660 MW機(jī)組凝結(jié)水溶氧高的原因分析

尚子文

(華電新鄉(xiāng)發(fā)電有限公司，河南 新鄉(xiāng) 453635)

0 引言

凝結(jié)水溶氧是設(shè)備健康的重要化學(xué)指標(biāo)。在凝汽式機(jī)組的日常運(yùn)行中，凝汽器均保持在真空狀態(tài)。在與其連接的凝結(jié)水系統(tǒng)出現(xiàn)漏點(diǎn)或密封不嚴(yán)時，壓力會導(dǎo)致空氣的進(jìn)入，造成凝結(jié)水中溶氧量增加。停/備用凝結(jié)水泵、閥門等密封處都是比較常見的漏點(diǎn)。凝結(jié)水溶氧量超標(biāo)，會對凝結(jié)水管道、低壓加熱器銅管造成腐蝕，減少設(shè)備壽命，降低低壓加熱器的投入率，影響機(jī)組經(jīng)濟(jì)性。嚴(yán)重時，給水即使經(jīng)過除氧器的熱力除氧，溶氧仍會超標(biāo)，給水系統(tǒng)、鍋爐汽水系統(tǒng)乃至汽機(jī)本體造成腐蝕，直接危及機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定。因此，凝結(jié)水的溶解氧指標(biāo)必須得到重視。

某電廠2×660 MW機(jī)組凝汽器型號為N-40000-1，凝汽器為雙背壓、雙殼體、單流程、表面式、橫向布置，由低壓側(cè)的凝汽器A與高壓側(cè)凝汽器B組成，主要結(jié)構(gòu)由接頸、殼體、水室、排汽接管以及汽輪機(jī)旁路的第三級減溫減壓裝置等組成，每個凝汽器殼體底部有5個大支墩。汽輪機(jī)及給水泵汽輪機(jī)排汽進(jìn)入凝汽器，循環(huán)水冷卻水分兩路由低壓側(cè)進(jìn)出口水室進(jìn)入凝汽器，再由返回水室至高壓側(cè)殼體內(nèi)，在兩個殼體內(nèi)和蒸汽進(jìn)行熱交換后，從高壓側(cè)進(jìn)出口水室流出。

2014年9月2日，#2機(jī)組的凝結(jié)水溶氧由30 μg/L上漲至60 μg/L，9月14日上漲至120 μg/L，在此期間運(yùn)行人員無操作。本文以此次問題的排查處理經(jīng)過為例，對凝結(jié)水溶氧高問題進(jìn)行探討。

1 凝結(jié)水溶氧高原因分析

凝結(jié)水溶氧偏高的根本原因是空氣的進(jìn)入。外界空氣漏入汽水系統(tǒng)后，空氣在凝結(jié)水中的溶解度和空氣在汽水界面的分壓力成正比(道爾頓定律)，即漏入空氣越多，凝結(jié)水溶解氧量越大。

凝結(jié)水溶氧變化涉及因素較多，故一般采用排除法對下列可能存在的原因進(jìn)行分析。

1.1 除鹽水至凝汽器補(bǔ)水

機(jī)組在正常運(yùn)行時，除鹽水是通過凝結(jié)器喉部噴淋管補(bǔ)至熱水井。凝結(jié)器本身相當(dāng)于真空除氧器，除鹽水中的溶氧基本被其去除，對凝結(jié)水溶氧影響不大。該電廠對除鹽水至凝汽器補(bǔ)水系統(tǒng)進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)異常情況。故此原因可以排除。

1.2 凝汽器真空嚴(yán)密

真空嚴(yán)密性差導(dǎo)致漏入系統(tǒng)的空氣較多，水環(huán)真空泵不能將漏入的空氣及時抽走。該電廠于9月8日進(jìn)行#2機(jī)真空嚴(yán)密性試驗，機(jī)組負(fù)荷330 MW，低壓側(cè)凝汽器真空下降速度為0.070 kPa/min，高壓側(cè)凝汽器真空下降速度為0.128 kPa/min，真空嚴(yán)密性良好(真空嚴(yán)密性標(biāo)準(zhǔn)為：機(jī)組負(fù)荷大于80%進(jìn)行真空嚴(yán)密性試驗，真空下降速度≤0.133 kPa/min為優(yōu)秀，≤0.27 kPa/min為合格)。故此原因可以排除。

1.3 凝結(jié)水過冷

過冷度是影響溶氧的一個重要因素，與負(fù)荷存在密切關(guān)系。根據(jù)研究資料顯示，1℃的過冷度對凝結(jié)水溶氧量提升大約為100 μg/L。該電廠查看凝汽器溫度及循環(huán)水溫度與流量，基本未發(fā)生變化，故凝結(jié)水過冷引起#2機(jī)組溶氧高的原因可以排除。

1.4 高/低加、暖風(fēng)器等疏水至疏水?dāng)U容器

2014年8月28日，暖風(fēng)器疏水投入運(yùn)行，9月2日#2機(jī)組溶氧升高。對B凝結(jié)水泵機(jī)械密封處、水泵入口電動門、放空氣門及濾網(wǎng)等涂抹黃油處理，未見效果，初步判斷分析引起#2機(jī)組溶氧高的原因是暖風(fēng)器疏水投入。9月6日，停運(yùn)暖風(fēng)器并跟蹤#2機(jī)組溶氧情況，9月8日#2機(jī)組溶氧依然偏高，故此原因可以排除。

1.5 凝汽器液位以下部分的影響

對與凝汽器直接相連的表計、#7/#8低加疏水管道、凝汽器熱井、軸加風(fēng)機(jī)疏水管道等焊縫、閥門內(nèi)蓋結(jié)合面、法蘭結(jié)合面、門桿進(jìn)行涂抹黃油處理，同時提高軸加疏水水位，凝結(jié)水溶氧無變化。此原因可以排除。

1.6 閉式水系統(tǒng)影響

閉式水至凝結(jié)水密封水供水閥門輕微內(nèi)漏時，會導(dǎo)致閉式水進(jìn)入到凝結(jié)水中，從而引發(fā)凝結(jié)水溶氧偏高。9月18日，對閉式水系統(tǒng)加聯(lián)氨處理，凝結(jié)水溶氧情況無太大變化，同時對A、B凝結(jié)水泵閉式水至凝結(jié)水密封水供水閥門進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)閥門無內(nèi)漏，故由于閉式水至凝結(jié)水密封水供水閥門內(nèi)漏引起#2機(jī)組凝結(jié)水溶氧高的原因可以排除。

1.7 凝結(jié)水泵機(jī)械密封及密封水管吸入空氣

通過真空查漏檢測，發(fā)現(xiàn)#2機(jī)組B凝結(jié)水泵機(jī)械密封處漏空氣。對B凝結(jié)水泵進(jìn)行隔離后，#2機(jī)組凝結(jié)水溶氧由99.80 μg/L降至73.14 μg/L。將A凝結(jié)水泵運(yùn)行切換至B凝結(jié)水泵運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)凝結(jié)水溶氧為99.78 μg/L。將凝結(jié)水壓力從1.7 MPa提至2.7 MPa，凝結(jié)水溶氧由99.78 μg/L降至42.31 μg/L。因此判定，引起#2機(jī)組凝結(jié)水溶氧高的原因為B凝結(jié)水泵機(jī)械密封密封不嚴(yán)。對B凝結(jié)水泵解體檢查，發(fā)現(xiàn)機(jī)械密封上部密封的動環(huán)碳硅合金面損壞。更換完后溶氧指標(biāo)恢復(fù)正常。

2 凝結(jié)水溶氧高問題針對措施

根據(jù)本次故障處理，總結(jié)出一些針對性處理措施，具體如下。

(1)出現(xiàn)凝氣其溶氧高問題時，首先加強(qiáng)凝汽器真空的監(jiān)視，機(jī)組負(fù)荷符合要求時，進(jìn)行機(jī)組真空嚴(yán)密性試驗，檢查真空下降速度，確保真空嚴(yán)密性指標(biāo)合格。

(2)加強(qiáng)對凝汽器溫度、循環(huán)水溫度、流量的監(jiān)視，確保凝結(jié)水不發(fā)生過冷現(xiàn)象。

(3)針對除鹽水至凝汽器補(bǔ)水管路進(jìn)行排查，對各閥門法蘭進(jìn)行緊固，對凝結(jié)水泵機(jī)械密封及入口濾網(wǎng)等進(jìn)行檢查、緊固，對管道各焊口進(jìn)行涂抹黃油處理。

(4)對高、低加疏水至疏水?dāng)U容器所有管道、閥門等進(jìn)行檢查，對閥門門蓋、法蘭進(jìn)行緊固檢查，對管道對接焊口位置涂抹黃油處理，尤其是針對凝汽器水位以下的疏水管道進(jìn)行重點(diǎn)檢查。

3 結(jié)束語

凝汽器是凝汽式汽輪機(jī)的重要輔助設(shè)備。在機(jī)組運(yùn)行過程中出現(xiàn)凝結(jié)水溶氧高這一問題時，圍繞凝汽器這一中心區(qū)域，通過有條理的排查方案盡快梳理出漏點(diǎn)所在，是解決該問題的有效途徑。