷卻水管道破裂將導致大量空氣進入冷卻水系統。對公用系統的空壓機逐一停運，隔離其冷卻水后，閉式冷卻水系統的氣體未見減少。

對輸灰壓縮空氣系統停運隔離，機組閉式冷卻水系統排出的空氣量明顯減少，可以確定原因就在輸灰壓縮空氣系統中。依次關閉01A，01B，01C這3臺輸灰空壓機和冷干機冷卻水的進出口隔離閥，拆開隔離閥至空壓機和冷干機的法蘭，利用空壓機或冷干機內壓縮空氣的殘壓來檢測管路是否泄漏。當拆卸01C輸灰空壓機法蘭時有氣體噴出，因此可以確定導致機組閉式冷卻水系統大量進氣的原因是01C輸灰空壓機后冷卻器的冷卻水銅管破裂。

而恢復01A輸灰空壓機和冷干機運行時又有氣體進入閉式冷卻水系統，分析原因如下：同時把5套輸灰壓縮空氣系統停運隔離其冷卻水后，在閉式冷卻水系統內還有大量的空氣未能排出而聚集在某處，當01A輸灰空壓機和冷干機啟動后冷卻水又重新流動起來了，把大量聚集的氣體帶入閉式冷卻水泵處，所以在啟動01A空壓機和冷干機后就會有大量氣體放出。

圖2 冷干機蒸發器內部管道系統

3 經驗與建議

機組的閉式冷卻水系統是一個非常重要的輔助系統，一旦系統出現異常將導致機組的主要輔助設備損壞或機組被迫緊急停運，甚至造成主設備損壞的惡性事件發生。以這次機組閉式冷卻水系統進入大量空氣為例，當發現B閉式冷卻水泵電流和出口壓力及系統母管壓力出現不正常的晃動時，應立即分析發生該現象可能的原因。

首先要排除閉式冷卻水箱水位是否過低，泵自身是否有故障，其次要排除是否自動調節系統發生異常。當排除了這2個原因后，應考慮系統內可能進入了空氣，對系統進行放氣檢查，若有氣體則說明外部有壓氣體進入系統，這時要在保證系統正常運行的前提下，盡量排放進入系統的氣體，然后再逐一排查各個可能的原因，最終確定故障點。

輸灰壓縮空氣系統相對閉式冷卻水系統而言是一個次要的輔助系統，輸灰壓縮空氣系統短時間停運不會對機組造成威脅，而閉式冷卻水則一刻不能停運。輸灰壓縮空氣系統的冷卻水水質要求不高，建議可不接入閉式冷卻水，采用其他水源冷卻，如工業水等，以提高機組運行的安全性和穩定性。

圖3空壓機冷卻管路

[1]張良瑜，譚雪梅，王亞榮．泵與風機[M]．北京：中國電力出版社，2005.

（本文編輯：陸瑩）

下期要目

●GIS設備局部放電在線監測的抗干擾措施研究

●輸變電項目社會穩定風險分析及防范措施研究

●溪浙特高壓直流輸電工程交直流系統調試的安全技術措施研究

●大型工業負荷城市電網春節期間無功電壓控制策略

●凝結水泵變頻協調控制在節能改造中的應用

●面向多專業的智能變電站二次系統綜合仿真培訓平臺的設計

●聯合循環燃氣輪機低負荷運行模式探討與分析

●高壓加熱器在線檢修期間快速冷卻技術研究

●幾種濕法脫硫漿液氟化物的測定方法比較

●高壓電氣設備集中檢修管理新模式的實踐

Analysis on Abnormality of Closed Cooling Water System with Excess of Air

LU Hongyue
（Zhejiang Zheneng Lanxi Power Generation Co.，Ltd.，Lanxi Zhejiang 321100，China）

Closed cooling water system in thermal power plant is important and huge，providing cooling water for auxiliary equipment to enable auxiliary equipment and subsystem to run normally.There is excess of air in the closed cooling water system of some units，which resulted in abnormal operation of closed cooling water pump of the system.Therefore，causes for the failure are detected in detail.The cracked cooling water copper tube of the cooler behind air compressor for ash delivery is detected and air admission is stopped.

closed cooling water system；air admission；cooler behind air compressor

TK264.1

：B

：1007-1881（2014）11-0027-03

2014-09-11

盧泓樾（1981-），男，河北滄州人，工程師，從事發電廠運行管理工作。