在火力发电厂的机组汽水循环过程中，凝结水泵作为重要的辅助设备，担负着将凝汽器热水井中的凝结水输送至除氧器进行除氧的任务。若凝结水泵不能正常工作，热水井内的凝结水就无法抽送至除氧器，机组汽水循环将无法建立或被破坏，机组将不能启动或被迫停运^[1]。本文以某自备电厂凝结水泵为例，分析在机组低背压状态下凝结水泵出力不足的原因，并提出处理措施，供相关技术人员参考。

某自备电厂装机为2 × 330 MW直接空冷供热机组，每台机组配置2 台（1 运1 备）容量为100%的凝结水泵，该水泵为上海凯士比泵有限公司生产的NLT350-400X7筒袋型立式多级离心泵。凝结水泵设计参数如下：流量855.81 m²/h，扬程343 m，必须汽蚀余量3.1 m，功率957 kW，转速1480 r/min^[2]。

凝结水系统见图 1所示。主凝结水系统的构成如下：

图 1

Fig. 1

图 1 凝结水管道系统图

（1） 2台凝结水泵1运1备，运行泵发生故障时联锁启动备用泵；

（2） 低压加热器设置主凝结水旁路；

（3） 设置凝结水最小流量再循环管路；

（4） 在排汽装置热水井底部接有至集水坑的支管，以便在机组投运前、冲洗凝结水管路时，将不合格的凝结水排入集水坑。

（5） 从排汽装置热水井引出1根凝结水管道接至2台凝结水泵的进口，在凝结水泵的进口管路上各装有1只电动闸阀和1只滤网。电动闸阀用于水泵检修隔离，滤网可防止热水井中可能积存的残渣进入凝结水泵内。滤网上装有压差开关，当滤网受堵压降达到限定值时，向集控室发出报警信号。如果确定热水井内部已经洁净，也可拆除滤网以减少阻力损失。在2台凝结水泵的出口管路上均装有1只止回阀和1只电动闸阀，止回阀用于防止凝结水倒流，电动闸阀上装有行程开关，便于控制和检查阀门的开闭状态^[3]。

1号机组空负荷运行，在低背压-70 kPa左右时，A凝结水泵变频运行且频率逐渐增至50 Hz，A凝结水泵电流在36~51 A大幅波动（正常情况下凝结水泵在频率达到50 Hz时电流为65 A左右）；A凝结水泵出口压力由2.0 MPa直降至0.5 MPa，且在0.5 MPa左右频繁波动（正常情况下凝结水泵出口压力应为2.5~3 MPa）；凝结水泵出口至凝结水精处理装置之间的管道振动较大，运行过程中凝结水泵噪声大。经过反复试验，得到机组真空、凝结水泵出口压力、凝结水泵电流的变化曲线，见图 2所示。

图 2

Fig. 2

图 2 A凝结水泵异常时运行曲线

对造成以上现象的可能因素逐一进行排查，以确定故障原因。

检查凝结水系统的严密性，并对检查出的漏气点进行堵漏处理。因整个系统中只有排汽装置出口至凝结水泵入口管段未做严密性试验，所以将漏气点范围缩小到此管段。首先检查凝结水泵入口滤网（型号为GLS-600，立式安装、进出口水平布置且高度一致），发现滤网顶盖法兰上螺栓未全部安装；后将短缺螺栓全部安装好，并在滤网顶盖法兰周围涂抹黄油密封，之后在真空系统未停运情况下点燃蜡烛在凝结水泵入口电动闸阀、滤网的接口处查漏，烛火没有熄灭，判断凝结水泵管路（顺凝结水流方向）严密。

因凝结水泵机械密封在运行过程中甩水严重，因此检查凝结水泵机械密封是否存在间隙太大或损坏情况^[4]。

凝结水泵机械密封水设计压力为0.2~0.6 MPa^[2]，现场经除盐水泵后的除盐水压力为0.4 MPa，凝结水泵机械密封水就地表压显示为0.1 MPa。按照以上数据，凝结水泵机械密封水的就地压力未达到厂家设计值，如凝结水泵机械密封间隙符合设计要求，则不应出现凝结水泵机械密封严重甩水现象。后经核实，为轴承冲洗水流量过大造成甩水严重现象，凝结水泵机械密封间隙正常。

向运行人员核实是否按如下步骤操作：缓慢开启凝结水泵进水管阀门，同时打开排气阀，排尽凝结水泵入口滤网内空气；检查滤网与供水系统连接处有无渗漏现象，然后关闭排气阀，打开出水口阀门，滤水器开始正常过滤^[5]。经核实，操作正确无误。

检查是否因凝结水泵入口滤网的排空阀门阀芯脱落，导致排空气阀门未打开形成气阻。

在凝结水泵入口滤网上部引出抽真空管道接至凝结水泵的抽真空管道上，并在此管道上加装针形阀，之后在凝结水泵入口管道注水，同时打开此针形阀，排尽滤网内空气，在系统抽真空时将针形阀关闭。此做法有一定效果，但是凝结水泵出口压力仍无法达到机组启动要求。

检查凝结水泵入口滤网是否堵塞，待系统停运后清理滤网，有少许杂质，但不足以造成凝结水泵出力不足。

凝结水泵入口滤网的设计流量为1200 m³/h，过滤精度为2mm，滤网的长、宽分别为2100mm、1300mm^[5]，则滤网的通流面积为2.73 m²；凝泵入口管道的通流面积为0.3 m²。根据厂家提供的资料，要求凝结水泵入口滤网通流面积大于泵入口管道通流面积的5倍即可^[2]，因此不存在凝结水泵入口滤网的通流面积不足的问题。

检查凝结水泵安装记录，与图纸要求符合；同时核实排汽装置底标高、凝结水泵底标高的实际尺寸，也与图纸要求符合。

因凝结水泵出口至凝结水精处理装置之间的管道振动大，运行过程中凝结水泵噪声大，此现象与凝结水泵发生汽蚀的现象接近，因此分析是否为凝结水泵汽蚀余量不足造成凝结水泵汽蚀。

凝结水泵入口阻力示意图如图 3所示。只要凝结水泵的有效汽蚀余量大于凝结水泵的必须汽蚀余量，就不存在凝结水泵的汽蚀余量不足问题^[6]。经计算，在机组低背压（例如-70 kPa左右，当地大气压为86 kPa，相当于排汽装置中的水需要克服1.6 m高水柱的力）状态下，凝结水泵的有效汽蚀余量为5.31 m，大于必须汽蚀余量3.1 m^[7]。

图 3

Fig. 3

图 3凝结水泵入口阻力示意图

根据以上分析，在机组低背压状态下，排汽装置中凝结水的液面高差可以克服低背压给予的向上的力，但是如果排气装置的背压继续降低（如绝对压力超出22 kPa，机组正常运行时排汽装置的绝对压力为12~15 kPa），将导致凝结水泵的有效汽蚀余量小于必须汽蚀余量，则凝结水泵发生汽蚀。为了确定是否因凝结水泵在机组低背压时产生汽蚀导致凝结水泵出力不足，进行了进一步验证，即在机组不建立真空的情况下启动凝结水泵，虽然凝结水泵出力有所提高，但仍无法满足机组启动要求。

检查排汽装置热水井滤网是否堵塞，排汽装置上的所有接管是否符合设计要求。

检查排汽装置热水井滤网是否堵塞以及排汽装置上所有接管是否符合设计要求，需要将排汽装置里的水全部放掉，然后进入排汽装置内进行检查。从空冷排汽管道的人孔处进入到排汽装置内，发现排汽装置热水井的滤网不仅没有拆除，还被杂物堵死。后将滤网（筛孔尺寸为1.18 mm）拆除，并将里面的杂物清理干净后，机组启动恢复正常，相应的机组真空、凝结水泵出口压力、凝结水泵电流的变化曲线见图 4所示。

图 4

Fig. 4

图 4 凝结水系统正常后各参数曲线图

通过以上分析及处理，最终确定造成本次凝结水泵出力不足的原因是排汽装置热水井滤网堵塞。建议如果确定热水井内部已经洁净，可将热水井滤网的过滤精度适当降低，改用筛孔尺寸为1.4~1.7 mm的滤网，也可直接拆除滤网以减少阻力。

凝结水泵的运行状态直接影响汽轮发电机组的安全稳定与经济运行，凝结水系统、设备发生故障时，应及时开展原因排查、分析工作，并尽快处理解决。本文介绍的凝结水泵运行故障原因查找与处理方法可供其他电厂发生类似问题时参考。