600MW 機組主冷油器應(yīng)用不銹鋼管經(jīng)濟效益分析

楊宏輝

（武鄉(xiāng)西山發(fā)電有限公司，山西 武鄉(xiāng) 046300）

1 概述

山西武鄉(xiāng)西山發(fā)電有限公司600MW 機組（#1機、#2機）主冷油器是由哈爾濱電氣集團有限公司生產(chǎn)的YL-2X560-2型立式、管殼式冷卻器，冷卻面積560m2，材質(zhì)不銹鋼管TP304，銅管規(guī)格d16mm×1mm，冷卻油量287t／h，進出口油溫49℃／45℃，冷卻水溫36℃，冷卻水量750t／h，冷油器進出油采用三通閥，閥芯為硬密封結(jié)構(gòu)。

每臺機組裝有2臺冷油器，位于主油箱一側(cè)，從交流潤滑油泵及直流事故油泵來的潤滑油，在進入軸承前都必須經(jīng)過主冷油器。在正常運行工況下，一臺投入運行，另一臺備用。在某些特殊情況下，如夏季高溫環(huán)境或冷油器產(chǎn)生污垢換熱效果降低時，2臺冷油器同時并聯(lián)運行，以保證控制油溫可靠性。因此，冷油器的主要作用是用來冷卻汽輪發(fā)電機組軸承潤滑油質(zhì)的。主冷油器運行狀況對汽輪發(fā)電機組安全運行起著重要作用。

2 銅管主冷油器現(xiàn)狀

山西武鄉(xiāng)西山發(fā)電廠自2006年10月投產(chǎn)以來，#1機組由于冷油器銅管、管板腐蝕嚴重，曾多次發(fā)生潤滑油向冷卻水中泄漏的問題。據(jù)統(tǒng)計，2010年1—4月，#1機補油1740L，其中因主冷油器銅管泄漏量達1204L.油箱油位經(jīng)常降低和補油頻繁，以及冷油器多次檢修直接影響#1機組的安全經(jīng)濟運行。調(diào)查表見表1.

表1 #1機組潤滑油系統(tǒng)各設(shè)備流失油量調(diào)查表

3 銅管式主冷油器泄漏原因分析

經(jīng)過研究討論得出，銅管泄漏的主要原因如下：

3.1 管板腐蝕

由于黃銅和鋼兩種金屬的電極電位相差較大，在冷油器檢修時，發(fā)現(xiàn)管板有明顯的電偶腐蝕，尤其在管板三角區(qū)腐蝕較嚴重，管板凹凸不平，有棘突狀棕褐色腐蝕物，除去腐蝕物可見黑色腐蝕產(chǎn)物。

3.2 銅管的沖刷腐蝕

輔機循環(huán)冷卻水中的懸浮物、泥沙等固體顆粒狀硬物對冷油器入口端銅管產(chǎn)生沖擊、摩擦，長時間運行后，入口段銅管內(nèi)壁粗糙，雖無明顯腐蝕面，但表面粗糙，黃銅大部分裸露，管壁變薄。

3.3 沉積物下腐蝕

沉積物下腐蝕是銅管腐蝕的主要形式。輔機循環(huán)冷卻水中泥沙的沉積、黏泥的附著、水垢的生成都能在銅管內(nèi)壁形成沉積物。

3.4 應(yīng)力腐蝕

黃銅管本身對應(yīng)力腐蝕破裂敏感，特別是Zn離子在黃銅管有內(nèi)應(yīng)力存在時，加上介質(zhì)的侵蝕，時間一久便產(chǎn)生腐蝕裂紋，造成管子腐蝕破裂現(xiàn)象。

由于銅管存在以上諸多缺陷，冷油器三通閥內(nèi)部閥體硬接觸，不能完全切換投退，造成檢修冷油器時，潤滑油路無法完全關(guān)閉，檢修作業(yè)只能冒油工作，潤滑油浪費嚴重，檢修條件惡劣，危險性大。因此造成主冷油器投退困難，使得漏油現(xiàn)象不能得到及時消除。

4 銅管與不銹鋼管經(jīng)濟效益比較

冷油器使用不銹鋼替代銅管不僅在技術(shù)上可行，而且還能帶來可觀的綜合經(jīng)濟效益，極具推廣應(yīng)用價值。

1）山西武鄉(xiāng)西山發(fā)電公司自2010年6月#1機組主冷油器改造不銹鋼管后未發(fā)生一次泄漏，機組油系統(tǒng)補油量也由改造前的435L／月降至159L／月，控制在合格范圍內(nèi)，達到了預期效果。

2）主冷油器更換不銹鋼管不僅解決了銅合金腐蝕影響潤滑油品質(zhì)和增加油耗的問題，而且節(jié)約了主冷油器停運查漏堵管的維護費用。因為主冷油器水室與油側(cè)串通，銅管泄漏時油質(zhì)產(chǎn)生乳化變質(zhì)傾向，無法回收，必須將已退出冷油器內(nèi)部潤滑油全部放盡。同時更換不銹鋼管比銅管成本低，所以主冷油器用不銹鋼管代替銅管獲得了較好的經(jīng)濟效益。

a）銅管與不銹鋼管成本比較見表2.

表2 銅管與不銹鋼管成本比較表

從表2可看出，舊銅管的成本比新不銹鋼管成本高（72240元-64080元）×2=16320元。

b）根據(jù)月補油情況計算：

每年節(jié)約（435-159）×12=3312L，透平油單價2400元／桶，（3312／230）×2400=34560元。

c）按1個月減少1次檢修計算：

（每次檢修排油約1250L）1250×12=15000L

（15000／230）×2400=156521L

共計：16320+34560+156521=207401元

主冷油器采用不銹鋼管代替黃銅管最顯著的優(yōu)點是TP304不銹鋼管使用溫度高于150～200℃以上時才發(fā)生應(yīng)力腐蝕破壞。一般主冷油器油側(cè)溫度最高時達到50℃多，循環(huán)水溫度為5～40℃，在這種條件下，TP304不銹鋼管可長期使用而不被腐蝕破壞。因此，更換不銹鋼管是解決銅合金不被污染水質(zhì)腐蝕的最佳選擇，不僅在技術(shù)上可行，而且改善了電廠冷油器的運行經(jīng)濟性，綜合經(jīng)濟效益可觀，因此，采用不銹鋼管代替銅管作為主冷油器內(nèi)壁推廣應(yīng)用前景廣闊。

［1］ 溫秉權(quán).金屬材料手冊［M］.第2版.北京：電子工業(yè)出版社，2009：3-11.