一次典型的發電廠凝結水精處理樹脂泄漏原因分析及對策

摘要：火力發電廠凝結水精處理系統一般采用進口樹脂，價格高、購買周期長。當凝結水精處理系統發生樹脂泄漏時，不僅會造成樹脂浪費，還會影響機組的正常運行；泄漏的樹脂可能堵塞給水泵濾網，造成給水泵跳閘，引發停機；樹脂進入熱力系統時還可能引起機組熱力系統嚴重腐蝕，導致金屬過熱和爆管事故，威脅機組的安全運行。鑒于此，針對一次典型的發電廠凝結水精處理樹脂泄漏事件進行了全面分析，制定了相應的防范對策，為其他電廠避免火力發電機組出現類似問題提供了一定的指導。

關鍵詞：火力發電廠；凝結水精處理；樹脂泄漏

中圖分類號：TM621? 文獻標志碼：A? 文章編號：1671-0797（2023）11-0065-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2023.11.017

0? ? 引言

火力發電機組參數提高，對水質要求也越來越嚴格，由于凝汽器的滲漏和泄漏、系統中金屬腐蝕產物的污染、返回水夾帶雜質等因素的影響，熱電廠凝結水存在著不同程度的污染，因此，對凝結水進行處理已是大型火電廠水處理一個極為重要的環節[1]。

提高汽水品質最常用的措施就是采用凝結水精處理裝置，最常見的凝結水精處理系統是前置過濾器加高速混床的中壓凝結水精處理系統。凝結水精處理系統可以連續除去凝結水中的雜質，提高給水質量；縮短機組啟動時間，降低汽包鍋爐的排污量，節省能耗和經濟成本；可在凝汽器微量泄漏時，保障機組安全連續運行，除去漏入的鹽分及懸浮雜質，使維護人員有時間采取查漏、堵漏措施；嚴重泄漏時，可保證機組按預定程序停機[2]。但凝結水精處理系統樹脂泄漏不僅會造成樹脂浪費，增加運行成本，還會影響機組的正常運行；泄漏的樹脂可能堵塞給水泵濾網，造成給水泵跳閘，引發停機[3]；由于樹脂主要成分為有機物，樹脂泄漏進入熱力系統后這些有機物會在爐管壁上生成碳質沉積物，常導致金屬過熱和爆管事故；樹脂中的有機物在高溫作用下還會產生揮發性酸，進入汽輪機時會引起汽輪機腐蝕[4]。

凝結水精處理系統樹脂泄漏的原因有很多，主要有水帽變形損壞、水帽濾元繞絲間隙超標、水帽安裝后與多孔板結合面不嚴密、樹脂捕捉器濾元損壞、濾元繞絲間隙超標、閥門關閉不嚴等。

鑒于此，本文針對一次典型的發電廠凝結水精處理樹脂泄漏事件進行了全面分析，制定了相應的防范對策，為其他電廠避免火力發電機組出現類似問題提供了一定的指導。

1? ? 系統介紹

某電廠1號機組凝結水100%進行處理，設3臺高速混床和3臺樹脂捕捉器（按3×50%凝結水全容量處理設計），高速混床采用圓柱形結構，設備參數如表1所示；并設1臺出力為單臺高速混床正常出力50%～70%的再循環泵。凝結水精處理系統分為兩部分，一部分為凝結水精處理部分，包括高速混床、樹脂捕捉器和再循環系統；另一部分為體外再生部分，包括再生單元，酸、堿計量單元，沖洗水泵單元及羅茨風機單元。凝結水精處理部分和體外再生部分一起組成了一套中壓凝結水精處理裝置。

本凝結水精處理系統采用中壓系統，高速混床串于主凝泵與低壓加熱器之間，系統壓力為2.80 MPa，最大壓力為3.53 MPa，每臺機組設置3臺混床，樹脂采用美國DOW化學公司或德國拜耳公司的凝膠型均粒樹脂。

2? ? 事故經過

2月10日，1號機組臨修后準備啟動。11：00，1號機組給水系統檢查完畢；13：30，啟動電動給水泵；15：25，投入爐水泵連續注水，1號鍋爐開始上水。18：27，1號機組電動給水泵因入口濾網差壓高保護動作跳閘，檢查為濾網堵塞，隔絕電動給水泵清理濾網時發現存在樹脂。

2月11日01：00，濾網清理完畢啟動電動給水泵上水。02：00，電動給水泵前濾網再次差壓高報警，電動給水泵入口前壓力逐漸降低，手動停運電動給水泵，清理濾網；04：23，啟動1A汽泵前置泵運行；05：47，啟動1B汽泵前置泵運行；06：02，1A汽泵前置泵濾網差壓大報警，07：55停運。因電泵前置泵、汽泵前置泵濾網均發現大量樹脂，隨即對系統進行了全面檢查，卸壓排水后檢查發現1號機組凝補水箱底部有大量樹脂。17：00，凝補水箱內部的樹脂清理完畢，系統恢復正常運行，機組進入正常啟動程序。

2月12日04：18機組并網。

此次事故導致機組推遲啟動達19 h，損失發電量達711萬kW·h。

3? ? 樹脂泄漏原因分析

1月17日，1號機組精處理B混床沖洗進水氣動蝶閥出現了無法關閉的缺陷，熱工檢修人員對氣動執行器氣缸進行了解體檢查，內部部件活動正常無卡澀，判斷故障點為電磁閥閥體。檢修人員隨即回裝了傳動齒，恢復了氣缸，并更換了故障電磁閥。檢修完成后操作就地按鈕對該氣動蝶閥進行空載開關操作，蝶閥動作及開關反饋狀態均正常。將執行機構完全恢復再進行試運，就地指示和電磁閥柜指示燈指示正常，運行人員及熱工檢修人員確認該氣動閥門已恢復正常動作。隨后，1號機組精處理B混床處于備用狀態。由于該執行器屬于雙控氣缸、角行程執行器，在氣動蝶閥處于開啟位置時順時針、逆時針均能90°動作，1號機組精處理B混床沖洗進水氣動蝶閥執行器檢修過程中，檢修人員未對執行器氣缸內部驅動部件安裝位置進行記錄。檢修人員對執行器氣缸進行恢復時將內部驅動部件傳動齒裝反，導致蝶閥開關時反方向動作，雖然蝶閥開關反饋指示正確，但蝶閥閥瓣密封面已背向閥瓣密封圈，由于該氣動蝶閥閥瓣為非對稱結構，閥瓣密封面背向閥瓣密封圈時閥門處于不嚴密狀態。氣缸內部傳動齒結構圖如圖1、圖2所示。

2月4日，1號機組精處理C混床樹脂失效，準備投運1B混床，運行人員按照操作票進行1B混床升壓操作。第一次升壓時，壓力最高升至2.86 MPa，未達到精處理進口母管壓力3.3 MPa，此時，在系統出現異常狀況、未分析出準確原因的情況下，運行人員操作不規范，未按照操作中發現異常情況后必須終止操作并進行原因查找，待故障消除后再進行操作的原則來執行操作票，而是選擇了重復多次、長時間對1B混床進行升壓操作，由于沖洗進水氣動蝶閥密封面背向閥瓣密封圈，閥門處于不嚴密狀態，混床壓力從沖洗進水氣動蝶閥處泄掉，運行人員總計進行了6次升壓操作，均未達到精處理進口母管壓力，升壓過程時間合計持續約20 min，持續的升壓操作導致1B混床內大量樹脂通過關閉不嚴密的沖洗進水氣動蝶閥后經沖洗水管道倒流至沖洗水泵出口，沖洗水泵出口雖設有止回閥，但沖洗水泵出口設置有再循環管回到泵入口管處，樹脂經過再循環管進入沖洗水泵入口后在混床升壓時的壓力作用下倒流至1號機組凝補水箱。

1號機組凝補水系統一直處于運行狀態，樹脂從凝補水箱進入凝結水系統、給水系統。樹脂泄漏路徑如圖3所示。

4? ? 防范措施

針對此次典型的凝結水精處理系統樹脂泄漏事件，制定了以下防范措施：

（1）規范設備檢修工藝，嚴格執行作業標準，檢修人員在檢修前要對重要部件做好標記，提高作業規范意識，避免此類雙控氣缸、角行程執行器檢修后出現裝反導致閥門開關方向錯誤，關閉不嚴密的情況。

（2）規范運行人員操作，運行人員在操作中發現異常情況后必須立即終止操作并進行原因查找，待故障消除后再進行操作，避免事故擴大。

（3）對凝結水精處理系統可能存在樹脂泄漏隱患的設備進行優化改造，在沖洗水泵出口母管上加裝樹脂捕捉器，從根本上消除樹脂進入凝補水箱從而進入熱力系統的隱患。

改造后系統如圖4所示。

5? ? 結語

凝結水精處理樹脂泄漏將會嚴重威脅機組的安全運行，因此防止樹脂泄漏至關重要。日常檢修中除做好水帽、樹脂捕捉器等易導致樹脂泄漏的設備檢修外，對于凝結水精處理系統閥門的檢修需嚴格按照檢修工藝標準來進行，運行人員操作時也需嚴格遵守運行規程。同時，對凝結水精處理系統存在的風險需進行全面評估，盤查故障后可能導致樹脂泄漏的系統及設備，制定改造方案和防范措施，徹底消除樹脂泄漏的隱患。

[參考文獻]

[1] 《火力發電職業技能培訓教材》編委會.火力發電職業技能培訓教材 電廠化學設備運行[M].北京：中國電力出版社，2005.

[2] 《火力發電職業技能培訓教材》編委會.火力發電職業技能培訓教材 電廠化學設備檢修[M].北京：中國電力出版社，2005.

[3] 道客巴巴.國產600 MW級機組典型事件匯編（化學）[EB/OL].（2021-04-02）[2023-02-26].http：//www.doc88.com/p-84087134011030.html.

[4] 楊道武，朱志平，李宇春，等.電化學與電力設備的腐蝕與防護[M].北京：中國電力出版社，2004.

收稿日期：2023-03-08

作者簡介：羅洪（1980—），男，四川宜賓人，工程師，從事電廠脫硫、脫硝、化學設備檢修工作。