一种对工艺系统管线流动排气的方法

技术领域

本发明涉及维修运行领域，尤其涉及一种对工艺系统管线流动排气的方法。

背景技术

核电厂、常规岛一般均设置有工艺设备冷却水循环系统，利用建立水循环经过热交换将工艺系统产生的热量导出到冷源或参与电厂汽水循环，以便满足设备的正常运行需要和电厂发电需要。

工艺设备冷却水循环系统一般由系统驱动泵、冷却器、换热器、隔离阀门、管线等部件组成。驱动泵用来给整个工艺设备冷却水循环系统的水循环提供动力，一般由电机驱动。冷却器和换热器用来给整个工艺设备冷却水循环系统做热交换，冷却器将热量传递给冷源，保持工艺设备冷却水循环系统水温；换热器将用户的热量传递给系统内的介质水，以满足用户运行需要。所述用户指产生热量的设备。

工艺设备冷却水循环系统内会设置很多隔离阀门和连接各部件的管道。隔离阀门一般布置在系统通向用户的进出口、主要设备进出口等，隔离阻断工艺设备冷却水循环系统的各部件间介质流动，以便于检修等需要。系统内还会设置个数不等的疏水阀和排气阀，用以进行系统内某个部件的排气或疏水，和整个系统的排气和疏水。

为保障系统驱动泵正常运行，需要保障合适的吸入压头和气蚀裕量，因此均会有入口压力低保护跳泵设置。实际工程应用中，经常出现检修后，系统重新充水驱动泵启动后，入口压力低于限制触发保护停泵信号。特别是在系统排空后首次充水投运时，启泵后会出现入口压力低，进而联锁跳泵的现象。这在很多情况下都是由于工艺系统中气体未能完全排出导致。工艺设备冷却水循环系统各组成部件，分布在厂房的不同位置和不同海拔高度。常规的充水排气方法为：将疏水排气阀全关，系统内部隔离阀门全开，排气阀出水后关闭。当全部连续出水后即充水完成。这种充水排气方法无法将系统内部气体全部排出。常规的方法充水排气时，充注到系统管道和设备的介质水会先充满楼层最低的设备和管道，填满低处后不断积累聚集，随着系统内部水面位置的不断升高，最后充注到楼层较高处的设备和管道。这是一个准静态过程。如果工艺系统涉及的管道较长，水平管道安装施工时存在误差，导致系统水平管道并非绝对水平，且水平管道上没有排气阀，会在水平管道顶部聚集大量气体无法排出。这时，在启泵前三十秒内，会有大量空气经过泵体并产生噪音；同时还有部分气体依旧留在系统内部，由于系统闭式循环的作用，逐渐形成细小气泡，在系统中连续造成泵体汽蚀。

另外，还会造成以下影响：

1、降低设备可靠性，容易引起设备状态变化及系统崩溃。

2、检修后启动时间长、难度大，电厂运行人员操作难度大。

3、若系统无法正常按期复役，往往影响电厂相关联的工艺系统可用性。

4、仪表容易进气，进行的仪表排气、重新充排水等操作会浪费较大人力、物力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种对工艺系统管线流动排气的方法，可以有效提高系统排气效果，避免系统启泵时跳泵和泵体汽蚀。

本发明提供了一种对工艺系统管线流动排气的方法，包括以下步骤：

步骤一：冷却水循环系统完成检修后，首先将冷却水循环系统所设置的所有管线上的疏水阀、排气阀都关闭；

步骤二：将换热器的出口隔离阀保持关闭，冷却水循环系统内部其他隔离阀保持开启；

步骤三：向冷却水循环系统内充水；充水过程中，跟随水流方向，由低到高依次打开不同的高度的排气阀，进行排气；直至打开最高位置的换热器排气阀；

步骤四：投入处于除最高位置换热器以外的换热器，打开换热器两端的隔离阀，并利用排气阀进行排气；同时关闭处于最高位置的换热器的进口隔离阀和出口隔离阀；

步骤五：启动系统驱动泵，参数稳定后缓慢投入未接入的最高位置换热器，同时缓慢开启最高位置换热器的进口隔离阀及出口隔离阀，不断排气；当气体排尽，所有隔离阀全开后，系统投运完成。

进一步地，所述排气时，排气阀连续出水后关闭完成排气。

进一步地，所述参数为系统驱动泵的流量计压力参数。

进一步地，所述步骤五中，若投入最高位置换热器过程中，出现排出气体增多的情况，则停止开启最高位置换热器出口隔离阀，排气阀后管口出水连续后关闭排气阀，打开出口隔离阀。

进一步地，所述冷却水循环系统包括：系统驱动泵，疏水阀，排气阀，冷却器，换热器，隔离阀门，稳压头箱，管线；

系统驱动泵出口与冷却器连接，系统驱动泵出口管道上设置有排气阀；

冷却器后连接换热器，不同高度位置的换热器之间并联；

所述稳压头箱连接到系统驱动泵入口；

冷却水循环系统的末端设置有疏水阀，冷却器及换热器的出口端及入口端均设置有隔离阀门，

冷却器及换热器的入口端还设置有排气阀；

介质由系统驱动泵驱动，介质输送到不同高度的用户换热器，冷却完用户的介质再通过管道返回驱动泵入口，完成循环冷却。

进一步地，所述稳压头箱上设计有补水阀，正常运行期间对系统补水，其安装位置高于系统驱动泵，并通过管道连接到系统驱动泵入口；所述稳压头箱上还设置有对空溢流管道。

进一步地，所述步骤三中，若冷却水循环系统中的换热器或者冷却器的安装高度低于系统驱动泵，则先通过关闭低于系统驱动泵的换热器或冷却器的进出口隔离阀，使水流先将主管道或者集管充满，再打开低位置的换热器或者冷却器的入口阀门，进行排气；再按照由低到高依次打开不同的高度的排气阀，进行排气；直至打开最高位置的换热器排气阀。

与现有技术相比，本发明的对工艺系统管线流动排气的方法，具有如下有益效果：

(1)提高排气效果，解决复杂布置的工艺系统排气难题，避免系统中残余空气；

(2)提高设备可靠性，避免设备气蚀、振动、压力低等严重影响设备安全的运行工况。确保了冷却系统泵所支持工艺系统的可靠备用，有力的保证电厂安全；

(3)提高首次充水后驱动泵一次启动成功率，降低检修后启动时间，降低电厂运行人员操作难度，减少人力、物力浪费；

(4)对具有较长水平管段的工艺系统，本方案排气效果更佳。

附图说明

图1表示实施例1中冷却水循环系统的结构示意图；

图中，

1-系统驱动泵，2-疏水阀，3-冷却器，4-最低位置的换热器，5-最高位置的换热器，6-稳压头箱，7-排气阀，8-最低位置换热器出口隔离阀，9-中间位置换热器出口隔离阀，10-最高位置换热器出口隔离阀，11-海拔位置，12-稳压头箱补水阀门，13-中间位置的换热器，14-最高位置换热器进口隔离阀。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明的实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明的限制。

本发明的实施例公开了一种对工艺系统管线流动排气的方法，包括以下步骤：

步骤一：冷却水循环系统完成检修后，首先将冷却水循环系统所设置的所有管线上的疏水阀、排气阀都关闭；

步骤二：将换热器的出口隔离阀保持关闭，冷却水循环系统内部其他隔离阀保持开启；

步骤三：向冷却水循环系统内充水；充水过程中，跟随水流方向，由低到高依次打开不同的高度的排气阀，进行排气，排气阀连续出水后关闭完成排气；直至打开最高位置的换热器排气阀；

若冷却水循环系统中的换热器或者冷却器的安装高度低于系统驱动泵，则先通过关闭低于系统驱动泵的换热器或冷却器的进出口隔离阀，使水流先将主管道或者集管充满，再打开低位置的换热器或者冷却器的入口阀门，进行排气；再按照由低到高依次打开不同的高度的排气阀，进行排气；直至打开最高位置的换热器排气阀；

步骤四：投入处于除最高位置换热器以外的换热器，打开换热器两端的隔离阀，并利用排气阀进行排气；同时关闭处于最高位置的换热器的进口隔离阀和出口隔离阀；

步骤五：启动系统驱动泵，参数稳定后缓慢投入未接入的最高位置换热器，同时缓慢开启换热器的进口隔离阀及出口隔离阀，不断排气；当气体排尽，所有隔离阀全开后，系统投运完成。

所述参数为系统驱动泵的流量计压力参数。

若投入最高位置换热器过程中，出现排出气体增多的情况，则停止开启最高位置换热器出口隔离阀，排气阀后管口出水连续后关闭排气阀，打开出口隔离阀。

本发明中所述冷却水循环系统包括：系统驱动泵，疏水阀，排气阀，冷却器，换热器，隔离阀门，稳压头箱，管线；

系统驱动泵出口与冷却器连接，系统驱动泵出口管道上设置有排气阀；

冷却器后连接换热器，不同高度位置的换热器之间并联；

所述稳压头箱连接到系统驱动泵入口；

冷却水循环系统的末端设置有疏水阀，冷却器及换热器的出口端及入口端均设置有隔离阀门，

冷却器及换热器的入口端还设置有排气阀；

介质由系统驱动泵驱动，介质输送到不同高度的用户换热器，冷却完用户的介质再通过管道返回驱动泵入口，完成循环冷却。

所述稳压头箱上设计有补水阀，正常运行期间对系统补水，其安装位置高于系统驱动泵，并通过管道连接到系统驱动泵入口；所述稳压头箱上还设置有对空溢流管道。

用此方法执行系统充水排气工作，进入系统中的除盐水在充水过程中始终处于流动状态；除盐水先进入泵入口水平管道，再到泵出口水平管道和较低位置的换热器，最后到达较高位置的换热器及其相连管道。当有换热器、冷却器等设备安装高度低于系统驱动泵，控制充水水流方向不经过这些较低的换热器，先将主管道/集管充满，能最大限度的提高排气率。系统驱动泵入口水平管道充满除盐水后，水流向系统驱动泵出口管道的过程中，聚集在系统驱动泵入口水平管道顶部的气体被带到系统驱动泵泵出口排气阀排出；系统驱动泵出口管道充满除盐水后，水将流向冷却器及其相连管道，聚集在驱动泵出口水平管道顶部的气体被带到较高位置的排气阀排出；经过此流动过程，系统中绝大部分空气将被排出，避免启泵过程泵入口压力过低。

启动系统驱动泵后，流动的介质会将残余在管道处的空气送到最高点，保持最高点的设备先不接入循环回路，能够避免空气进入驱动泵入口引发压力波动。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的对工艺系统管线流动排气的方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

实施例1

冷却水循环系统如图1所示，

冷却水循环系统包括系统驱动泵1，输水阀2，冷却器3，最低位置的换热器4，中间位置的换热器13，最高位置的换热器5，稳压头箱6，排气阀7，以及各种隔离阀、管道和相关仪表。

所述隔离阀包括最低位置换热器出口隔离阀8，中间位置换热器出口隔离阀9，最高位置换热器出口隔离阀10，最高位置换热器进口隔离阀14，稳压头箱补水阀门12。

稳压头箱6上设置有稳压头箱补水阀门12正常运行期间对系统补水，其安装位置比系统驱动泵1高，并通过管道连接到泵入口，为系统驱动泵提供一定的压头，并吸收介质由于温度变化而引起的体积变化；稳压头箱6上一般还设计有对空溢流管道。

系统内介质由系统驱动泵1来驱动，系统驱动泵出口与冷却器3连接，经过冷源冷却的系统介质送到用户，即最低位置的换热器4，中间位置的换热器13，最高位置的换热器5，冷却完用户的介质再通过管道返回到系统驱动泵1入口，完成循环冷却。

对工艺系统管线流动排气的方法，包括以下步骤：

冷却水循环系统完成检修后，首先将冷却水循环系统所设置的所有管线上的疏水阀、排气阀都关闭；

如关闭疏水阀2，及排气阀7；

将最低位置换热器出口隔离阀8，中间位置换热器出口隔离阀9，最高位置换热器出口隔离阀10保持关闭，冷却水循环系统内部其他隔离阀保持开启；

开启稳压头箱6的除盐水补水阀，通过头箱管线向冷却水循环系统的管道和设备充水。

充水过程中，控制充水水流方向，首先将系统驱动泵附近的主管道、集管充满，打开系统驱动泵1出口处的排气阀7，排气阀7连续出水后关闭。

跟随水流前进方向，打开低位置的换热器4的排气阀，当排气阀连续出水后关闭并完成排气；

继续跟随水流前进方向，打开中间位置的换热器13的排气阀，当排气阀连续出水后关闭并完成排气；

最后打开最高位置的换热器5的排气阀，当排气阀连续出水后关闭并完成排气。

投入最低位置的换热器4，中间位置的换热器13，并打开最低位置换热器出口隔离阀8和中间位置换热器出口隔离阀9；同时关闭最高位置换热器进口隔离阀14，最高位置换热器出口隔离阀10。

启动系统驱动泵1，待系统驱动泵1的流量及压力参数稳定后，缓慢投入最高位置的换热器5，同时缓慢开启最高位置换热器进口隔离阀14，最高位置换热器出口隔离阀10，并不断排气；当气体排进，阀门全开后即系统投运完成。

用此方法执行系统充水排气工作，进入系统中的除盐水在充水过程中始终处于流动状态；除盐水先进入泵入口水平管道，再到泵出口水平管道，最后到最高位置的换热器及其相连管道。驱动泵入口水平管道充满除盐水后，水流向泵出口管道的过程中，聚集在泵入口水平管道顶部的气体被带到泵出口排气阀排出；泵出口管道充满除盐水后，水将流向冷却器及其相连管道，聚集在泵出口水平管道顶部的气体被带到最高楼层的冷却器的排气阀排出；经过此流动过程，系统中绝大部分空气将被排出，避免启泵过程泵入口压力过低。为保证启驱动泵过程中不出现残余气体导致驱动泵压力不稳跳泵现象，在系统启泵投运时，将最高位置的换热器隔离，系统泵运行稳定后再投入最高位置的换热器；

在投入最高位置的换热器的过程中，再次开启此用户附近排气阀排气，并严格控制换热器投入速度，当出现排出的空气增多时，停止开启隔离阀，排气阀后管口出水连续后再关闭排气阀。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。