劉秀明

（大唐三門峽發(fā)電有限責(zé)任公司，河南 三門峽 472143）

600MW發(fā)電機氫氣冷卻器在線清洗可行性研究與實施

劉秀明

（大唐三門峽發(fā)電有限責(zé)任公司，河南 三門峽 472143）

根據(jù)哈爾濱電機廠600MW發(fā)電機氫氣冷卻器整體構(gòu)造特點，結(jié)合發(fā)電機產(chǎn)品使用說明書關(guān)于600MW機組發(fā)電機退出一組氫氣冷卻器時可以帶80%負(fù)荷的安全運行要求，制作發(fā)電機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)電機運行中冷氫溫度在合格范圍，實現(xiàn)發(fā)電機按設(shè)計值出力安全、穩(wěn)定運行。

600MW；發(fā)電機；氫氣冷卻器；不停機；清洗

大唐三門峽電廠#3發(fā)電機在2014年7月機組負(fù)荷600MW工況，環(huán)境溫度35℃，氫氣冷卻器進水溫度30℃，氫氣冷卻器冷卻水進出水閥門全開狀況下，發(fā)電機冷氫溫度最高達到47.82℃，超過發(fā)電機運行規(guī)程冷氫溫度不超過46℃的上限值，機組被迫降負(fù)荷運行。

1　原因分析

#3發(fā)電機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，由于夏季環(huán)境溫度升高，冷卻水進水溫度經(jīng)常超過35℃，在氫氣冷卻器冷卻水手動閥門全開和流量調(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)電機內(nèi)冷氫溫度超過規(guī)定值45±1℃的要求，當(dāng)發(fā)電機滿負(fù)荷運行且環(huán)境溫度高時，冷氫溫度甚至超過47℃，接近48℃的限負(fù)荷定值，機組被迫降負(fù)荷運行。

2　采取對策

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

圖1　2014年7月2日發(fā)電機冷氫隨負(fù)荷及環(huán)境溫度變化曲線

圖2　2014年8月1日發(fā)電機冷氫隨負(fù)荷及環(huán)境溫度變化曲線

3　實施方案及措施

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

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，在扳手上涂抹黃油，并用棉布包好。堅決杜絕任何撞擊發(fā)生。

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

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

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

（5）發(fā)電機氫氣冷卻器一組退出運行期間，運行人員加強監(jiān)視發(fā)電機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47℃時，注意監(jiān)視發(fā)電機鐵芯溫度不超過90℃，鐵芯溫度不斷上升并接近上限時，及時通知電氣作業(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)電機內(nèi)部氫氣壓力調(diào)整至0.35MPa，退出#3發(fā)電機一組氫氣冷卻器，關(guān)閉這一組氫氣冷卻器的冷卻水進水門和出水門。通過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）拆除氫氣冷卻器進出水連接水管，并運至指定位置。拆除氫氣冷卻器進出水端蓋水室。

（3）制作氫氣冷卻器清洗專用工具對氫氣冷卻器銅管逐一疏通、清洗。采用大號試管刷并用4號鐵絲或6m長φ8壓縮空氣不銹鋼管制作專用加長桿，對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，同時避免出現(xiàn)清洗過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，觀察進出水水管接頭和水室接縫處無漏水、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)電機在機組負(fù)荷600MW，環(huán)境溫度35℃，氫氣冷卻器冷卻水全開狀況下，冷氫溫度最高達到47.82℃，超過發(fā)電機運行規(guī)程冷氫溫度不超過46℃的上限值，被迫降負(fù)荷（圖1）。通過在線清洗后， 2014年8月1日，在機組630MW滿負(fù)荷期間，環(huán)境溫度36.7℃，氫氣冷卻器進水溫度33℃，在冷卻水進水溫度增高3℃條件下，冷氫溫度成功控制在46℃以下，完全滿足機組滿負(fù)荷試運行要求（圖2）。按照600MW發(fā)電機組停機進行氫氣冷卻器檢修工期測算：氫氣冷卻器停機檢修，從機組停機至機組啟動并網(wǎng)，氫氣冷卻器檢修工期需要4天，夏季高負(fù)荷期間，按照機組負(fù)荷率80%計算，影響4天發(fā)電量4700萬度。折合銷售收入1920萬元，影響銷售利潤390萬元。

結(jié)語

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

［1］靖長才.350MW發(fā)電機氫氣冷卻器結(jié)垢原因及對策［J］.吉林電力，2001（02）.

［2］ Q/CDT 107 001-2005，電力設(shè)備交接和預(yù)防性試驗規(guī)程［S］.

［3］ QFSN-600-2YH（G）型汽輪發(fā)電機產(chǎn)品使用說明書［Z］.哈爾濱電機廠有限責(zé)任公司，2002.

TM311

A

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。