600MW 超臨界機組凝結水系統泄漏事件的原因分析與處理

尹中誠 鐘振坤 邱輝球 劉紅亮

（廣東珠海金灣發電有限公司，廣東 珠海519050）

隨著發電機組自動化程度的不斷提高，大容量機組對于汽水品質的要求也逐步提高，所以凝結水的情況對于機組運行的穩定性也有著重要的影響。因此在機組運行中，相關人員要時刻注意凝結水系統相關參數和運行狀況，而凝結水系統的繁雜性也增大了處理問題的難度。本文針對某電廠一起凝結水泵系統泄漏引起的機組問題進行闡述，為同類機組處理相關問題提供參考。

1 機組概況

某火電機組為600MW 超臨界機組，汽輪機為上海汽輪機有限公司生產，型號N600-24.2/566/566，該汽輪機形式為超臨界、三缸四排汽、一次中間再熱、雙背壓、凝汽式、單軸。凝結水系統配置兩臺凝結水泵，容量都是100%并且改造增設了凝泵變頻器，凝結水泵運行中設計為一臺運行一臺備用，水泵形式為多級離心筒袋泵。每臺機組配置四臺水環式真空泵，正常運行時候兩臺運行兩臺備用。

2 異常發生情況

機組運行人員在監盤中于2019 年1 月13 日當天發現12點左右，機組負荷300MW 穩定，絕對真空值突然下降，下降幅度有1KPa 左右，真空下降后排查真空泵運行情況無異常。然后真空穩定在當前值，當日16 時05 分啟動一臺備用真空泵后，真空度略有提升，巡視人員就地檢查真空泵的狀態，也沒有發現真空泵參數有異常，之后停運備用真空泵，機組真空度又恢復到了原先的數值。

當日17 時45 分的時候，機組隨AGC 指令開始增加負荷，在加負荷過程發現兩側凝汽器真空均略有好轉，根據該現象結合平時運行經驗判斷可能是低負荷階段軸封汽壓比較低，密封性收到影響的原因，或者是低負荷階段為負壓區域、高負荷階段為正壓區域的汽輪機管閥有漏，導致低負荷段真空較高負荷真空差。

具體真空度變化如表1 所示。

當日18 時，機組收到指令負荷加到450MW，此時4B 凝泵變頻率輸出已達到100%，但是凝結水流量只有達到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），運行人員立即通知巡檢到就地檢查，同時通知相關專業檢修到場。

表1 凝汽器真空參數變化

圖1 DCS 運行畫面

3 異常原因分析與處理過程

3.1 原因分析

運行人員巡視現場情況，發現4B 凝泵工作聲音沉悶，噪音很大，于是DCS 遠方啟動4A 凝泵并列運行。4A 凝泵啟動后電流、壓力及母管流量正常，但是很快電流下降至86.5A 左右，凝結水母管壓力只有1.5MPa，兩臺凝泵進口濾網差壓分別為0、7KPa，凝結水流量尚能滿足450MW 的要求，但凝結水母管壓力嚴重偏低，說明凝結水泵內部存在著嚴重的汽蝕現象。

然后根據機組情況，相關人員仔細檢查DCS 曲線，查看曲線中發現凝結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，由此推測較大可能是凝結水系統中有地方出現了泄露情況。

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檢修加強對熱井水位計、凝汽器檢漏裝置、凝結水進口濾網端蓋等凝結水系統容易出現泄露的地方進行檢查，為此運行人員與檢修外包隊通過管路溫度判斷法，利用肥皂水檢測漏法等多種方式對懷疑處進行檢測，實施上述方法進行檢測后均未發現凝結水系統異常的地方。

另外考慮到近段時間該機組凝汽器內側鈦管有泄漏情況發生過的事例，考慮到凝結水電導率及鈉含量參數均比較高，于是機組檢修人員在循環水進口加了大量的木糠來進行檢測鈦管泄漏的情況，經過一段時間觀測也暫未發現鈦管泄漏的跡象。運行人員在凝結水系統暫未發現異常的情況下，并且結合檢修現場匯報的情況，一邊繼續查找凝結水系統的泄漏點，同時進行凝結水進口濾網可能有堵的故障預處理，機組當值值長下令該機組減負荷至300MW，然后對凝汽器循環水內側進行隔離觀察，通知化學專業人工化驗凝結水水質。

考慮到負荷穩定以及4B 凝泵工作參數正常的情況下，停運4A 凝泵并且通知汽機專業進廠進行事故處理。運行和檢修相關專業技術人員對接下來方案進行討論，檢修提出4A 凝泵系統可能存在機封不嚴密故障，建議隔離4A 凝泵進行檢查，但是運行人員考慮到4A 凝泵啟動后凝結水流量沒有明顯改善，在故障原因未明確的情況下貿然單泵運行，會給系統造成較大的風險，經過慎重的思考，決定暫時不進行隔離操作。

于是相關專業對機組參數進行進一步的分析，根據凝結水、除氧器、給水含氧量高，凝泵運行異常，凝汽器真空下降不明顯等現象，逐漸將排查重點轉移到可能直接漏空氣到熱井水中的方向上，各個參數曲線如下圖2 所示（各個曲線含義按照順序為：機組負荷、凝汽器水位、凝結水流量、凝結水泵變頻率、B 凝結水泵電流、A 凝結水泵電流、凝結水母管壓力）。

圖2 機組相關參數曲線1

在當日21 時00 分的時候，機組AGC 來指令要求加負荷至500MW，當機組負荷加至400MW 的時候，除氧器上水接近1000t/h，先前凝泵的異常現象再次出現，除氧器水位無法維持，持續下降。于是馬上退出AGC 減負荷至300MW，巡檢就地檢查報告凝泵運行聲音再次出現異常，負荷到300MW 后聲音恢復正常。由此根據以上的其他排查結果，進一步將問題縮小到凝泵的范圍，決定將相關人員集中力量對凝泵的相關設備管道進行密集排查，最終在22 時15 分的時候運行人員發現4B 凝泵進口濾網差壓取樣管斷裂，測試發現有吸氣現象，如下圖3 所示，于是馬上通知檢修進行封堵。

3.3 處理結果

查找到斷裂處后，檢修于22 時50 分封堵完畢，運行人員發現封堵完成后機組真空上升約0.5kPa，機組4B 凝泵也恢復到正常工作狀態，說明凝泵差壓取樣管道斷裂就是問題所在，具體參數曲線如下圖4 所示（各個曲線含義按照順序為：機組負荷、凝汽器水位、凝結水流量、凝結水泵變頻率、B 凝結水泵電流、A 凝結水泵電流、凝結水母管壓力）。

圖3 凝泵差壓取樣管道斷裂情況圖

圖4 機組參數曲線2

4 結論

本文闡述了一起因為凝結水泵差壓管道斷裂導致的凝結水系統空氣漏人的情況，該情況的發生最先導致真空下降，隨后出現凝結水泵的異常運行，對機組負荷的增加限制很大，如果操作不當甚至會引起機組停機。

由本次事件可以得知，對于該類問題發生時，不僅需要考慮主運行管路和設備問題還要顧及取樣等輔助管道和設備的情況，另外由于這些設備較多處于較為昏暗隱蔽的地點，難以察覺，因此更加需要定期進行巡查和維護。此外，本次事件還說明了凝結水溶氧量的變化，有時候也會是凝結水系統負壓段漏人空氣所導致，此次處理過程為今后同類問題的分析提供了有效的經驗。