臨港電廠燃氣蒸汽聯合循環機組循環水母管壓力波動分析

劉家琛

上海申能臨港燃機發電有限公司

0 引言

臨港電石裝機容量為4 套F 級400 MW 燃氣蒸汽聯合循環機組，循環水冷卻水采用擴大單元制海水直流供水系統，每臺機組配置一臺100%容量的立式混流循環水泵，長期連續運行。此外，為滿足差壓發電系統換熱需求，還配備了兩臺小功率的海水換熱泵，整個循環水系統運行方式為母管制。

循環水系統通過循環水泵將杭州灣抽取的海水送至凝汽器，用以冷卻汽輪機低壓缸排汽，以維持凝汽器真空。另外，它還向閉冷水系統冷卻器提供冷卻水，同時通過天然氣海水換熱器提高差壓發電系統出口天然氣溫度，經過換熱后的海水經循環水回水虹吸井排入杭州灣。機組循環水系統見圖1。

圖1 機組循環水系統

為保證差壓發電系統24 h 不間斷運行，設置循環水系統運行方式為：在機組和差壓發電系統均運行的情況下，使用循環泵為全石提供循環水；在機組備用、差壓發電系統運行的情況下，使用海水換熱泵提供循環水。這兩個方式雖通過了石重大技改項目綜合論證，認為具有較高的經濟性和節能性，然而通過一段時間運行發現，在第二種情況下，循環水母管壓力會周期性波動，系統運行不穩定。全石循環水系統見圖2，循環水母管壓力波動圖見圖3。

圖2 全石循環水系統

圖3 循環水母管壓力波動圖

循環水母管壓力長期波動會導致循環水母管受到沖擊而降低使用壽命。此外，對正在運行的差壓發電機組，循環水母管壓力波動會影響海水換熱器換熱效果，導致出口溫度異常，在機組備用狀態下，會引起凝汽器循側水位異常，影響機組的正常啟動。

1 造成循環水母管壓力波動的原因

通過對循環水系統綜合分析，得出造成循環水母管壓力波動的原因有：回水井潮位波動；循環水系統電動門晃動；海水換熱泵異常；循環水母管壓力變送器故障；管道內存在氣囊形成氣堵；循環水系統管道泄漏。

2 原因排查

對上述因素逐一分析排查，以確定壓力波動根本原因并采取相應措施。

1)回水井潮位波動雖對海水換熱泵的進口壓力有一定的影響，但潮位變化周期遠大于循環水母管壓力波動周期，二者相關性不明顯，因此潮位波動可以忽略不計。

2)循環水系統電動門晃動對循環水母管壓力影響很大，但對所有電動門檢查后，沒有發現晃動現象，同時實地檢查也沒有發現電動門閥桿異常開關，因此這一因素也被排除。

3)兩臺海水換熱泵為變頻泵，換熱泵泵體或變頻器異常都會導致換熱泵出口壓力波動，從而影響循環水母管壓力。為檢驗這一因素，將兩臺海水換熱泵交替運行一段時間，沒有發現換熱泵出口壓力變化，因此這一因素也被排除。

4)對循環水壓力變送器進行了排污和校驗，并與就地壓力表進行對比，壓力變送器工作正常。

5)循環水母管氣囊問題檢查。將所有循環水母管放空門打開，排盡管道里的空氣。完成后發現循環水壓力波動并未好轉，因此這一因素也被排除。

6)循環水系統管道的查漏。首先對循泵房排污井、凝汽器排水井、循環水系統管道沿程進行了查漏，未發現泄漏點，再采取如下措施對循環水系統的設備進行查漏。

（1）關閉兩臺海水換熱器A/B側進出口門。

（2）關閉四臺機組凝汽器上下腔室循側進出口門。

（3）關閉四臺機組閉冷器A/B循側進出口門。

（4）關閉四臺機組電動濾水器進出口門。

通過上述措施，發現電動濾水器的定期排污導致了循環水母管壓力的波動異常。

3 對策實施

針對電動濾水器定期排污造成循環水母管壓力波動異常，制定措施如下：

1)提高海水換熱泵運行頻率

電動濾水器定期排污造成循環水母管壓力波動本質上是因為循環水母管壓力過低，小的擾動即會造成影響所致，因此可通過提高循環水母管壓力達到其不受干擾的目的。海水換熱泵變頻范圍為35～50 Hz，當差壓發電機組運行時，運行在40 Hz雖有一定程度的省電，但同時也降低了海水換熱泵的出力。為保證經濟性和可靠性，在提高海水換熱泵運行頻率的同時將該泵設置為緊急工況時啟動。

2)設定電動濾水器排污周期

電動濾水器長時間排污會造成循環水母管壓力降低，如四臺機組同時排污的話影響更大。目前四臺機組電動濾水器的排污周期為40 min，將其縮短到20 min，同時錯開排污，使整個排污時間減少，達到壓力穩定的目的。采取措施后，循環水母管壓力波動明顯減小，達到了穩定運行的要求。

4 結論

通過對循環水母管壓力波動的深入分析與研究，發現機組電動濾水器的定期排污導致了循環水母管壓力的波動。為此，將電動濾水器的排污周期從40 min 縮短到20 min，同時錯開排污時間，使循環水母管壓力達到了穩定，如波動較大，可通過緊急提高海水換熱泵的頻率來提高出力，從而快速達到維持母管壓力的目的。