闭式水系统窜入压缩空气异常分析及建议

摘

要：闭式水系统为发电厂辅机设备提供机械密封及冷却水源，可减少设备的腐蚀和污染，保证设备有较高的传热效率，提高设备的可靠性。现针对一次闭式水系统的异常，在系统分析各种原因的基础上，深入排查系统故障并使系统参数恢复正常。最后，给出了异常现象的运行注意事项及改进建议，以期保障机组安全运行。关键词：火力发电厂；闭式水系统；异常处理0

引言闭式水系统为部分辅机设备提供机械密封及冷却水源，是保障设备稳定工作的必要条件。一旦闭式水系统出现故障，会造成设备的腐蚀和污染，并降低传热效率，必须及时发现并排除故障。压缩空气进入闭式水系统的早期，关键参数可能未超过规定阈值，但结合运维检测记录及异常现象分析，即可对设备当前状态做出评估并对潜在风险进行预判，这对运维工作具有重要意义。1

设备简述及事件概况某330

MW机组闭式水系统有化学除盐水和本机凝结水两路补充水源，正常运行方式下，由化学除盐水补水至位于标高18m的10m3闭式水膨胀水箱，经两台100%容量的单级双吸离心泵提压后向用户供冷却水源；本机凝结水为系统备用水源。整个系统如图1所示，基本流程可表述为：化学除盐水→闭式水膨胀水箱→闭式水泵→闭式水冷却器→用户→闭式水泵。某日监盘人员发现发电机冷氢温度偏差逐渐增大，对氢冷器冷却水放气时发现排气量明显增大，同时化验人员发现闭式水电导率较往常有明显增大，查阅运行记录，发现闭式水泵电机电流和系统压力均无明显波动，系统异常前后水质主要监视参数如表1所示。2

原因分析及排查过程从异常现象来看，在补充水水质无明显变化的情况下，闭式水电导率明显增大，说明有杂质渗入系统中。氢冷器放气门处排气明显增大，说明可能是由于某种气体进入系统。大量现场经验表明，闭式水水质变差会导致污垢在机械密封处积累，引起轴承温度升高，甚至烧坏轴承；闭式水进入气体会导致闭式水泵气化、辅机温度失去控制，最终威胁机组运行安全，因此必须及时进行排查。2.1

闭式水系统异常闭式水膨胀水箱水位过低，空气进入闭式水系统。闭式水膨胀水箱可以消除水的流量波动及热膨胀，最终使系统压力维持稳定。若补水系统因发生故障而无法满足用水要求，或闭式水系统出现严重泄漏，水位降到安全水位以下，空气会通过水箱顶部排气管道进入系统。运维人员检查膨胀水箱就地水位计与DCS水位曲线均在正常范围内，补水系统未发现异常，冷却水系统也没有明显外漏现象。2.2

辅机油系统泄漏油系统冷却器破损，油进入闭式水系统。闭式水是辅机油系统的冷却介质，包括送、引风机油系统和密封油系统等。通常，闭式水压小于油压。一旦冷却器出现磨损，油将进入闭式水系统并导致水质变差。运维人员对闭式水放水，未发现水中有油污现象，且对所有油系统检查油位均无明显变化。2.3

系统有异动导致水质被污染若系统由于改造、检修或误操作导致其与相邻系统连接的阀门被打开，而相邻系统压力高于闭式水系统压力，介质将会进入闭式水系统并对水质造成污染。新用户投运时系统放气不彻底，系统内气体会跟随闭式水流动，水流存在大量的气泡，会形成很高的局部压力，引起管路振荡，激起管壁积累的脏污，气体逐渐在氢冷器累积，导致冷氢温度异常。运维人员对现场工作及异动进行梳理，未发现异常且管路阀门开闭正确。2.4

氢气系统泄漏氢气可能由两处进入闭式水系统，一处是吸附式氢气干燥器的冷却系统，吸附式氢气干燥器以闭式水作为冷却介质，氢气可通过换热器进入闭式水系统；另一处是发电机氢冷器，其位置较高，此处氢压大于水压，氢冷器泄漏，会导致氢气进入闭式水系统。通过对放出的气体进行检测，发现气体并不是氢气，且氢气系统压力及漏氢量均无明显变化。2.5

压缩空气系统泄漏空压机冷却器破损，压缩空气泄漏。该厂采用双螺杆式空气压缩机，闭式水作为压缩空气和工作油的冷却介质，正常工作时冷却器中的气体压力维持在0.7MPa左右，若空压机冷却器破损，压缩空气会进入闭式水系统。按照顺序停运空压机并将冷却系统隔离，发现隔离#3空压机后闭式水系统气体含量明显减少，据此基本可以认为#3空压机存在漏点。将#3空压机管壳式冷却器解体检查，发现薄壁铜管存在明显腐蚀的破损点。检修人员对漏点进行处理后恢复备用，排尽系统内残留空气，并重新换水后系统恢复正常。3

异常排查经验闭式水系统作为主要的冷却介质，对水质要求较高，一旦系统出现异常，不仅影响其冷却效果，还会威胁设备安全，甚至造成轴瓦烧损、机组被迫停运等恶性事件。气体在氢冷器内部聚集，会导致冷氢温度剧烈波动，可能造成氢冷器铜管破损泄漏或发电机机座变形而产生剧烈振动。因此，必须重视闭式水系统的水质。发现闭式水系统异常应立即组织排查。首先要检查系统压力是否正常，水中是否含有气体或油污。若水质不合格，应尽快换水；若水中含有气体，应立即排放干净系统内气体，并尽可能确定气体成分，再结合现象查找原因。闭式水系统进入空气通常会引起冷氢温度波动。氢冷器一般位置较高，是闭式水用户的最高点，系统进入气体后，首先会聚集在氢冷器，造成冷氢温度异常，本例由于及时发现冷氢温度异常，及时准确排查异常而避免了事故扩大。故障初期现象不明显，但结合经验对多种现象进行综合分析，可以快速找到问题所在。4

运行注意事项及改进建议闭式水系统运行期间要加强系统参数及水质监视。水箱尽量保持在高水位，避免系统水温大幅波动，定期打开系统放气门进行排气。新投运系统或系统检修后投运时应进行注水排空气，在空压机等易故障系统回水管路加装观察窗，加强水流检测，一旦发现空压机冷却器有漏点，应立即进行专业修复或更换冷却器。对辅机设备的热交换器定期检查并做压力试验，在空压机