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        600MW超臨界機組氫冷器泄漏故障分析與處理

        2016-06-25 23:41:35王建蔣靜
        科教導刊·電子版 2016年15期
        關(guān)鍵詞:泄漏措施

        王建+蔣靜

        摘 要 機組正常運行時,發(fā)電機內(nèi)部的線圈繞組及定子鐵芯會產(chǎn)生較多的熱量,這些熱量主要通過閉式循環(huán)的氫氣系統(tǒng)帶走,熱氫通過發(fā)電機氫氣冷卻器進行冷卻。氫冷器一旦發(fā)生泄漏會引起氫氣壓力下降,氫冷器換熱效果變差,發(fā)電機線圈溫度上升,嚴重時會造成發(fā)電機線圈燒壞。

        關(guān)鍵詞 氫冷器 泄漏 措施

        中圖分類號:TK91 文獻標識碼:A

        1機組概況

        國電銅陵電廠一期工程#1、2發(fā)電機是上海汽輪發(fā)電機有限公司生產(chǎn)的QFSN-600-2三相同步汽輪發(fā)電機。發(fā)電機額定容量667MVA,額定功率600MW,額定功率因數(shù)0.9。

        發(fā)電機采用水氫氫冷卻方式:定子線圈直接水冷,轉(zhuǎn)子線圈直接氫冷,轉(zhuǎn)子本體及定子鐵芯氫冷。發(fā)電機定子繞組端部為可伸縮固定結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)子設(shè)有滑移層、銅線防磨損墊條,適應(yīng)調(diào)峰運行要求。

        發(fā)電機的四個角布置了四組氫氣冷卻器,停運一組冷卻器機組最高可帶80%額定負荷,氫氣冷卻器采用繞片式結(jié)構(gòu),兩端氫冷器冷卻水流量分別由兩個閥門站分路進行控制,冷卻器進出水管路對稱布置,冷卻介質(zhì)為閉式循環(huán)冷卻水,回水母管上設(shè)有閥門,通過調(diào)節(jié)氫冷器冷卻水量可以將發(fā)電機的冷氫溫度控制在40-45℃之間。

        發(fā)電機氫氣系統(tǒng)參數(shù)限額具體見下表:

        2事故發(fā)現(xiàn)及處理過程

        2014年11月28日13時30分監(jiān)盤發(fā)現(xiàn)#2發(fā)電機汽端冷氫與勵端冷氫溫度相差較大(勵端高于汽端5℃),因懷疑發(fā)電機氫冷器水側(cè)有未排盡的空氣積存,導致氫冷器熱阻增大、換熱不均,于是到現(xiàn)場打開發(fā)電機勵端B氫氣冷卻器回水管排氣門進行緊急排氣,14時40分發(fā)電機汽端冷氫與勵端冷氫溫度趨于正常。接下來的一段時間,只要手動將氫冷器排氣門關(guān)閉,發(fā)電機兩端氫氣溫差又會逐漸變大,故#2機勵端B氫氣冷卻器回水管排氣門一直處于微開狀態(tài)。

        該發(fā)電機氫冷器的水側(cè)冷卻介質(zhì)為閉式循環(huán)冷卻水,機組啟動初期,由于閉式水管道注水排氣不徹底等原因,管道內(nèi)部一般會積存大量空氣,影響氫冷器的換熱效果,發(fā)電機兩端的冷氫溫度相差會比較大,經(jīng)過一段時間排氣后兩端溫度會漸漸恢復(fù)正常,不過機組正常運行期間,閉式水系統(tǒng)幾乎不存在從外界漏入空氣的可能性。

        經(jīng)過數(shù)天的排氣操作可確認氫冷器水側(cè)原先積存的空氣已排盡,現(xiàn)氫冷器水側(cè)再次漏入氣體,懷疑氫冷器有可能發(fā)生泄漏,有部分氫氣漏進了閉式水側(cè),從而導致氫冷器換熱效果變差,引起兩端溫差增大。根據(jù)分析,雖然機組正常運行時閉式水母管壓力一般維持在0.7Mpa左右,而氫氣壓力最高只有0.4Mpa左右,理論上低壓流體介質(zhì)是無法漏向高壓流體介質(zhì)的,不過閉式水經(jīng)過氫冷器調(diào)節(jié)閥節(jié)流以及克服一定的沿程阻力和重力勢能做功到達汽機房13.7米層后,發(fā)電機氫冷器處的閉式水壓力已遠遠低于氫氣壓力,一旦氫冷器發(fā)生泄漏,發(fā)電機內(nèi)部氫氣會漏進壓力稍低的閉式水側(cè),從而造成氫冷器換熱效果下降。

        為驗證之前的分析判斷,2014年12月1日01時30分通過觀察發(fā)現(xiàn)發(fā)電機勵端和汽端冷氫溫度參數(shù)正常,于是就地將#2機勵端B氫氣冷卻器回水管排汽門關(guān)閉,觀察發(fā)現(xiàn)發(fā)電機兩端冷氫溫差又慢慢增大,04時40分發(fā)電機兩端溫差增至4℃,再次到就地打開勵端B氫氣冷卻器回水管排氣門,此時排出了大量氣體,并且用氫氣檢漏儀檢測到排氣口有較大氫氣泄漏報警(最高達130lel%),一段時間后,發(fā)電機兩端氫溫又逐漸恢復(fù)正常,因此判斷發(fā)電機勵端B氫冷器存在泄漏,隨即制訂相關(guān)反措,事故態(tài)勢發(fā)展得到了有效控制。

        3安全技術(shù)措施

        (1)機組正常運行時,運行人員要加強監(jiān)視氫壓、氫溫及氫氣純度等參數(shù),檢查密封油系統(tǒng)是否運行正常,發(fā)現(xiàn)異常要及時調(diào)整分析,確保各參數(shù)在合理范圍內(nèi)。平時做好補、換氫工作,及時記錄每次的補氫量,認真比較每次補氫量變化,若某段時間發(fā)電機的補氫量異常增大,應(yīng)認真分析原因,必要時到現(xiàn)場查找氫氣漏點,將事故控制在萌芽狀態(tài)。巡檢人員每班對發(fā)電機檢漏儀進行一次放液檢查,如檢漏儀有水放出,應(yīng)及時匯報相關(guān)領(lǐng)導;檢查確?,F(xiàn)場瓶裝二氧化碳庫存充裕,備用良好,以備氫氣置換時,應(yīng)急使用。

        (2)發(fā)電機氫冷器一旦發(fā)生泄漏,要加強監(jiān)視氫壓變化,定期檢測汽機房氫氣濃度,及時開啟汽機房屋頂風扇,防止汽機房發(fā)生積氫爆燃事故,汽機房動火檢修作業(yè)須持動火工作票。若漏氫量較大,應(yīng)要求檢修人員立即終止相關(guān)動火檢修作業(yè),撤離現(xiàn)場。

        (3)隔離氫冷器的相關(guān)操作須遵循規(guī)程規(guī)定,發(fā)電機正常運行時,四組氫冷卻器應(yīng)投入運行,使氫冷系統(tǒng)保持良好的換熱狀態(tài)。如一組氫冷器退出運行,發(fā)電機負荷限制在80%額定負荷內(nèi),并確保發(fā)電機內(nèi)各點溫度不超限。

        (4)當發(fā)電機漏水報警并伴有定子接地報警時,應(yīng)緊急停運發(fā)電機。

        4結(jié)語

        氫氣是一種易燃易爆的氣體,遇到火種或熱源存在著火、爆炸的危險,氫氣一旦發(fā)生泄漏會引起嚴重的后果,生產(chǎn)人員應(yīng)引起高度重視。由于氫氣本身無色無味,不借助特殊儀器設(shè)備很難發(fā)現(xiàn)其發(fā)生泄漏,需要生產(chǎn)運行人員在平時工作中加強參數(shù)監(jiān)視,善于異常分析,早發(fā)現(xiàn)早處理,這樣才能防患于未然,從而為事故處理贏得寶貴時間。

        參考文獻

        [1] 國電銅陵發(fā)電有限公司主機規(guī)程。

        [2] 國電銅陵發(fā)電有限公司輔機規(guī)程。

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