给水泵汽化现象的分析
1 汽化前运行方式
某热电厂高、低压给水母管均为分段母管制,并在炉侧设有联络母管。其系统如图1所示。
图1 高低压给水母管系统图
汽化前1号炉运行,负荷100 MW,1号给水泵运行,3号给水泵备用,2,4号泵退出备用,机侧母管压力12.6 MPa,除氧器压力、水位和温度正常。
2 汽化经过
2001年5月18日,2号给水泵暖泵管发生泄漏,申请隔离消缺,因其出口门不严,需扩大隔离。具体措施为:关闭高压给水一、二段和二、三段联络门;为了使3号给水泵保持备用,决定先将2号机高加大旁路开启,炉侧给水母管投入。当炉侧母管投入后,1号机侧给水流量由390 t/h下降至115 t/h,炉侧给水温度由219℃下降至181℃(因部分给水经2号机分流)。待炉母管投入后,机侧在关闭给水母管联络门后,1号给水泵电流出现轻微摆动,并逐渐加剧,1号给水泵入口管发出异音。检查除氧器水位、压力和温度均正常,遂立即启动3号给水泵,保证锅炉供水,并迅速开启高压母管联络门,一切恢复正常。在此过程中,炉侧给水压力由12.2 MPa下降至10.8 MPa,汽包水位最低至-102 mm,流量由390 t/h下降至340 t/h,机侧流量最高425 t/h。
事发后查找原因未果,决定于5月25日按原隔离方式重新进行操作,为了避免炉侧给水温度下降,制定了炉母管先充压至正常,待机侧关闭母管联络门后,再开启炉侧联络门的方案。在炉侧联络门开启后,又出现与“5.18″同样现象,遂立即恢复原运行方式。在机侧联络门关闭后,发现1号机侧给水流量由390 t/h上升至425 t/h,炉侧给水流量和温度未发生变化。
3 原因分析
(1) 从“5.18″经过分析,给水泵有汽化象征,但除氧器水位、压力和温度无变化,可以排除因除氧器原因造成汽化。
(2) 从“5.25″经过分析,机、炉侧给水流量有35 t/h的差值,说明通过炉母管有35 t/h的通流量,且成为唯一的异常因素,故需对其流向进行详细分析。
(3) 经查2号机炉侧给水管道疏放水门无任何泄漏情况,故可排除系统外漏的可能。
(4) 通过系统内漏检查,发现3号给水泵暖泵管流量较大,且为唯一可通流处,可确定机、炉35 t/h流量差为该处通流量。由机、炉流量表计安装位置可看出,在机侧母管投入时,这部分流量不经过1号机流量表计,而是直接通过机侧母管流通,故机侧给水流量对此无显示,其流程为:1号给水泵出口→高压给水母管→3号给水泵出口→3号给水泵暖泵管→3号给水泵泵体→3号给水泵入口管→低压给水母管→1号给水泵入口。在机侧母管隔断后,这部分流量经1号机高加和流量表计,通过炉侧母管返回3号给水泵处,故机侧流量表计增加了35 t/h的流量。其流程为:1号给水泵出口→1号机高加→机侧给水流量表→炉侧给水母管→3号给水泵出口→3号给水泵暖泵管→3号给水泵泵体→3号给水泵入口管→低压给水母管→1号给水泵入口。
(5) 对这部分流量进一步分析可发现,在机侧母管投入时,其通过3号给水泵暖泵管返入低压母管,水温保持除氧器出水温度150℃左右,形成一个由1号泵出口到入口的循环。在炉侧母管投入,机侧母管隔离时,该部分流量经过了1号机高加加热、温度上升至217℃后,经3号给水泵暖泵管返入低压给水母管,使低压给水母管的水温发生变化。据计算,低压母管水温升高5.52℃左右,在其压力不变的情况下,饱和水的平衡状态被打破,导致给水泵入口发生汽化。
(6) 入口汽化导致1号给水泵出力降低,造成炉给水压力下降。
4 防范措施
(1) 3号给水泵暖泵流量偏大,应对其节流孔进行检查核算和调整。
(2) 在进行同类系统隔离操作时,应全面考虑系统流量的变化情况,以防止同类情况的发生。
(3) 在进行同类母管切换过程中,要制定预案,防止形成环路,影响炉给水温度。(付建斌 毛大彬)
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