600MW凝汽式汽轮发电组运行中凝结水泵事故案例分析

600MW凝汽式汽轮发电组运行中凝结水泵事故案例分析

贺帅

天津市蓟州区别山镇大唐盘山电厂 301900

摘要：在凝汽式汽轮发电机组汽水循环系统中，凝结水泵是一种重要的辅助设备，其主要作用是将凝汽器热井中的凝结水输送到除氧器，维持机组汽水系统的循环。在机组正常运行期间凝结水泵与机组真空系统相连接，当凝结水泵出现故障需隔绝时，如操作不当机组真空系统极易漏入空气，影响汽轮发电机组的正常运行^[1]。

关键词：凝结水泵；运行；隔绝；分析

中图分类号：TM621文献标识码：A

1事故案例

某600MW凝汽式汽轮发电机组配置两台凝结水泵，系统布置方式如下图：

凝汽器内收集的凝结水经凝结水泵入口手动蝶阀、电动蝶阀和入口滤网进入凝结水泵，在凝结水泵内升压后经出口逆止门、出口电动门送入除氧器。凝结水泵出口电动门为闸阀，全行程开关时间约2.9分钟。机组正常运行期间，一台凝结水泵运行，另一台凝结水泵处于联锁备用状态，其出入口门均为全开状态，便于在事故状态下备用泵联启后能够迅速满足机组对凝结水流量的需求。

案例一：2016年8月7日，机组负荷300MW，2号凝结水泵运行，定期启动1号凝结水泵试运行，发现1号凝结水泵出口管道法兰（泵体与出口管道连接处）大量漏水，运行人员立即停运1号凝结水泵，此时凝结水泵出口电动门仍处于开行程中，停泵后逆止门关闭，该法兰处不再向外漏水，但大量空气经泄漏处漏入真空系统，高、低压侧凝汽器真空分别由94.1kPa、94.3kPa开始下降，随后2号凝结水泵电流和凝结水流量开始剧烈摆动并呈迅速下降趋势，除氧器水位持续快速下降。凝结水泵出口电动门全开后再到联锁关闭的过程时间将近6分钟，事故过程中除氧器水位最低降至1334.7mm，机组负荷最低降至151MW，高、低压侧凝汽器真空分别最低降至80.7kPa、90.1kPa，两台汽动给水泵跳闸。运行人员启动电动给水泵维持向锅炉供水，1号凝结水泵出口电动门关闭后，就地关闭1号凝结水泵出口电动门平衡门、泵体排气手动门、入口手动蝶阀和入口电动蝶阀后，2号凝结水泵电流和系统凝结水流量、机组机组真空逐渐恢复正常。

案例二：2017年4月7日，机组负荷600MW，2号凝结水泵盘根大量漏水，启动1号凝结水泵后准备停运2号凝结水泵。为防止停运2号凝结水泵后空气经盘根进入机组真空系统，运行人员进行以下操作：关闭2号凝结水泵排空气手动门，并将2号凝结水泵入口手动蝶阀均关至50°（蝶阀限位为0～90°）。14:28:50运行人员停运2号凝结水泵，停泵后出口电动门联锁开始关闭，随即运行人员在就地快速关闭凝结水泵入口手动蝶阀。14:29:10入口手动蝶阀全关后，发现凝结水泵入口滤网罐体膨胀变形、入口管道法兰漏水，立即摇开凝结水泵入口手动蝶阀。14:31:42凝泵出口电动门完全关闭，关闭凝结水泵出口电动门平衡门，全关凝结水泵入口手动蝶阀，彻底隔绝2号凝结水泵后1号凝结水泵恢复正常运行。

2原因分析

两起案例故均与凝结水泵相关，凝结水泵运行环境特殊，其入口与机组真空系统相连接。在机组正常运行期间隔绝凝结水泵时如操作不当，极易造成空气漏入真空系统导致机组真空下降，严重时机组被迫停运，或者导致凝结水泵入口低压管道承压造成入口管道法兰垫片损坏，严重时导致入口低压管道爆破。

案例一事故处理过程中，运行人员在发现1号凝结水泵出口管道法兰漏水后，立即停运1号凝结水泵，停泵后出口管道逆止门关闭，泵体与管道连接处凝结水压力陡降，该管道处凝结水由正压状态瞬间变为负压状态，大量空气通过损坏的法兰垫片漏入凝结水泵入口管道，漏入的空气一部分经凝结水泵排空气管道进入凝汽器，导致凝汽器真空大幅下降，机组出力被迫降低，另一部分空气经凝结水泵入口管道进入凝结水泵入口母管，原本正常运行的2号凝结水泵进入大量空气，导致水泵出力严重下降^[2]，凝结水流量不能满足除氧器水位稳定要求，进而造成除氧器水位下降后两台汽动给水泵跳闸。在运行人员关闭凝结水泵排空气手动门、凝结水泵出入口管道阀门后，法兰垫片泄漏处与凝汽器真空系统完全隔绝，凝汽器真空和凝结水流量恢复正常状态，机组恢复正常运行。

案例二事故处理过程中，运行人员为防止凝汽器真空系统漏入空气，提前采取了相应的隔绝措施，但停运凝结水泵后操作不当，在凝结水泵出口电动门及其平衡门未完全关闭时就关闭了凝结水泵入口手动蝶阀，由于泵出口逆止门门轴卡涩关闭不严，倒流的凝结水被入口手动蝶阀截断后在2号凝结水泵入口管道内升压，导致2号凝结水泵入口滤网罐体变形、入口管道法兰垫片承压泄漏。

由此可见，在机组正常运行期间处理凝结水泵故障特别是需要隔绝凝结水泵时，应首要考虑其工作在真空系统的特殊性，在进行隔绝操作过程中，合理安排现场操作人员、规范操作步骤，避免真空系统漏入空气导致机组出力下降甚至停机，以及杜绝低压管道承压导致管道爆破，具有十分重要的意义。

3应对措施

针对上述凝结水泵两起事故，运行人员在隔绝凝结水泵的过程中既要避免空气漏入真空系统影响机组安全运行，又要避免操作不当导致绝低压管道承压爆破，应编制规范、可靠的操作票，现场操作人员配置得当，准确无误的按照操作票依次完成各项操作。基于以上要求，梳理在机组运行过程中隔绝凝结水泵的关键节点及操作次序：（1）在条件允许的情况下（机组真空、除氧器和凝汽器水位能够控制，暂时无劣化趋势），运行人员增加除氧器补水量，提高除氧器水位，启动凝汽器抽真空备用设备，增加事故处理过程的操作缓冲余量，避免机组非计划停运。（2）机组运行过程中，发现凝结水泵出口管道法兰或盘根泄漏，首先启动备用凝结水泵并确认其稳定运行后，再停运该凝结水泵。停泵后关闭备用凝结水泵出口电动门，期间严密监视凝汽器真空和凝结水流量，在凝结水泵出口电动门关闭过程中，空气通过泄漏的法兰或盘根漏入凝结水真空系统，导致机组真空下降或凝结水流量出现波动，严重影响机组安全运行时可适量关小泄漏侧凝结水泵入口手动蝶阀的开度，减少进入凝结水母管的空气量，待凝结水泵出口电动门全关后，快速依次关闭凝结水泵出口电动门平衡门、凝结水泵入口电动蝶阀和手动蝶阀、泵体排气手动门。

此外，从系统设计角度考虑，新建机组的凝结水泵出口电动门应采用快速开关阀门，降低凝结水泵出口阀门关闭时间长导致事故扩大的风险。

4结语

凝结水泵作为汽轮发电机组汽水系统中的一个重要环节，其运行状况将影响整个汽轮发电机组的稳定运行，凝结水泵入口管道与机组真空系统相连，在发生紧急情况下处理也较为复杂，如处理不当极易导致事故扩大，造成机组非计划停运或设备损坏。本文通过对两起凝结水泵相关事故案例的分析，总结出一套行之有效的解决方案，指明了处理同类型事故时的操作关键节点，为避免发生机组非计划停运或设备损坏具有重要意义。

参考文献

[1]李赞兴.凝结水泵出力突然下降的原因分析及处理[J].电力安全技术，2009，11(10)：36-37.

[2]袁田.300MW汽轮发电机组振动原因分析及处理[J].广西农业机械化，2019(06):25+29.