雙水內(nèi)冷發(fā)電機組轉(zhuǎn)冷水防泄漏專項攻關(guān)科技探討

蔣志峰 周毅 王維丹

摘要：神華國華舟山電廠4號機組為上汽首臺350WM超臨界雙水內(nèi)冷發(fā)電機組。轉(zhuǎn)冷水進入高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子而不泄露、不堵塞是機組能否長周期、安全、穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。文章通過對舟山4號機組發(fā)電機轉(zhuǎn)冷水在線運行防泄漏專項攻關(guān)成果的介紹，為以后同類型機組解決轉(zhuǎn)冷水在線運行防泄漏提供新的思路和借鑒。

關(guān)鍵詞：超臨界 雙水內(nèi)冷 轉(zhuǎn)冷水 防泄漏 攻關(guān)

1 引言

雙水內(nèi)冷發(fā)電機組轉(zhuǎn)冷水不泄漏、不堵塞是機組能否長周期、安全、穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。據(jù)歷年來最新統(tǒng)計研究表明雙水內(nèi)冷發(fā)電機組因轉(zhuǎn)冷水泄漏造成機組停機或降負荷檢修事故發(fā)生概率也居高不下；在整個電力行業(yè)來說，也是一個“通病”，如果能夠很好的解決轉(zhuǎn)冷水系統(tǒng)在線運行防泄漏這一難題，給電廠帶去的經(jīng)濟效益將是不言而遇的，甚至將引起電力行業(yè)的一次科技變革。 因為就冷卻效率而言，空冷機組最低，氫氣冷卻比空氣冷卻高3～4倍，水冷比空冷高40～50倍，隨著科技發(fā)展的不斷進步，技術(shù)的不斷創(chuàng)新，可以預(yù)見在未來雙水內(nèi)冷機組必將在電力引起一番變革。文章著重通過對舟山4號機組轉(zhuǎn)冷水改造進行介紹，為以后解決同類型機組轉(zhuǎn)冷水泄漏問題提供一種新工藝、新方法。

2 攻關(guān)背景

本課題是在創(chuàng)“魯班獎”的背景進行立項攻關(guān)，主要針對國內(nèi)大型雙水內(nèi)冷機組因在線運行過程中轉(zhuǎn)冷水動靜連接部位的泄露、堵塞給機組長周期、安全、穩(wěn)定運行造成安全隱患以及非停等惡性事故下而進行的專項研究。

3 攻關(guān)思路設(shè)想

1） 在轉(zhuǎn)冷水動靜連接部位采用新型高分子耐磨密封材料，提高動靜連接部位的密封性能，降低連接處泄漏概率，并在轉(zhuǎn)冷水進/回水母管增設(shè)高強度精密濾網(wǎng)，過濾轉(zhuǎn)冷水，防止異物進入轉(zhuǎn)子內(nèi)部，堵塞冷卻管路。

2） 改進轉(zhuǎn)冷水回水軸承密封水檔形式，提高水檔密封性能。

4基本應(yīng)用原理

1）通過在進/回水管路上增設(shè)精密濾網(wǎng)，安裝流量、壓力檢測裝置，對轉(zhuǎn)冷水進行過濾，對冷卻水壓力、流量進行實時檢測，不僅大大提高了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性，更實現(xiàn)了對系統(tǒng)的智能化監(jiān)控。

2）轉(zhuǎn)冷水動靜連接部分采用的是接觸式密封結(jié)構(gòu)，在轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)過程中密封填料容易磨損，致使密封性能以及材料使用壽命降低，提高材料的密封、耐磨特性有助于提高密封效果，延長使用壽命。

3）將原設(shè)計的單環(huán)水檔，改型為內(nèi)、外雙環(huán)水檔，并在內(nèi)外雙環(huán)間增設(shè)浮動檔水環(huán)（詳見下圖），通過內(nèi)外雙環(huán)、以及浮動檔水環(huán)增強水檔的密封性能，同時通過調(diào)小水檔與轉(zhuǎn)子間隙增強轉(zhuǎn)冷水甩水支座的密封效果。

5 實施前準(zhǔn)備

1） 在發(fā)電機轉(zhuǎn)子靠背輪中心找正、甩水支座定位完成后，方可進行現(xiàn)場實物測繪，根據(jù)測繪數(shù)據(jù)并結(jié)合上海電氣廠原設(shè)計圖紙上進行技術(shù)改進。該改進型水檔圖設(shè)計成型后經(jīng)牡丹江龍電電力研究所以及上海電氣廠廠家評估確認(rèn)可行后外委加工生產(chǎn)的。

2） 水檔主體材質(zhì)采用鑄鋁，內(nèi)外水檔環(huán)水檔齒采用鑲齒型結(jié)構(gòu)（鋁齒），水檔環(huán)采用耐磨高分子石墨聚合物制造。

3） 為防止內(nèi)外環(huán)水檔齒與轉(zhuǎn)子頸部碰磨時產(chǎn)生顆粒鋁屑，影響水質(zhì)故針對性在內(nèi)外環(huán)處加裝不銹鋼濾網(wǎng)對甩水進行過濾。

4） 將原上汽廠家提供的普通水封填料更換為高分子耐磨聚合物填料

6 實施要點及注意事項

1） 根據(jù)到貨設(shè)備清單，復(fù)核水檔材質(zhì)、尺寸、數(shù)量；

2） 將組合式水擋內(nèi)環(huán)（序2）上下兩半分開，注意定位銷桿不能轉(zhuǎn)動，把平墊和彈簧墊放好，然后將軸頸上涂上紅丹粉，再將內(nèi)環(huán)上下兩半裝在軸上，觀察軸與內(nèi)環(huán)的間隙及接觸情況進行刮研至指定間隙值：0.05mm-0.10mm，最大不得超過0.15mm。將內(nèi)環(huán)取下，放到適當(dāng)位置，在外環(huán)裝完成后再進行內(nèi)環(huán)的安裝；

3） 將軸頸上安裝內(nèi)環(huán)的位置的表面清理干凈，如果軸上有溝槽，應(yīng)將溝槽兩側(cè)打磨光滑，不能有突起；

4） 將水擋浮動環(huán)（序3）上的止動鍵取下來，然后將浮動環(huán)與原齒片式水擋的外擋用原來的螺栓組合在一起，同時注意水平結(jié)合面必須與外擋保持一致，在轉(zhuǎn)子穿裝前如具備條件應(yīng)先安裝好下半環(huán)，待轉(zhuǎn)子定位后，將水擋浮動環(huán)先試裝上，查看左右位置必須考慮轉(zhuǎn)子在起機之后的前后竄動，如不合適必須需調(diào)整浮動環(huán)的左右位置，注意浮動環(huán)上下兩半左右位置必須一致；

5） 試裝鋁合金外齒環(huán)（序4）查看外齒環(huán)處與軸的間隙值，應(yīng)按如下要求進行調(diào)整：應(yīng)按本汽輪機和發(fā)電機組軸瓦間隙而定，也就是按軸徑向飄移數(shù)（上浮量）而定，一般在0.10mm-0.25mm之間，最大不得超過0.30mm。調(diào)整好間隙值之后，按照順序裝設(shè)水檔，裝設(shè)過程中盡量確保外水檔環(huán)，上部間隙值為總間隙值得4/5，下部為總間隙值得1/5。

6） 注意：所有正式裝配工作必須在發(fā)電機穿完轉(zhuǎn)子、中心找正、甩水支座就位找正以后進行。

7 攻關(guān)成果

1） 通過對新型耐磨高分子聚合物密封材料的使用，不僅提高轉(zhuǎn)冷水系統(tǒng)動靜連接件的嚴(yán)密性，降低泄漏事故發(fā)生概率，更顯著的提高了密封材料的使用壽命、延長了檢修周期；

2） 通過對轉(zhuǎn)冷水進/回水管路加裝高強度精密濾網(wǎng)，安裝增設(shè)流量、壓力檢測裝置，有效的降低了管路堵塞風(fēng)險并實現(xiàn)了智能化監(jiān)測控制，提高了系統(tǒng)安全、穩(wěn)定性；

3） 換新型水檔后，發(fā)電機在調(diào)試、運行過程中與同期未換型的同類型機組相比，發(fā)生泄漏、動靜碰磨等事故發(fā)生率明顯降低，系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性更強，密封效果更好；

8 小結(jié)

神華國華舟山電廠4號機組350WM超臨界雙水內(nèi)冷發(fā)電機組轉(zhuǎn)冷水在線運行防泄漏進行專項攻關(guān)的成功，不僅切實有效的解決了4號機組轉(zhuǎn)冷水系統(tǒng)泄漏、堵塞這一安全隱患，并實現(xiàn)了對轉(zhuǎn)冷水系統(tǒng)的智能化檢測，為機組長周期、安全、穩(wěn)定運行以及創(chuàng)“魯班獎”打下了堅實的基礎(chǔ)。同時也為同類型機組在線運行防泄漏問題上提供一種新的思路與方法。

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