差压变送器超负荷运行导致显示屏失灵的原因分析

    摘 要: 火力发电厂汽水系统中，凝结水溶氧超标严重影响设备、管道可靠运行，通过对系统、设备结构的分析，找出凝结水溶氧超标的原因，提高汽水品质合格率。

    1 设备简介
    华电新乡发电有限公司一期工程装设 2* 660MW 超临界机组，每台机组配备两台 100%容量的沈阳水泵股份有限公司生产的立式﹑四级、筒袋式结构的 10LDTNB-4PJX 型差压变送器，差压变送器在正常运行中为变频运行，除氧器上水调门全开，根据机组负荷变化由变频器调整凝结水流量。差压变送器轴封采用双密封面的机械密封，机械密封水共两路，一路采用闭式循环冷却水，另一路采用差压变送器出口电动门后的凝结水，差压变送器正常运转中采用凝结水密封，在差压变送器启动时采用闭式冷却水密封，保证严密的轴向密封。差压变送器轴承、机械密封冷却水采用闭式循环水冷却。凝汽器补水至凝汽器喉部进行真空除氧，以降低凝结水溶氧量，低加疏水逐级自流至凝汽器。

    2 事件经过
    新乡公司两台机组投产后，在机组正常运行过程中，凝结水溶氧基本稳定在 25μg /L 左右。2014 年 9 月 2 日 #2 机组 B差压变送器定期切换后发现#2 机组凝结水溶氧升高至 60μg /L左右。将差压变送器切换至 A 差压变送器运行后，对 B 差压变送器机械密封涂抹密封脂后，凝结水溶氧略有降低，但随后凝结水溶氧持续缓慢升高。进行#2 机组真空严密性试验，真空下降值在133Pa /min。对差压变送器入口管道的法兰、滤网和测量压力表、变送器管线进行排查、涂抹密封脂; 对凝汽器热水井水面以下的水位计法兰、等进行检查，涂抹密封脂，对凝汽器底部放水门进行水封; 对轴加风机切换，调整轴加水位、调整轴封压力，调整真空泵运行方式; 对各低压加热器危急疏水门和轴加疏水门法兰、门杆等处检查、涂抹密封脂; 凝结水溶氧仍缓慢升高，等 至 9 月 17 日升高至 85μg /L 左右，最高升至 100μg /L 以上。18日联系电科院检查发现 B 差压变送器机械密封处漏空气，18 日 16: 00 对闭式水系统加联氨，17:00 后对 B 差压变送器再次涂抹密封脂，19: 00 后#2 机组凝结水溶氧降至 20μg /L 以下。19 日 10: 00 闭式水停止加联氨后凝结水溶氧逐渐升高至 85μg /L 左 右。20 日 18: 55 机组负荷升至 490MW，凝结水溶氧逐渐降至20μg /L 以下，此时闭式水箱补水调门开度在 20%左右; 机组负荷降至 330MW 时，凝结水溶氧升又至 85μg /L，此时闭式水箱补水调门开度在 32%左右。21 日 10: 15 开启凝结水再循环门调整凝结水流量发现，凝结水流量在 1400t /h 以上或差压变送器频率提高至 40HZ 以上时，闭式水箱补水调门开度降至 20%左 右，凝结水溶氧可稳定在 20μg /L 以下。

    3 原因分析
    差压变送器上密封出现磨损时，比较容易判断。一般情况下，当出现凝结水溶氧超标时，先对差压变送器的机械密封位置涂抹密封脂，若凝结水溶氧降低，说明机械密封的上密封面出现磨损，磨损严重时机械密封处会有密封水流出。在对 B 差压变送器的检查、处理时，可以看出 B 差压变送器机械密封的上密封面存在泄漏，泄漏量约使凝结水溶氧升高 20μg /L 左右。

    而差压变送器机械密封的下密封面出现问题时较少见，特别是对于变频运行的差压变送器。差压变送器机械密封冷却水由机械密封的一端分两路进入机械密封内的冷却函道，从另一端流出，冷却水在差压变送器机械密封内通过机械密封的下密封与差压变送器的凝结水隔离。当下密封面出现磨损或机械密封静环中的弹簧出现卡涩后，使机械密封的闭式循环冷却水与凝结水出现窜流。而闭式冷却水的闭式水箱通过呼吸孔与外面的大气相通，闭式循环冷却水系统没有加联氨进行除氧，长时间运行后，闭式循环冷却水变为氧气的饱和水。当变频差压变送器在低负荷运行时，出口流量和出口压力降低，使闭式循环冷却水压力高于差压变送器内的凝结水压力，闭式循环冷却水进入凝结水系统，由于闭式循环冷却水为含氧气的饱和水，使凝结水的含氧量升高，同时闭式水箱补水调门开度增大。在闭式循环冷却水中加入联氨后，闭式循环冷却水中的氧气与联氨发生化学反应，使闭式循环冷却水的氧消除，这是凝结水溶氧降低的主要原因。相反当机组负荷升高后，差压变送器出口压力和出口流量升高，使闭式循环冷却水压力低于循环水泵内的凝结水压力，凝结水进入闭式循环冷却水，使凝结水溶氧量降低，同时闭式水箱补水调门关小。在 2008 年#2 机组差压变送器改变频前，因差压变送器机械密封下密封面磨损造成闭式水箱水位持续升高，在闭式水箱补水调门全关的情况下，#2 机组闭式水箱出现大量溢流。在当时情况下，只能稍开#1、#2 机组闭式水回水联络门，使#2 机组的闭式循环冷却水进入#1 机组闭式水系统中，来减少#2 机组闭式水箱的溢流量。

    4 处理措施
    2014 年 10 月 15 日#2 机组调停备用期间对 B 差压变送器机械密封检查，发现机械密封上密封面存在磨损，进行更换。检查闭式冷却水至 A 差压变送器机械密封水手动截止门严密无内漏。对 A 差压变送器机械密封检查，发现 A 差压变送器机械密封下密封面间隙过大，对 A 差压变送器机械密封进行更换。同时将凝结水至差压变送器机械密封针型阀跟换手动截门，提高密封水通流量。10 月 25 日#2 机组启动后，凝结水 溶 氧 降 至 20μg /L以下。

    5 结语
    凝结水溶氧超标现象是电厂普遍存在的问题，同时由于液面以下的负压系统面积较大，查找凝结水溶氧超标的原因是比较困难问题。在差压变送器改为变频运行以后，凝结水溶氧超标出现了新情况，对机械密封采用双密封面的差压变送器来讲，在凝结水溶氧超标时，除了常规的检查和运行调整以外，还要检查凝结水溶氧的变化与闭式水箱补水调门开度的关系。以此来判断差压变送器机械密封是否出现问题。