凝汽器真空系统安全可靠性分析

1、凝汽器真空系统安全可靠性分析摘要通过分析扬二厂凝汽器真空系统的构成，总结了机组自调试以来凝汽器真空系统发生 的异常情况以存在的不可靠安全隐患，并主要就循环水系统设计和运行提出一些提高凝汽器真 空系统可靠性的应对措施。关键词凝汽器 真空 循泵 安全 可靠性 措施1、概述扬州第二发电有限责任公司#1、2机组为全进口 600MW亚临界机组，两台机组分别于1998 年12月和1999年6月基建后调试及168小时试运转，移交商业运行。两台机组的汽轮机由美 国西屋公司生产，型号为TC4F-980，亚临界、一次中间再热、单轴、反动式、四缸、四排汽、 双背压、凝汽式机组，每台汽轮机由一只高压缸、一只中压缸和两

2、个低压缸组成。每只低压缸 配有一只凝汽器，低压缸排汽在凝汽器内快速凝结，形成真空，采用两台循泵抽取长江水作为 冷却介质，按照循环水流向形成高、低压凝汽器。扬二厂#1、2机组调试投运以来，由于系统 设计及调试运行中也存在一些不可靠的问题，本文试着总结这些问题，并提出一些提高可靠性 的应对措施。2、凝汽器真空系统的构成2.1真空系统构成凝汽器真空系统主要由凝汽器、循环水系统及真空抽吸系统构成，另外形成真空的区域还 包括#7、8低加和#6低加汽侧，以及与凝汽器相联的疏水、排汽管道。系统内主要的设备包括 凝汽器、循泵和真空泵。凝汽器型式为双壳、双背压、单通路、分隔表面式，管材是采用的ASTM海军铜，分

3、为冲 刷区、除气区、冷凝区三个区域，冲刷区有880根管子，除气区有990根管子，冷凝区有21230 根管子，总冷却面积为38484平方米，设计凝结水温32.55C，凝结水含氧量7ppb，热井容量 为 118.93 m3。真空泵型式双级水环式，型号为AT-2006LRVP，容量为0.57 m3/min （3.89 KPa ABS压力 下）、0.85 m3/min （11.84 KPa ABS 压力下）、18.12 m3/min （33.8 KPa ABS 压力下）。循泵为上海KSB公司生产的混流泵，型号为SEZ2200-1875，设计流量为12.424m3/s，扬 程为15.171 m，效率为8

4、7.89%。2.2 循环水系统每台机组配有两台循泵，循泵出口汇集到一根循环水进水母管，两台机循环水进水母管之 间装有两只联络门。正常运行时机组采取单元制供水，机组间联络门处于关闭状态。为保持循 环水侧的清洁，提高换热效率，在凝汽器循环水进、出水管道上设计有凝汽器胶球清洗装置。循泵采取电机上轴承支撑，整个转子的重量由上轴承负担，下轴承起导向和固定作用，下 轴承采用水冷方式。下轴承的密封冷却水及循泵的电机的冷却水采用工业水。按照原来的设计， 如果冷却水流量低及压力低同时发讯，则循泵跳闸。每台循泵出口装有一只电动蝶阀，没有逆止门。按照说明书，并经过试验确认，出口门开 度至15%且在15秒风内，循泵倒

5、转不严重，可以启动循泵且启动电流不超限。因此循泵的启动 方式为半开门启动。3、凝汽器真空系统安全可靠性分析3.1循环水系统安全可靠性分析循环水是凝汽器真空的关键部分，循环水失去会导致凝汽器真空快速破坏，机组紧急停运。 3.1.1循泵出口没有逆止门，大大降低了循环水系统运行的可靠性。如果循泵跳闸后出口门不能及时关下，则备用泵即使联启，也会造成循环水短路，使凝汽 器断水，造成机组紧急停运。另外循泵允许启的条件是出口门开度至15%且时间小于15秒。正常情况下，循泵出口门 开到15%时，会自动停下，并发出允许开泵信号，当泵启动后，可以允许继续开门直至全开。 在循泵做定期切换时，如果循泵出口门15%位置

6、开关接点故障，开到15%门就不能自动停下并且 不能发出允许启泵信号，这样备用泵无法启动，而且出口门继续开大，使循环水短路凝汽器断 水，严危胁到机组的安全运行。3.1.2循泵密封水及循泵的电机的冷却水源采用工业水不可靠。1999年冬天，由于天气寒冷，工业水池液位计被冻住，虽然显示正常，实际上水池内已没 有水，工业水泵没水跳闸，全厂工业水失去，运行循泵跳闸，循环水失去，导致紧急停机。 3.1.3由于热工和电气原因，常导致循泵出口门不可控。循泵房由于远离控制室和电子室，由TELEPERM XP系统AP6卡件单独放光缆到循泵就地 控制柜，实现对循泵出口门控制和传输信号反馈等。在机组调试过程中，多次发生

7、由于光缆故 障不，导致循泵出口门不可控。同样由循泵房位置偏远，其出口门电源接自外围MCC，由于外围电源没有备自投等自动装 置，电源可靠性不高，调试过程中也曾发生由于外围MCC失电，导致循泵出口门失电不可控的 异常情况，如果此时循泵跳闸，出口门将无法关闭。3.2真空泵安全可靠性分析3.2.1真空泵进口气动门可靠性不高真空泵进口门采用仪用气驱动，但是在远方无法监控，经常发生在泵停运后，进口门不能 自动关闭，凝汽器真空系统从泵的轴端吸气，造成真空缓慢下降。3.2.2真空泵进口吸水。#1机调试过程中，由于热井水位计故障，临时用皮管代替水位计，皮管上部通空气。后 来，因调试小机需要，凝汽器抽真空，由于大

8、气压的作用，皮管内没有水位，其实热井水位一 直上升至真空泵进口管道，导致真空泵进口内全是水，真空泵超负荷跳闸，真空下降，造成小 机跳闸。3.3其它真空系统安全可靠性分析电厂真空系统范围庞大，且真空覆盖范围随着机组负荷的变化而变化，真空出现泄漏的可 能性比较大。扬二厂曾发生过的系统上影响真空的因素主要有以下几个方面：3.3.1真空系统内相关阀门打开后没有及时关闭。如在#1机停机后启动时由于#7/#8低加汽侧 放水阀位置比较隐蔽，检查系统时没有及时关闭，导致机组真空时建立不起来；3.3.2相关系统运行出现故障。如#2机由于汽轮机低压轴封进汽滤网脏，导致不能建立空真空。 3.3.3真空系统设备发生泄

9、漏。扬二厂#1机真空严密性长时间不合格，经过多年严密排查，发 现#1机高排通风阀法兰密封损坏，堵漏后真空严密性立即合格。可能后果故障形成一类会引起全厂停电无二类会引起机组迫停或重大设备损坏循环水中断三类会引起机组出力迫降真空缓慢下降但能维持3.4凝汽器真空系统故障造成后果的分析4、提高凝针对上述存在的可靠性问题，可以采取下列措施提高的凝汽器真空系统可靠性：1）增加备用循泵出口门15%位置微动开关，提高循泵启动的可靠性，避免循环水短路。2）解除不必要的保护，提高循泵运行可靠性。经过试验，循泵及其电机在失去密封冷却水半小时内不会造成对设备的伤害，就取消了循泵的密封冷却水保护。3）增加循泵房MCC电

10、源，提高循泵出口门的运行可靠性。4）增加循母联络门CRT开、关、停功能，以便两台机循环水相互备用。5）增加对循泵房光缆的维护，确保其运行可靠性。6）真空泵停运后一定要现场确认进口门的状态，建议增加真空泵CRT电流显示值。7）定期投运胶球清洗系统。8）严格执行启动前检查制度，保证真空系统阀门状态正确。9）发生真空严密性试验不合格时，要坚持查找直至找到漏点。10)增加循泵密封冷却水水源，提高密封冷却水的可靠性。改造后的水源如下图:/(P 32X3 管道XI窨井(P 32X3管道(P 60X4管道/工业水来V4V1V3循泵上导轴（P 60X4管道循泵循泵电机及推力轴承油池图中两路工业水取自工业水管网的不同部位，保证工业水在发生局部故障隔离时不影响循 泵的供水，为防止在工业水、生活水全部失去时循泵无冷却水源，从每一台循泵出口管路中部 引一水管，接至供循泵冷却水，作为循泵冷却水的事故备用水源。5、结论凝汽器真空系统运行可靠与否严重影响着机组运行的安全和经济性。凝汽器真空破坏后，