临港电厂燃气蒸汽联合循环机组循环水母管压力波动分析

刘家琛

上海申能临港燃机发电有限公司

0 引言

临港电石装机容量为4 套F 级400 MW 燃气蒸汽联合循环机组，循环水冷却水采用扩大单元制海水直流供水系统，每台机组配置一台100%容量的立式混流循环水泵，长期连续运行。此外，为满足差压发电系统换热需求，还配备了两台小功率的海水换热泵，整个循环水系统运行方式为母管制。

循环水系统通过循环水泵将杭州湾抽取的海水送至凝汽器，用以冷却汽轮机低压缸排汽，以维持凝汽器真空。另外，它还向闭冷水系统冷却器提供冷却水，同时通过天然气海水换热器提高差压发电系统出口天然气温度，经过换热后的海水经循环水回水虹吸井排入杭州湾。机组循环水系统见图1。

图1 机组循环水系统

为保证差压发电系统24 h 不间断运行，设置循环水系统运行方式为：在机组和差压发电系统均运行的情况下，使用循环泵为全石提供循环水；在机组备用、差压发电系统运行的情况下，使用海水换热泵提供循环水。这两个方式虽通过了石重大技改项目综合论证，认为具有较高的经济性和节能性，然而通过一段时间运行发现，在第二种情况下，循环水母管压力会周期性波动，系统运行不稳定。全石循环水系统见图2，循环水母管压力波动图见图3。

图2 全石循环水系统

图3 循环水母管压力波动图

循环水母管压力长期波动会导致循环水母管受到冲击而降低使用寿命。此外，对正在运行的差压发电机组，循环水母管压力波动会影响海水换热器换热效果，导致出口温度异常，在机组备用状态下，会引起凝汽器循侧水位异常，影响机组的正常启动。

1 造成循环水母管压力波动的原因

通过对循环水系统综合分析，得出造成循环水母管压力波动的原因有：回水井潮位波动；循环水系统电动门晃动；海水换热泵异常；循环水母管压力变送器故障；管道内存在气囊形成气堵；循环水系统管道泄漏。

2 原因排查

对上述因素逐一分析排查，以确定压力波动根本原因并采取相应措施。

1)回水井潮位波动虽对海水换热泵的进口压力有一定的影响，但潮位变化周期远大于循环水母管压力波动周期，二者相关性不明显，因此潮位波动可以忽略不计。

2)循环水系统电动门晃动对循环水母管压力影响很大，但对所有电动门检查后，没有发现晃动现象，同时实地检查也没有发现电动门阀杆异常开关，因此这一因素也被排除。

3)两台海水换热泵为变频泵，换热泵泵体或变频器异常都会导致换热泵出口压力波动，从而影响循环水母管压力。为检验这一因素，将两台海水换热泵交替运行一段时间，没有发现换热泵出口压力变化，因此这一因素也被排除。

4)对循环水压力变送器进行了排污和校验，并与就地压力表进行对比，压力变送器工作正常。

5)循环水母管气囊问题检查。将所有循环水母管放空门打开，排尽管道里的空气。完成后发现循环水压力波动并未好转，因此这一因素也被排除。

6)循环水系统管道的查漏。首先对循泵房排污井、凝汽器排水井、循环水系统管道沿程进行了查漏，未发现泄漏点，再采取如下措施对循环水系统的设备进行查漏。

（1）关闭两台海水换热器A/B侧进出口门。

（2）关闭四台机组凝汽器上下腔室循侧进出口门。

（3）关闭四台机组闭冷器A/B循侧进出口门。

（4）关闭四台机组电动滤水器进出口门。

通过上述措施，发现电动滤水器的定期排污导致了循环水母管压力的波动异常。

3 对策实施

针对电动滤水器定期排污造成循环水母管压力波动异常，制定措施如下：

1)提高海水换热泵运行频率

电动滤水器定期排污造成循环水母管压力波动本质上是因为循环水母管压力过低，小的扰动即会造成影响所致，因此可通过提高循环水母管压力达到其不受干扰的目的。海水换热泵变频范围为35～50 Hz，当差压发电机组运行时，运行在40 Hz虽有一定程度的省电，但同时也降低了海水换热泵的出力。为保证经济性和可靠性，在提高海水换热泵运行频率的同时将该泵设置为紧急工况时启动。

2)设定电动滤水器排污周期

电动滤水器长时间排污会造成循环水母管压力降低，如四台机组同时排污的话影响更大。目前四台机组电动滤水器的排污周期为40 min，将其缩短到20 min，同时错开排污，使整个排污时间减少，达到压力稳定的目的。采取措施后，循环水母管压力波动明显减小，达到了稳定运行的要求。

4 结论

通过对循环水母管压力波动的深入分析与研究，发现机组电动滤水器的定期排污导致了循环水母管压力的波动。为此，将电动滤水器的排污周期从40 min 缩短到20 min，同时错开排污时间，使循环水母管压力达到了稳定，如波动较大，可通过紧急提高海水换热泵的频率来提高出力，从而快速达到维持母管压力的目的。