洪立

(廣東粵電靖海發(fā)電有限公司，廣東 惠來 515200)

0 引言

在火力發(fā)電廠的熱力循環(huán)過程中，凝結(jié)水泵擔(dān)負(fù)著將凝汽器熱井中的凝結(jié)水輸送到除氧器的任務(wù)，如果凝結(jié)水泵不能正常工作，熱井內(nèi)的凝結(jié)水將無法輸送到除氧器，嚴(yán)重時將導(dǎo)致熱力循環(huán)破壞而使機組被迫停運。在惠來電廠#3，#4 1 000 MW超臨界機組調(diào)試過程中，凝結(jié)水泵出力多次突然下降，導(dǎo)致凝結(jié)水泵出口母管壓力和除氧器水位下降，嚴(yán)重影響機組安全運行。

1 設(shè)備概況

惠來電廠#3，#4機組凝結(jié)水系統(tǒng)每臺機組配有3臺50% 鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量(BMCR)的電動高壓變頻調(diào)速凝結(jié)水泵，正常運行時采用2臺運行、1臺備用的運行方式。凝結(jié)水泵型號為NLT400－500×5S，具體參數(shù)見表1。

表1 凝結(jié)水泵性能參數(shù)

2 凝結(jié)水泵出力突然下降事故經(jīng)過

惠來電廠#3機組在試運行期間，多次出現(xiàn)凝結(jié)水泵出力突然下降的異常事件，下面列舉2個典型案例加以介紹。

2.1 凝結(jié)水泵入口濾網(wǎng)堵塞嚴(yán)重限制出力

機組負(fù)荷500 MW，3A，3B凝結(jié)水泵變頻運行，3C凝結(jié)水泵變頻備用，除氧器水位主、副調(diào)節(jié)閥投自動(控制除氧器水位)，3A，3B凝結(jié)水泵變頻器投自動(控制凝結(jié)水泵出口母管壓力)。在機組逐漸升負(fù)荷至800 MW的過程中，凝結(jié)水泵出口母管壓力由2.5 MPa快速下降至1.7 MPa，備用3C凝結(jié)水泵聯(lián)啟，3A，3B凝結(jié)水泵轉(zhuǎn)速自動升高至額定轉(zhuǎn)速1480 r/min，但電流均有所下降，凝結(jié)水流量下降，除氧器水位呈下降趨勢。運行值班員發(fā)現(xiàn)后，立即快速減負(fù)荷，機組負(fù)荷降至600 MW時，凝結(jié)水泵出口母管壓力恢復(fù)正常，凝結(jié)水泵轉(zhuǎn)速下降，電流升高，除氧器水位逐漸恢復(fù)正常。

筆者分析認(rèn)為，造成凝結(jié)水泵出力下降的原因是凝結(jié)水泵入口濾網(wǎng)堵塞導(dǎo)致凝結(jié)水泵發(fā)生汽蝕。新機組在運輸、安裝過程中，系統(tǒng)管道內(nèi)會殘存大量的雜質(zhì)及氧化物，機組分步試運行時，高壓加熱器、低壓加熱器及其抽汽管道內(nèi)的雜質(zhì)無法被沖走，機組在整組啟動試運行期間，這些雜質(zhì)及氧化物將被沖刷、剝落進(jìn)入凝汽器，部分雜質(zhì)進(jìn)入凝結(jié)水泵入口管道，最終附著在凝結(jié)水泵入口濾網(wǎng)上。

2.2 凝結(jié)水泵檢修后恢復(fù)備用時運行泵工作異常

機組負(fù)荷500MW時，檢修人員辦理熱機工作票《3A凝結(jié)水泵入口濾網(wǎng)清理》。工作結(jié)束后，檢修人員清理現(xiàn)場，與運行值班員辦理工作結(jié)束手續(xù)。運行操作人員在3A凝結(jié)水泵恢復(fù)備用過程中，首先投入凝結(jié)水泵密封水，然后逐漸開啟凝結(jié)水泵抽空氣手動門，3B，3C凝結(jié)水泵突然發(fā)出刺耳的噪聲，集控室畫面顯示凝結(jié)水泵出口母管壓力突然下降，凝結(jié)水泵轉(zhuǎn)速自動升高至1480r/min，電流下降。就地操作人員立即將3A凝結(jié)水泵抽空氣手動門完全關(guān)閉并匯報主值班員。此時，凝結(jié)水泵出口母管壓力恢復(fù)正常，凝結(jié)水泵自動轉(zhuǎn)速下降，電流升高。

筆者分析認(rèn)為，造成凝結(jié)水泵出力下降的原因是運行凝結(jié)水泵進(jìn)空氣。該機組凝結(jié)水泵入口流道最高點設(shè)有脫氣口接至凝汽器，且3臺凝結(jié)水泵抽空氣管匯合成1根管道進(jìn)入凝汽器，當(dāng)3A凝結(jié)水泵抽空氣門開啟時，由于凝汽器真空的作用，泵體內(nèi)大量空氣進(jìn)入抽空氣母管，從而被3B，3C凝結(jié)水泵吸進(jìn)入口管道，引起凝結(jié)水泵出力下降。

3 凝結(jié)水泵出力突然下降的原因分析

凝結(jié)水泵運行工況的最大特點是水泵入口接自凝汽器，入口工作壓力為負(fù)壓，工質(zhì)為飽和水。當(dāng)凝結(jié)水泵運行時，其入口管道為負(fù)壓區(qū);當(dāng)凝結(jié)水泵備用時，水泵入口至出口逆止門前均為負(fù)壓區(qū)。凝結(jié)水泵出力下降的原因主要有:

(1)凝結(jié)水泵汽蝕，包括凝汽器水位突降、入口水溫過高、入口閥門故障或入口濾網(wǎng)堵塞。

(2)凝結(jié)水泵負(fù)壓區(qū)漏空氣。

(3)凝結(jié)水泵本體機械故障(葉輪損壞等)。

旅游屬于服務(wù)行業(yè)，主要是讓游客享受高品質(zhì)觀光體驗，從而得到精神上的滿足。建立旅游者反饋系統(tǒng)可以實現(xiàn)交流，收集他們反饋上來的意見和建議，便于進(jìn)一步改進(jìn)，是不斷完善的一個過程。根據(jù)游客需求增加信息內(nèi)容，會變得更加豐富，滿足不同人的需求，有利于提高服務(wù)質(zhì)量。企業(yè)本身是很難察覺到自身不足之處，通過反饋可以了解真實情況，起到優(yōu)化的作用。要增加和游客之間互動，形成一種緊密的聯(lián)系，能夠留住大量客戶資源，創(chuàng)收經(jīng)濟效益。認(rèn)真分析問題出現(xiàn)的原因，制定出有效解決策略，會起到事半功倍的效果，在不斷改進(jìn)中走向完善，提升旅游業(yè)整體水平。

(4)凝結(jié)水泵電動機故障(電動機缺相運行等)。

下面結(jié)合惠來電廠#3機組調(diào)試期間凝結(jié)水泵出力突然下降的異常事件進(jìn)行分析。

3.1 凝結(jié)水泵汽蝕

水泵在運轉(zhuǎn)過程中，由于某種原因，某一局部位置的壓力等于或低于水溫相對應(yīng)的汽化壓力時，水就會在該處發(fā)生汽化，大量的蒸汽及溶解在水中的氣體逸出，形成許多蒸汽與氣體混合的小氣泡。當(dāng)汽氣隨同水流從低壓區(qū)流向高壓區(qū)時，氣泡在高壓的作用下迅速凝結(jié)而破裂。在氣泡破裂的瞬間，產(chǎn)生局部空穴，高壓水以極高的速度流向這些原來被氣泡所占據(jù)的空間，形成一個沖擊力。這種氣泡的形成、發(fā)展和破裂以至材料受到破壞的全部過程，稱為汽蝕。開始發(fā)生汽化時，因為只有少量氣泡，葉輪流道堵塞不嚴(yán)重，對泵的正常工作沒有明顯影響，泵的外部性能也沒有明顯變化，這種汽蝕稱為潛伏汽蝕。當(dāng)汽化發(fā)展到一定程度時，氣泡大量聚集，葉輪流道被氣泡嚴(yán)重堵塞，致使汽蝕進(jìn)一步發(fā)展，影響到泵的外部特性，導(dǎo)致泵難以維持正常運行［1］。

當(dāng)凝結(jié)水泵的有效汽蝕余量小于泵的必需汽蝕余量時，泵入口壓力將低于汽化壓力，此時，水泵內(nèi)將發(fā)生汽蝕。

凝結(jié)水泵的必需汽蝕余量由水泵本身的汽蝕性能確定。對同一臺泵來說，泵的汽蝕余量與轉(zhuǎn)速的平方成正比，當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速提高時，汽蝕余量增加。

在該案例中，凝結(jié)水泵入口濾網(wǎng)堵塞，節(jié)流損失增大，凝結(jié)水泵入口管路總的流動損失增加，有效汽蝕余量下降，接近或略低于凝結(jié)水泵必需汽蝕余量時，凝結(jié)水泵將發(fā)生輕微汽蝕，處于潛伏汽蝕階段。機組加負(fù)荷過程中，凝結(jié)水流量增加，凝結(jié)水泵入口管路流動損失與流量的平方成比例增加，有效汽蝕余量大幅下降，低于凝結(jié)水泵必需汽蝕余量，凝結(jié)水泵將發(fā)生嚴(yán)重汽蝕，引起泵出力下降并出現(xiàn)明顯的噪聲和振動。另外，凝結(jié)水泵出力下降后，導(dǎo)致凝結(jié)水泵出口母管壓力下降，凝結(jié)水泵轉(zhuǎn)速自動升高，泵的必需汽蝕余量增加，從而加劇了凝結(jié)水泵的汽蝕。

3.2 凝結(jié)水泵進(jìn)空氣

離心泵在運轉(zhuǎn)過程中，若泵內(nèi)積存有空氣，由于空氣的密度很小，葉輪轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的離心力很小，因而葉輪中心區(qū)所形成的負(fù)壓很小而不足以吸入液體，故不能輸送介質(zhì)，這種現(xiàn)象稱為氣縛。

在該案例中，3A凝結(jié)水泵檢修后，泵入口管道充滿空氣，運行操作人員將該凝結(jié)水泵恢復(fù)備用的過程中，首先投入密封水，然后開啟3A凝結(jié)水泵抽空氣門，此時由于凝汽器真空的作用，3A凝結(jié)水泵進(jìn)口管道內(nèi)大量空氣被抽進(jìn)凝汽器，同時通過抽空氣管道進(jìn)入3B，3C凝結(jié)水泵，導(dǎo)致泵出現(xiàn)氣縛現(xiàn)象，引起凝結(jié)水泵出力下降并出現(xiàn)振動和異音。

若凝結(jié)水泵檢修隔離措施執(zhí)行不到位(入口電動門關(guān)閉不嚴(yán)、抽空氣手動門關(guān)閉不嚴(yán)等)，也會導(dǎo)致運行泵進(jìn)空氣而發(fā)生氣縛現(xiàn)象。

4 防范措施

通過對以上異常事件的分析，結(jié)合多年的運行經(jīng)驗，總結(jié)出以下防范措施:

(1)機組在調(diào)試期間，高壓加熱器、低壓加熱器系統(tǒng)投運后，應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視凝結(jié)水泵運行情況并定期輪換清理入口濾網(wǎng)，保證濾網(wǎng)清潔。

(2)機組在運行中發(fā)生凝結(jié)水泵出力下降的異常事件時，應(yīng)果斷快速減負(fù)荷并及時查找原因、消除故障。

(3)凝結(jié)水泵在隔離操作時，應(yīng)先將進(jìn)、出口電動門及抽空氣手動門關(guān)閉嚴(yán)密，然后關(guān)閉密封水供水手動門。在進(jìn)行濾網(wǎng)放水操作時，應(yīng)指派專人現(xiàn)場監(jiān)視，觀察運行泵工作情況，若開啟濾網(wǎng)排空門發(fā)現(xiàn)往里面吸氣，應(yīng)立即停止放水，關(guān)閉排空門，查明原因(有可能入口電動門或抽空氣門關(guān)閉不嚴(yán))。

(4)凝結(jié)水泵在檢修過程中，應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視運行中凝結(jié)水泵電流、出口壓力及凝汽器真空度的變化情況，發(fā)現(xiàn)異常時及時安排人員就地檢查。

(5)凝結(jié)水泵檢修后恢復(fù)備用時，應(yīng)先投入凝結(jié)水泵密封水，然后臨時關(guān)閉運行凝結(jié)水泵抽空氣手動門，開啟該凝結(jié)水泵抽空氣手動門對凝結(jié)水泵體抽真空，待凝結(jié)水泵入口壓力表顯示與凝汽器真空度一致時，全開該凝結(jié)水泵抽空氣手動門并逐漸開啟凝結(jié)水泵入口電動門對凝結(jié)水泵體進(jìn)行注水，確認(rèn)凝汽器真空無異常后，再開啟運行凝結(jié)水泵抽空氣手動門。

(6)凝結(jié)水泵正常運行或備用時，應(yīng)確認(rèn)抽空氣門處于開啟狀態(tài)。

(7)建議在凝結(jié)水泵入口管道加裝1根注水管，水源為化學(xué)除鹽水，便于凝結(jié)水泵檢修后進(jìn)行注水排空。在采用凝汽器抽真空的方法進(jìn)行泵體排空時，大量空氣會進(jìn)入凝汽器內(nèi)，從而大大增加凝結(jié)水溶氧量，不利于凝結(jié)水系統(tǒng)安全運行。

5 結(jié)論

結(jié)合惠來電廠#3機組整組試運期間出現(xiàn)的凝結(jié)水泵出力突然下降的異常事件，分析了凝結(jié)水泵出力突然下降的原因，結(jié)合凝結(jié)水泵汽蝕和進(jìn)空氣2種典型事故，提出了切實可行的處理方法和防范措施，供運行人員參考。

［1］郭立君，何川.泵與風(fēng)機［M］.3版.北京:中國電力出版社，2004:93－100.