官小文

（福建省鴻山熱電有限責任公司，石獅 362700）

福建省鴻山熱電有限責任公司汽輪機為東方汽輪機廠引進日立技術(shù)生產(chǎn)制造的超臨界抽凝供熱汽輪機，型號為：C600/476-24.2/1.0/566/566，額定出力600 MW，單臺機組額定工業(yè)抽汽量為600t/h，抽汽參數(shù)P=1.0MPa、T=350℃。每臺機配置2臺100%容量的凝結(jié)水泵，以#1機為例，1A凝泵變頻運行，1B凝泵工頻備用。

我公司每月4日定期進行1B凝泵工頻試轉(zhuǎn)工作，在嚴格按照《#1機1B凝泵工頻試轉(zhuǎn)操作卡》進行兩臺凝泵并列運行時，發(fā)現(xiàn)兩臺泵并列不久即發(fā)生汽蝕，而有時卻沒有發(fā)生，原因究竟在哪？有必要觀察和分析發(fā)生汽蝕的情況。

1 凝結(jié)水系統(tǒng)汽蝕現(xiàn)象分析

2013年6月4日，兩泵并列運行后發(fā)生汽蝕，當時#1機負荷450MW，供熱量540t/h。兩臺泵并列之初，凝結(jié)水泵母管壓力達到3.9MPa，不久即驟降到2.54MPa，兩臺泵電流也同時驟降；隨后，凝結(jié)水母管壓力更是降至1.348MPa，當1B凝泵停運后，汽蝕現(xiàn)象很快消失。圖1為凝結(jié)水系統(tǒng)發(fā)生汽蝕時的廠級監(jiān)控系統(tǒng)（SIS）曲線。

同樣的汽蝕現(xiàn)象出現(xiàn)在7月4日，當時#1機負荷520MW，對外供熱220t/h。與6月4日不同的是，在1B凝泵停運后壓力才由2.5MPa驟降至1.33MPa

而9月4日1B凝泵試轉(zhuǎn)時卻沒有發(fā)生汽蝕現(xiàn)象，當時#1機負荷450WM，供熱320t/h。

圖1 凝結(jié)水系統(tǒng)發(fā)生汽蝕時的廠級監(jiān)控系統(tǒng)（SIS）曲線（6月4日）

圖2 凝結(jié)水系統(tǒng)發(fā)生汽蝕時的廠級監(jiān)控系統(tǒng)（SIS）曲線（7月4日）

由SIS曲線可以清楚發(fā)現(xiàn)，凡是兩泵并列運行時發(fā)生汽蝕現(xiàn)象，凝結(jié)水泵入口母管負壓都偏高。具體什么原因造成入口負壓偏高，而且使短時間內(nèi)負壓從正常值變大呢？并列過程中工況穩(wěn)定，凝汽器真空、水溫基本無變化，對凝泵入口負壓無影響，也未有諸如凝泵入口濾網(wǎng)壓差高、泵體內(nèi)聚集空氣等影響因素。所以，筆者認為，主要原因是并泵過程中凝汽器水位持續(xù)降低，導致泵入口負壓增加，入口汽蝕余量不足。

并泵的整個過程中SIS上凝汽器水位均達到設(shè)定值800mm。但有一個比較反常的現(xiàn)象，即操作時，當凝泵母管壓力達到3.45MPa時，為減小并泵時凝結(jié)水母管壓力過高的問題，需開啟凝結(jié)水最小流量調(diào)節(jié)閥，而一旦開啟最小流量調(diào)節(jié)閥，凝汽器水位即受到擾動持續(xù)攀升，超過水位設(shè)定值800mm，導致凝汽器三路補水調(diào)門迅速自動關(guān)閉至零，補水因此中斷。由于機組在供熱運行，每小時供熱量可達540t，而此時凝汽器三個補水調(diào)門都已經(jīng)自動關(guān)閉至零，水位應該快速下降才符合實際情況?；诖?，判斷#1機凝汽器水位不準。

此外，6月17日，#1機凝泵也發(fā)生汽蝕現(xiàn)象，當時#1機600MW純凝工況運行，其凝汽器只有一路補水調(diào)門在自動補水，水位設(shè)定值800mm（水位500mm為低報警、1000mm為高報警）。當時，#1機汽水損耗有汽水管道疏水、輔汽至氨氣汽化器用汽、吹灰用汽等，其中吹灰耗用汽量最多。隨著吹灰系統(tǒng)暖管及空預器吹灰投入，在補水調(diào)門幾乎沒有開啟情況下，SIS上凝汽器水位依然能維持不變，而凝泵入口負壓緩慢增加，在90min內(nèi)由-67kPa增加到-72kPa；此時凝泵出現(xiàn)汽蝕現(xiàn)象。當運行員發(fā)現(xiàn)凝泵出現(xiàn)汽蝕現(xiàn)象后，手動開啟凝汽器補水調(diào)門至12%開度，很快凝泵入口負壓數(shù)值下降，凝泵汽蝕現(xiàn)象消失，隨后一直保持補水門6%左右開度，而SIS上水位依舊毫無變化。

理論上，當凝汽器無補水時，由于汽水損耗，凝汽器水位會逐步下降，導致泵入口負壓增加，兩者成正比關(guān)系。按照一個標準大氣壓為101.3kPa（對應水位高度為10336mm）；若負壓從-67kPa下降至-72kPa，從曲線上看，這段時間凝汽器真空無變化，根據(jù)式（1）計算可得，水位應當相應下降510.2mm。

圖3 凝結(jié)水系統(tǒng)未發(fā)生汽蝕時的廠級監(jiān)控系統(tǒng)（SIS）曲線（9月4日）

圖2 凝結(jié)水系統(tǒng)發(fā)生汽蝕時的廠級監(jiān)控系統(tǒng)（SIS）曲線（6月17日）

假設(shè)當入口負壓為-67kPa時，SIS上凝汽器真實水位為800mm，那么入口負壓為-72kPa時，凝汽器真實水位應該是800-510.2=289.8mm。我廠凝泵保護跳閘條件中有一項是凝汽器水位低于200mm延時1s跳泵，此時的實際水位已接近保護跳泵條件。當凝泵汽蝕后，立即派人去現(xiàn)場查看凝汽器就地水位計，發(fā)現(xiàn)就地水位計在315mm，接近理論計算值289.8mm，正常運行時凝汽器SIS上和就地水位計顯示都在800mm，這就驗證了SIS水位計不準確。

2 凝泵汽蝕危害的預防措施

凝泵汽蝕的危害這里不做具體論述，運行上直接導致除氧器上水壓力和流量驟降，嚴重影響機組的安全穩(wěn)定運行。因此，從技術(shù)上提出切實可行的預防措施顯得尤為重要，對此，筆者提出以下建議。

（1）在機組檢修時對凝汽器水位測點進行改造，使之能夠真實反映實際水位，尤其是在開啟凝結(jié)水最小流量再循環(huán)調(diào)門的時候不發(fā)生大的擾動。理論上，再循環(huán)流量從凝汽器回流到凝汽器，凝汽器水位不會因此上升，但實際上，一旦開啟凝結(jié)水最小流量再循環(huán)調(diào)門，凝汽器水位立即變大且不會降回到原水位。

（2）在并泵運行前，將凝汽器三路補水調(diào)門切手動控制，保持并列操作前的正常開度值，防止切換過程中需水位上升引起補水調(diào)門關(guān)閉而中斷補水。并泵過程操作上緩慢進行，避免突然大幅度增加凝結(jié)水流量，并嚴密監(jiān)視凝結(jié)水母管總流量不超限。

（3）1A凝泵升頻率操作中嚴密監(jiān)視凝泵入口負壓，防止啟動1B凝泵前負壓就偏大。觀察相關(guān)曲線發(fā)現(xiàn)，最小流量再循環(huán)調(diào)門開得越早，1A凝泵流量增加，則凝泵入口負壓很快變大，啟動1B凝泵后即有可能發(fā)生汽蝕。因此，在保證凝結(jié)水母管不超壓下，遲開最小流量再循環(huán)調(diào)門，既能減少對水位的擾動，又能有效防止汽蝕產(chǎn)生。

（4）提高凝汽器水位設(shè)定值，凝汽器水位越高，凝泵入口負壓越小，能夠有效防止凝泵汽蝕。

3 結(jié)語

當數(shù)次發(fā)生凝泵汽蝕現(xiàn)象后，運行部門高度重視并提出技術(shù)解決方案，一是將凝汽器SIS上水位設(shè)定值由800mm提升至850mm；二是要求在執(zhí)行凝泵并列運行前將凝汽器三路補水調(diào)門切手動控制，嚴防凝汽器實際水位偏低現(xiàn)象出現(xiàn)。通過這兩項技術(shù)預防措施，在正常運行中和凝泵并列切換時均未再發(fā)生凝泵汽蝕現(xiàn)象。