开式循环冷却水系统启动方式的调整

某岛国新建滨海电站, 该电站一期工程1×300 MW机组已于2010年投产发电。其锅炉为哈尔滨锅炉厂提供的亚临界、一次中间再热、直吹式煤粉炉, 汽轮机为哈尔滨汽轮机有限公司提供的亚临界、一次中间再热、单轴、双缸双排汽凝汽式汽轮机, 凝汽器为汽轮机厂配套的钛管凝汽器、该机组凝汽器循环冷却水设计为虹吸式海水开式循环冷却水系统, 配套的循环冷却水管道为大直径玻璃钢管。循环冷却水管线长度超过500 m, 排水口设虹吸井用以回收能量降低循环水泵水头以降低循环水泵功耗, 配备两台长沙水泵常生产的88LKXD-17 X型立式式斜流泵, 扬程为17 m、流量为8.15 m3/s、效率为87.4%, 循环水泵出口设置有液动蝶阀, 循环水泵入口前池设置有移动式清污机和旋转滤网、循环水管道采用玻璃钢管道。

由于循环水系统启动失败或因水锤造成管道、膨胀节损伤事故在国内屡屡发生, 而该机组循环冷却水管线长且管道为分段连接的玻璃钢管道, 虽然该玻璃钢管道耐海水腐蚀但是其材质决定了其耐受变形的能力较差, 由于现场管道填埋在沙地下, 管道周围全是沙粒, 一旦发生泄漏循环水管道周围将发生沙粒流失产生空洞, 循环水管道周围产生空洞后由于其管径大在充满水的情况下质量更大, 将使循环水管道加快破裂或断裂, 同时由于管道泄漏导致的水土流失可能会危急周围的部分固定建筑基础, 而且海水的涌入也会导致附近区域地下水成分变化, 影响相关区域的植被生长。尽管循环水管道的施工过程受到了严格的质量监督与监控, 管道填埋后也进行了全面的内部检查和地表的沉降监测, 尽管循环水管道与凝汽器接口设置了膨胀节、管道沿程设置了排空气阀, 但是出于安全性与环保性考虑同时为保证调试和商业运行期间循环水系统能安全启动和稳定运行, 特设计两种投运方案并对其进行优缺点分析论证而后投入实际应用, 两种方案分别如下。

方案一:适当注水或不注水直接启动循环水泵, 通过适当开启循环水泵出口蝶阀的方式向系统注水 (此方式为常规采用的启动方式) , 操作步序详见图1。

优点是启动过程简单、节省启动时间。

缺点是初次启动时出口蝶阀开度暂无法确定, 启动过程中如果蝶阀中停开度过大将对系统造成较大冲击可能造成膨胀节或循环水管道的损伤, 如果蝶阀开度过小可能导致该立式斜流循环水泵启动过电流跳闸导致启动失败。

方案二:先注水形成虹吸后启动循环水泵, 操作步序详见图2。

优点是注水并预先形成虹吸的情况下启动循环水泵对循环水管道及系统冲击小, 循环水泵的损伤小、启动过程安全;采用预先建立虹吸的目的在于该循环水泵为斜流泵扬程17 m, 且循环水泵的安装高度在海平面以下同时凝汽器位置又较高且凝汽器循环水排水侧设置有虹吸井, 如果不预先建立虹吸可能会导致凝汽器水侧的空气无法及时排出, 导致发生气塞现象, 可能导致启动时循环水系统不过水或过水量很小导致启动失败。

缺点是启动前凝汽器循环水进、出水管道和虹吸井以及凝汽器水侧需充满水并建立虹吸, 这导致系统注水时间长, 启动过程操作略显复杂, 操作步序较多。

在经过设计、施工、监理、业主、总包、调试各方共同讨论并分析了相关利弊后, 循环水系统启动方式采用方案二执行, 启动过程严格按照方案二设计步序进行启动并获得了一次性成功, 在后续调试和商业运行过程中仍多次按此方式启动循环水系统该系统也运行至今无异常、循环水管道附近地表沉降无异常也证明该启动方案对该系统是安全可靠的, 并已纳入该厂启动运行规程中。实践证明根据现场设计、安装以及设备情况针对性地调整启动方式是十分必要的, 对于新建机组的安全可靠顺利地投运大有裨益, 本文仅针对该电站循环水系统的特殊情况进行了启动方案的调整, 对于其它电站循环水系统的启动方式本文仅起抛砖引玉的作用。

摘要：针对某滨海电站开式循环冷却水系统的特殊情况设计了两种启动运行方案并对这两种方案进行安全性和可行性分析, 最终采用先注水形成虹吸后再启动的方式实现了循环水系统安全可靠地投运。经多次启动和长时间运行后此启动运行方式纳入该电站运行规程。

关键词：开式,冷却水,循环水系统,启动方式,虹吸井,水室真空泵