低加事故疏水调门LCV002异常开启分析

蒲 毅，贺非凡，李 立，舒 梦

(华能珞璜发电有限责任公司，重庆 402283)

某厂2#机组凝结器系统中的凝结水流经1#、2#、3#、4#低加时连续被加热。从汽轮机中、低压缸抽出的加热蒸汽，经1#、2#、3#、4#抽汽管流入低加，通过表面式换热器加热流经低加的凝结水。4#、3#低加疏水逐级自流入低加疏水箱，2#低加的疏水直接排入低加疏水回收箱，1#低加的疏水直接经一 U 型水封管排入凝结器[1]。低加疏水箱中的水靠低加疏水泵打入2#低加出口主凝结水回路。低加疏水箱还接受来自锅炉 WGGH 系统的疏水。3#、4#低加和疏水回收箱均设有事故疏水回路，在异常情况下，3#、4# 低加疏水通过气动控制阀将疏水排放到汽轮机事故疏水箱；低加疏水箱事故疏水通过气动控制阀排放至凝结器[2]。系统流程如图1所示。

图1 某厂2#机组低加系统图

1 运行中曾出现的现象

2#机组高负荷时，3#低加的水位开始上涨，3#低加事故疏水调门开启。查阅了机组曾经运行的几次工况，有关内容如下。

工况1：2020年04月01日09：28：48，2#机组负荷300 MW，3#低加正常疏水调门LCV001(调节3#低加水位维持在1 620 mm)开完,3#低加水位开始上涨，09:38:00，2#机组负荷311 MW,凝结器压力5.02 kPa，1#低加入口凝结水温33.7 ℃，3#低加水位达到1 800 mm，3#低加事故疏水调门LCV002开启，开度随着负荷的增加而增加，最终在8%左右波动。11:32:42，凝结器正常补水调门开启，3#低加事故疏水调门LCV002开度继续增加，最大至14%。凝结器正常补水调门关闭后，3#低加事故疏水调门LCV002关小至开度8%。运行参数如表1所示。

表1 运行参数

工况2(2#机A修前)：2019年08月02日17:56:48，2#机组负荷325 MW，3#低加正常疏水调门LCV001(调节3#低加水位维持在1 620 mm)开完，3#低加水位开始上涨，18:07:54，2#机组负荷341 MW，凝结器压力7.61 kPa，1#低加入口凝结水温40.7 ℃，3#低加水位达到1 800 mm时，3#低加事故疏水调门LCV002开启，开度随着负荷的增加而增加，在5%左右波动。18:37:00，凝结器正常补水调门开启，3#低加事故疏水调门LCV002开度继续增加，最大开至13%。凝结器正常补水调门关闭后，3#低加事故疏水调门LCV002关小至之前开度。运行参数如表2所示。

表2 运行参数

工况3：2020年04月01日09:16:12，2#机组负荷292 MW,凝结器正常补水调门开启，3#低加正常疏水调门LCV001(调节3#低加水位维持在1 620 mm)已经开完，3#低加水位达到1 800 mm时， 3#低加事故疏水调门开启，最大开度14.7%，凝结器补水调门关闭后，3#低加事故疏水调门缓慢关闭至全关。运行参数如表3所示。

表3 运行参数

2 各工况对比分析

根据工况1和工况2发现，2#机组负荷增加到一定值后(机组未补水)，3#低加正常疏水调门LCV001已经开完，3#低加水位继续上涨，涨至1 800 mm时，3#低加事故疏水调门开启，维持3#低加水位1 800 mm，开度随着负荷的增加继续增加。而且1#低加入口凝结水温越低(凝结器真空和凝结水过冷度影响)，3#低加事故疏水开启时，对应的机组负荷值则更低。

根据工况1、2、3可发现，在一定负荷时，凝结器正常补水调门开启后，为了维持凝结器水位在800 mm，凝泵的出力增加，凝结水流量增加，这也会导致3#低加事故疏水调门开启或开大。

综上分析得出，机组负荷达到一定值时，即当凝结水流量达到一定值时(1#低加入口凝结水温度越低，对应的凝结水流量越低)，会导致3#低加正常疏水不及时，其事故疏水调门异常开启。

3 可能原因分析

高负荷时，3#低加事故疏水开启时，低加疏水箱水位正常(维持在600 mm)，低加疏水箱至凝结器事故疏水调门也未开启，变频低加疏水泵指令有调节的裕度。所以，不是低加疏水泵出力不足导致3#低加水位高。

3#低加微漏导致高负荷时3#低加水位高。通过查阅历史曲线，发现一段时间以来，高负荷时3#低加事故疏水都会开启，如果长时间对泄漏点冲刷，泄露肯定有明显增大的趋势[3]。所以，3#低加泄露的可能性不大。

1#、2#低加凝结水侧短路，低压加热器进水室和出水室之间隔板有泄露；或者1#、2#低加汽侧集聚了不凝结气体，降低了传热效果，导致3#低加入口凝结水温低于正常值，从而使高负荷时3#低加水位高。因笔者查阅到的历史数据有限，无法对比历年各段低加的温升和端差变化情况，只得粗略对比现在高负荷时低加温升和规程上额定负荷下各低加运行参数，目前未发现足够的证据表明低加凝结水侧有短路及加热器汽侧有不凝结气体集聚[4]。

2#机电动给水泵改为汽动给水泵后，虽然更节能省电，但是在相同负荷下(机组未补水)，机组的汽耗相对于改造前增加，小机排汽进入凝结器，为了维持凝结器800 mm水位，凝泵的出力会增加，凝结水流量也会增加，导致1#、2#、3#、4#低加需要的蒸汽量增大，各级低加的疏水也相应增加，4#低加疏水逐级自流到3#低加，所以3#低加疏水的增加量是4#低加疏水增加量和3#低加本身疏水增加量之和，机组负荷高时，3#低加正常疏水管道管径不足会导致疏水不及时，进而导致3#低加事故疏水门开启，这是原因之一[5]。

如果1#低加入口凝结水温低，相同负荷下(机组未补水)，1#、2#、3#、4#低加需要的蒸汽量增大，4#低加疏水逐级自流到3#低加，3#低加疏水的增加量是4#低加疏水增加量和3#低加本身疏水增加量之和，导致3#低加事故疏水开启。在一定负荷时，凝结器正常补水门开启时，因为除盐水温度接近环境温度(一般低于低缸排汽温度)，1#低加入口凝结水温变低，也能造成3#低加事故疏水开启，这是原因之一。

3#低加正常疏水手动门巡检就地确认已经开完，可能是3#低加正常疏水调门卡涩未完全开启，导致3#低加正常疏水不畅，这可能是原因之一。

4 运行风险

2#机组高负荷时，3#低加水位过高，其加热面会被淹没，与蒸汽的传热面积减小，传热效果下降，蒸汽不能及时凝结，同时事故疏水排入事故疏水灌，最终进入凝结器，增大了“冷源损失”，影响机组经济运行。

3#低加水位高，可能会造成使3#、4#低加水位高跳闸，甚至汽轮机进水，进而造成水冲击，这会产生重大设备损坏的风险。

如果高加事故疏水阀也同样开启，高加和低加事故疏水同时排入事故疏水灌，但高加事故疏水压力更高，可能导致3#低加事故疏水不畅，从而使3#、4#低加水位高跳闸，影响机组安全运行。

5 结论

发现3#低加事故疏水阀异常开启，机组人员加强对3#、4#低加水位和抽汽温度的监视，安排巡检就地检查3#低加正常疏水手动门、调门是否完全开启，避免出现因疏水门开启不完全导致的事故疏水阀开启。通知检修检查3#低加正常疏水调门是否真实全开。

建议机组DCS模拟图上增加各段低压加热器的压力监视，方便机组人员对低加故障的综合分析和判断。

下次2#机组停运后，建议检修对低加内部隔板和不锈钢管，以及低加疏水系统的阀门检查和校对，建议可适当增加2#机3#低加正常疏水管道管径，让3#低加正常疏水更加通畅。