摘要：本文主要介绍100%全容量小汽泵在某厂一期工程给水系统应用过程中出现的问题，采取相对应的技术措施，在技术改造时消除现在的设计缺陷，消除潜在的风险隐患，确保单台100%全容量汽泵长周期稳定运行。
关键词：100%全容量汽泵；腐蚀；小机凝汽器
一、系统概述
某厂一期工程建设为2×1000MW超超临界湿冷发电机组，给水系统采用上海汽轮机厂首台设计、生产的能够驱动超超临界1000MW等级汽轮发电机组的全容量汽动给水泵，自带独立凝汽器，取消了传统上的电动给水泵配置。给水前置泵与主给水泵同轴布置，即给水前置泵与主给水泵分别布置在给水泵汽轮机的两端，给水前置泵通过变速齿轮箱与给水泵汽轮机相连。
给水汽轮机为单缸、反动、双流、纯凝汽式、外切换，是变参数、变转速、变功率和能采用多种汽源的汽轮机。凝汽器为对分、双流程、表面式凝汽器。冷却管材为钛管。冷却水系统和大机冷却水系统、闭式冷却水共同采用经过高位收水冷却塔的二次循环供水作为冷却水源，补水为经过海水预处理后小清河淡海水。
在正常运行时，蒸汽在小汽轮机中做完功后，排汽由后汽缸的排汽口排入自带凝汽器，冷凝后的凝结水进入凝汽器底部的凝结水箱，通过小机凝结水泵和小机凝汽器水位调节阀调节水位进入大机凝汽器凝结水系统中，为大机提供水循环动力。
二、水质污染的危害
某厂地处渤海莱州湾畔小清河下游入海口，由于小清河为潮汐河流，涨潮时为海水，退潮时为小清河河水，水源不稳定，造成了在预处理工艺上水质的不稳定，影响了循坏水补水水质。同时由于给水系统供水全由一台100%全容量汽泵供给，小机循环水系统一旦出现泄漏，便会影响整个发电机组安全运行。
1、积盐和结垢。超超临界机组的高参数对Na+、SiO2 等离子的溶解能力很强，特别随着压力的升高，在过热蒸汽中溶解，由蒸汽携带至汽轮机，在汽轮机做功后蒸汽参数的下降，造成在汽轮机通流部位形成积盐，导致通流部位作用力发生变化，造成机组振动大等。另外由于直流炉不能外排，进入系统内的钙、镁等离子形成水垢，在换热器内形成结垢，不但影响换热效果，造成热经济性下降，还在锅炉管材中沉积，造成吸热性能下降，管壁超温，时间一长会造成爆管。
2、金属腐蚀。循环水进入汽水系统，如果冲洗不彻底，水垢在金属表面附着，会在其下面发生严重的腐蚀、破坏金属表面的氧化膜，造成管材应力下降，管壁变薄，导致管材爆裂；特别是氯离子，吸附能力强不容易被冲洗走，优先被金属吸附，并从金属表面把氧排挤走，因为氧决定了金属物的钝化状态，氯离子与氧争夺金属表面上的吸附点，甚至可以取代吸附中的钝化离子与金属形成氯化物，氯化物与金属表面的吸附并不稳定，形成可溶性物质，使氧化膜结构发生变化，使金属加速发生腐蚀。特别某厂锅炉高温再热器使用SA-213T92材质，本身在高温环境下，极易形成贫铬区，形成腐蚀，而Cl-作为强腐蚀性介质，更会加速金属贫铬区的晶间腐蚀。氯离子还会造成汽轮机叶片表面粗糙，在叶片表面沉积，由于其吸水能力强，在叶片最潮湿的区域产生裂纹，随着裂纹区域的增大，有效面积逐步减少，剩余截面应力逐步增大，当其超过材质允许的应力时，就会发生叶片断裂。
3、循环水泄漏后造成精处理高速混床快速失效，还会增大树脂再生时的酸碱耗量，有机物的污染等，制水周期量下降，严重时失去树脂重复使用的价值。特别是Cl-，吸附能力强，具有强酸性，吸附在树脂上，会破坏树脂骨架结构，造成树脂强度降低，在树脂高强度再生时极易破损，增加了树脂损耗。
三、出现的问题
在机组调试过程中出现了2号机组小汽轮机给水泵端末级叶轮枞树叶根内侧撑条（防轴向窜动的挡片）点焊不牢脱开，撑条发生移动，多根撑条移动至窗口位置（装撑条的开口位置）时发生脱落，同时在小汽轮机高速旋转的离心力作用下，造成多根钛管被击穿，循环水泄漏进入小机凝汽器。由于小机凝结水泵出口未设计安装电导表，直到在大机凝汽器混合由大机凝结水泵输出，水质发生变化时，才发现循环系统泄漏。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同样还是由于小机水质监督设计不健全问题，第一时间无法判断是大机循环水，还是小机循环水系统泄漏，需要逐一的进行系统隔离判断，错过了处理问题的最佳时间，造成了大机汽水系统的污染，最后当凝结水泵出口Na+严重超出规定值，小机凝泵出口Na+更是达到10000μg/L，汽水系统严重超标时，被迫打闸停机检查处理。调试工期因为小汽机叶片检修和凝汽器堵漏工作被延后。
四、原因分析
我认为造成小机循环水泄漏处理不及时的原因有以下几方面：
（1）小机凝结水泵出口未设置水质监督仪表，特别是对海水敏感的电导表、钠表
（2）小机凝结水泵出口调门后，调门后手动门前未设置外置排水管。一旦系统确认泄漏后，将小机凝结水系统外排，一方面可以减少循环水进入大机汽水系统中，另一方面可以在小汽机运行中逐一对小机循环水系统隔离，避免了因为单一汽泵停运，造成机组非停的后果。
（3）人员分析不到位。当时大机凝结水泵出口水质出现恶化后，未进行整体汽水系统分析，可根据大机凝结水检漏装置本身反应慢，当时电导只有轻微变化情况，应先排除大机循环水泄漏的可能性，首先对小机凝结水化验，判断水质是否异常。
（4）运行人员经验不足，未能及时监督到小机凝结水泵出口流量、调门开度变化，不能有效进行原因分析。
五、问题解决的过程和措施
机组紧急停运后，小汽机揭缸检查发现靠给水泵端末级叶轮枞树叶根内侧安装的撑条脱落，造成了小机循环水钛管击穿，循环水漏入系统中。随后对小汽机叶轮枞树叶根内侧撑条进行了点焊加固，对小机循环冷却水管通过抽真空进行了查漏、堵漏工作。现在机组自调试投入生产至今，还未对2号机组小机循环水系统泄漏隐患提出整改，故从以下两个方面提出自己的观点。
1.现阶段采取措施
（1）加强启动阶段水质监督。给水泵汽轮机冲转启动后，在小机凝结水调门后放水门处取样化验水质，水质合格后向除氧器上水。
（2）正常运行时定期对小机凝结水水质化验，加强对小机凝结水泵出口氢电导、钠离子、大机凝汽器检漏装置氢电导的在线监督，发现监督数据异常时，特别是大机凝结水出口水质异常时，首先化验没有监测数据的小机凝结水，根据水质判断是否小机凝汽器泄漏，排除大机凝汽器泄漏的可能性。
（3）根据小机凝结水出口调门开度、出口流量变化，判断小机凝汽器是否由外部水源进入。
2.优化措施
（1）在小机凝结水泵出口母管加装电导表，将监测数据引至DCS画面，便于第一时间发现水质异常。由于小机凝结水泵出口扬程只有21.2m，将水样引至汽水化验间（在锅炉侧16.5m平台），去除高度差和沿程阻力，存在扬程不足，水样流量小问题，监测数据不具备代表和真实性，影响水质的判断，不建议将水样引至汽水化验间。
（2）在小机凝结水泵出口调节门与调门后手动门之间加装一路至废水系统的管路（在管路上加装手动门和电动门）。这样在小机凝汽器发生泄漏时，可以将污染水源排至废水系统，避免小机凝结水进入大机凝汽器，污染汽水系统；同时采取这一措施后，还可以解决机组启、停机过程中小机采用邻机供汽造成的大机凝汽器水位高问题，只要间断性的将小机凝结水排至废水系统，不但保持大机凝汽器水位的稳定，还减少了通过除氧器底部放水至锅炉疏水扩容器的操作，也避免了放水电动门长时间冲刷内漏的后果；还减少了机组启动时通过锅炉361阀放水至锅炉扩容器的操作，降低了因排放高温汽水混合物造成的热损失、降温时的冷却水用量，控制了机组排水槽水温。同时还建议在废水排放口选择上，尽量选择厂区主管路废水管道，避免排水量大、支管设计出力小，造成排水不畅问题。
六、总结
由于某厂小机凝结水系统设计上存在的问题，一旦小机凝汽器泄漏，发现不及时，不能有效进行隔离，淡海水中的氯离子、钙、镁、钠离子会对汽水系统造成严重的腐蚀、结构、积盐现象，还会长期影响金属材质的安全，长期存在不可预控的隐患发生。采取小机凝结水改进措施后，不但降低小机循环水泄漏造成的影响，还有助于机组的长期稳定运行。
论文作者:谢德勇,夏克宁,徐新江,王宣德
论文发表刊物:《电力设备》2017年第23期
论文发表时间:2017/12/1
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