600MW發(fā)電機(jī)氫氣冷卻器在線清洗可行性研究與實(shí)施

摘 要：根據(jù)哈爾濱電機(jī)廠600MW發(fā)電機(jī)氫氣冷卻器整體構(gòu)造特點(diǎn)，結(jié)合發(fā)電機(jī)產(chǎn)品使用說(shuō)明書關(guān)于600MW機(jī)組發(fā)電機(jī)退出一組氫氣冷卻器時(shí)可以帶80%負(fù)荷的安全運(yùn)行要求，制作發(fā)電機(jī)氫氣冷卻器在線清洗專用工具，除去氫氣冷卻器管道內(nèi)壁附著物，提高氫氣冷卻器熱交換效率，保證發(fā)電機(jī)運(yùn)行中冷氫溫度在合格范圍，實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)按設(shè)計(jì)值出力安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：600MW；發(fā)電機(jī)；氫氣冷卻器；不停機(jī)；清洗

中圖分類號(hào)：TM311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

大唐三門峽電廠#3發(fā)電機(jī)在2014年7月機(jī)組負(fù)荷600MW工況，環(huán)境溫度35℃，氫氣冷卻器進(jìn)水溫度30℃，氫氣冷卻器冷卻水進(jìn)出水閥門全開狀況下，發(fā)電機(jī)冷氫溫度最高達(dá)到47.82℃，超過(guò)發(fā)電機(jī)運(yùn)行規(guī)程冷氫溫度不超過(guò)46℃的上限值，機(jī)組被迫降負(fù)荷運(yùn)行。

1 原因分析

#3發(fā)電機(jī)氫氣冷卻器采用地表水作為冷卻水源，2014年夏季由于三門峽地區(qū)降水偏少，地表水水源緊張，水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化，冷卻水水質(zhì)較差，在氫氣冷卻器冷卻水管路內(nèi)管壁上形成大量附著物，嚴(yán)重影響氫氣冷卻器的散熱效果。同時(shí)，由于夏季環(huán)境溫度升高，冷卻水進(jìn)水溫度經(jīng)常超過(guò)35℃，在氫氣冷卻器冷卻水手動(dòng)閥門全開和流量調(diào)節(jié)閥門全開情況下，因氫氣冷卻器散熱效果差，仍然出現(xiàn)發(fā)電機(jī)內(nèi)冷氫溫度超過(guò)規(guī)定值45±1℃的要求，當(dāng)發(fā)電機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行且環(huán)境溫度高時(shí)，冷氫溫度甚至超過(guò)47℃，接近48℃的限負(fù)荷定值，機(jī)組被迫降負(fù)荷運(yùn)行。

2 采取對(duì)策

大唐三門峽電廠對(duì)#3發(fā)電機(jī)氫氣冷卻器結(jié)構(gòu)圖紙及檢修過(guò)程照片進(jìn)行搜集、分析，確認(rèn)哈電600MW發(fā)電機(jī)氫氣冷卻器進(jìn)出水端水室端蓋為外置結(jié)構(gòu)，水室端蓋與發(fā)電機(jī)氫氣系統(tǒng)沒(méi)有直接接觸部位，但氫氣冷卻器回水端端蓋在發(fā)電機(jī)內(nèi)部，通過(guò)外部大端蓋對(duì)發(fā)電機(jī)氫氣系統(tǒng)進(jìn)行密封，發(fā)電機(jī)運(yùn)行期間，回水端端蓋不能打開。因此，在確保氫氣冷卻器與發(fā)電機(jī)本體密封良好的前提下，運(yùn)行中將氫氣冷卻器進(jìn)出水端蓋打開，對(duì)發(fā)電機(jī)內(nèi)部氫氣系統(tǒng)安全運(yùn)行沒(méi)有影響。發(fā)電機(jī)運(yùn)行中退出一組氫氣冷卻器時(shí)，發(fā)電機(jī)的負(fù)荷須降至額定負(fù)荷的80%以下。綜合以上分析，發(fā)電機(jī)運(yùn)行期間，在低負(fù)荷時(shí)段，通過(guò)打開發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)出水端蓋對(duì)氫氣冷卻器進(jìn)行在線清洗是安全、可行的。

3 實(shí)施方案及措施

哈電600MW發(fā)電機(jī)進(jìn)出水端蓋與發(fā)電機(jī)氫氣冷卻器本體連接螺栓為長(zhǎng)螺栓，螺栓外部固定進(jìn)出水室端蓋，內(nèi)部固定氫氣冷卻器散熱器與端板，在進(jìn)行氫氣冷卻器水沖洗拆裝端蓋時(shí)，必須保證此螺栓固定牢靠，避免出現(xiàn)螺栓松動(dòng)，造成發(fā)電機(jī)漏氫。

3.1 安全措施

（1） 拆裝螺絲等均使用銅制工器具， 必須使用鋼制扳手時(shí)，在扳手上涂抹黃油，并用棉布包好。堅(jiān)決杜絕任何撞擊發(fā)生。

（2）準(zhǔn)備4個(gè)氫冷器通水銅管的木塞，沖洗過(guò)程中發(fā)現(xiàn)氫氣冷卻器以防銅管漏氫時(shí)堵漏。

（3）準(zhǔn)備兩只可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)儀，并檢驗(yàn)合格。安排專人在氫氣冷卻器清洗過(guò)程中全程對(duì)氫氣冷卻器結(jié)合面、銅管等處不間斷監(jiān)測(cè)氫氣濃度，發(fā)現(xiàn)有漏氫情況時(shí)，立即停止工作，對(duì)漏氫部位進(jìn)行處理。

（4）拆除氫氣冷卻器進(jìn)出水水室端蓋螺栓前，將發(fā)電機(jī)氫氣冷卻器與發(fā)電機(jī)本體螺栓用紅色記號(hào)筆做好標(biāo)記，并安排專人逐一核對(duì)、確認(rèn)。防止誤拆除氫氣冷卻器與發(fā)電機(jī)本體連接螺栓。

（5）發(fā)電機(jī)氫氣冷卻器一組退出運(yùn)行期間，運(yùn)行人員加強(qiáng)監(jiān)視發(fā)電機(jī)鐵芯溫度和冷氫溫度，冷氫溫度盡量保持在47℃以下。當(dāng)冷氫溫度超過(guò)47℃時(shí)，注意監(jiān)視發(fā)電機(jī)鐵芯溫度不超過(guò)90℃，鐵芯溫度不斷上升并接近上限時(shí)，及時(shí)通知電氣作業(yè)，采取應(yīng)急措施，恢復(fù)退役的氫氣冷卻器。

3.2 技術(shù)措施

（1）發(fā)電機(jī)內(nèi)部氫氣壓力調(diào)整至0.35MPa，退出#3發(fā)電機(jī)一組氫氣冷卻器，關(guān)閉這一組氫氣冷卻器的冷卻水進(jìn)水門和出水門。通過(guò)氫氣冷卻器排污門和排空氣門，將退出的氫氣冷卻器內(nèi)部積水放出。

（2）拆除氫氣冷卻器進(jìn)出水連接水管，并運(yùn)至指定位置。拆除氫氣冷卻器進(jìn)出水端蓋水室。

（3）制作氫氣冷卻器清洗專用工具對(duì)氫氣冷卻器銅管逐一疏通、清洗。采用大號(hào)試管刷并用4號(hào)鐵絲或6m長(zhǎng)φ8壓縮空氣不銹鋼管制作專用加長(zhǎng)桿，對(duì)照氫氣冷卻器銅管尺寸，將試管刷刷毛外徑剪至外徑較銅管外徑大3mm左右，既能將附著物清除，又能抽穿自如，提高清洗效率，同時(shí)避免出現(xiàn)清洗過(guò)程中毛刷斷在冷卻器銅管。

（4）全部清洗工作結(jié)束后，恢復(fù)氫氣冷卻器端蓋。氫氣冷卻器水室端蓋各部位密封墊壓緊后壓縮量控制在30%～35%。打開氫氣冷卻器出水閥門，再緩慢打開氫氣冷卻器進(jìn)水閥門，試通水，并打開氫氣冷卻器排空氣閥門，待水室滿水后，觀察進(jìn)出水水管接頭和水室接縫處無(wú)漏水、滲水現(xiàn)象。然后將氫氣冷卻器冷卻水開打至正常工作開度，恢復(fù)氫氣系統(tǒng)壓力至額定壓力。

4 效果分析

2014年7月2日，#3發(fā)電機(jī)在機(jī)組負(fù)荷600MW，環(huán)境溫度35℃，氫氣冷卻器冷卻水全開狀況下，冷氫溫度最高達(dá)到47.82℃，超過(guò)發(fā)電機(jī)運(yùn)行規(guī)程冷氫溫度不超過(guò)46℃的上限值，被迫降負(fù)荷（圖1）。通過(guò)在線清洗后， 2014年8月1日，在機(jī)組630MW滿負(fù)荷期間，環(huán)境溫度36.7℃，氫氣冷卻器進(jìn)水溫度33℃，在冷卻水進(jìn)水溫度增高3℃條件下，冷氫溫度成功控制在46℃以下，完全滿足機(jī)組滿負(fù)荷試運(yùn)行要求（圖2）。按照600MW發(fā)電機(jī)組停機(jī)進(jìn)行氫氣冷卻器檢修工期測(cè)算：氫氣冷卻器停機(jī)檢修，從機(jī)組停機(jī)至機(jī)組啟動(dòng)并網(wǎng)，氫氣冷卻器檢修工期需要4天，夏季高負(fù)荷期間，按照機(jī)組負(fù)荷率80%計(jì)算，影響4天發(fā)電量4700萬(wàn)度。折合銷售收入1920萬(wàn)元，影響銷售利潤(rùn)390萬(wàn)元。

結(jié)語(yǔ)

結(jié)合發(fā)電機(jī)氫氣冷卻器水室端蓋與發(fā)電機(jī)本體氫氣系統(tǒng)沒(méi)有直接接觸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，制定詳細(xì)可行的安全方案和技術(shù)方案，通過(guò)采用機(jī)組低負(fù)荷期間對(duì)發(fā)電機(jī)氫氣冷卻器在線清洗工藝，既能避免出現(xiàn)600MW發(fā)電機(jī)組迎峰度夏高負(fù)荷期間非計(jì)劃停運(yùn)檢修，又能消除因氫氣冷卻器冷卻效果差因素引起的機(jī)組降出力調(diào)度考核，同時(shí)還能避免發(fā)電機(jī)絕緣過(guò)熱損壞。大大提高大型發(fā)電機(jī)夏季高負(fù)荷期間運(yùn)行的安全效益和經(jīng)濟(jì)效益。

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作者簡(jiǎn)介：劉秀明（1984-），男，工程師，從事火力發(fā)電廠電氣一次設(shè)備技術(shù)管理工作。