楊橋春

(甘肅電投大容電力有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730000)

1 概 述

某水電站位于甘肅省武都區(qū)境內(nèi)白龍江干流上，安裝3臺(tái)38.33 MW立軸混流式水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量115 MW。水電站壩址多年平均流量132 m3/s，多年平均含沙量3.56 kg/m3，汛期(6—9月)平均含沙量5.57 kg/m3。

該水電站技術(shù)供水系統(tǒng)供水對(duì)象為發(fā)電機(jī)空氣冷卻器、軸承冷卻器、主軸密封潤(rùn)滑水等。電站工作水頭范圍在47～61.9 m，采用自流供水較為經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單；但由于河水中含沙量大，汛期不能滿足冷卻水質(zhì)要求，故機(jī)組技術(shù)供水采取循環(huán)冷卻集中供水方式；同時(shí)在每臺(tái)機(jī)組壓力鋼管上設(shè)置取水口自流作為備用技術(shù)供水。循環(huán)冷卻供水系統(tǒng)由循環(huán)水池、循環(huán)水泵、循環(huán)冷卻器、機(jī)組技術(shù)供水管網(wǎng)等組成，每臺(tái)機(jī)組設(shè)置2組4個(gè)尾水冷卻器，布置在尾水最低水位以下。循環(huán)冷卻水按照循環(huán)水池—循環(huán)水泵—循環(huán)冷卻器—機(jī)組技術(shù)供水管網(wǎng)—循環(huán)水池的流程循環(huán)，通過(guò)流動(dòng)的溫度較低的天然河水帶走機(jī)組運(yùn)行產(chǎn)生的熱量(見(jiàn)圖1)。

圖1 機(jī)組循環(huán)冷卻供水系統(tǒng)

2 故障現(xiàn)象

該電站自2020年10月以來(lái)，發(fā)現(xiàn)技術(shù)供水循環(huán)水池水位頻繁下降，平均每日下降約45～50 cm，運(yùn)行人員采取臨時(shí)補(bǔ)水方式滿足機(jī)組冷卻水水量需求。2021年1月，運(yùn)行人員監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)循環(huán)水池水位降低逐漸增快，補(bǔ)水頻次增加，因此將機(jī)組技術(shù)供水運(yùn)行方式變更為壓力鋼管取水自流供水方式。電站組織技術(shù)人員對(duì)循環(huán)水池、機(jī)組技術(shù)供水管網(wǎng)、各閥門、廠房混凝土等地方進(jìn)行了全面排查，均未發(fā)現(xiàn)滲水現(xiàn)象。初步懷疑滲漏點(diǎn)存在于循環(huán)冷卻器上，但由于循環(huán)冷卻器位于尾水水位以下，需全廠停機(jī)后方可進(jìn)行檢查。

3 漏點(diǎn)排查方法

2021年2月16日，電站在全廠機(jī)組停機(jī)檢修期間，制定方案對(duì)機(jī)組循環(huán)冷卻供水系統(tǒng)循環(huán)冷卻器滲漏點(diǎn)進(jìn)行了排查。

(1)水體染色法漏點(diǎn)檢查。技術(shù)人員選擇對(duì)技術(shù)供水池內(nèi)的循環(huán)水進(jìn)行染色，將循環(huán)水染成藍(lán)色。開(kāi)啟技術(shù)供水循環(huán)泵，觀察尾水水面顏色，但由于尾水冷卻器漏水量較小，尾水水面顏色未發(fā)生變化，無(wú)法分清是哪臺(tái)機(jī)組尾水冷卻器漏水。

(2)氣泡法漏點(diǎn)檢查。廠內(nèi)3臺(tái)機(jī)組全停，尾水水面靜止。自機(jī)組循環(huán)冷卻供水系統(tǒng)2號(hào)循環(huán)水泵出口管路部位接入低壓壓縮空氣，向循環(huán)冷卻器通氣，觀察發(fā)現(xiàn)尾水水面1、3號(hào)機(jī)段循環(huán)冷卻器部位有氣泡冒出。

(3)人工潛水進(jìn)行漏點(diǎn)檢查。安排專業(yè)潛水作業(yè)人員潛入水下對(duì)3臺(tái)機(jī)12組循環(huán)冷卻器進(jìn)行水下檢查，發(fā)現(xiàn)2臺(tái)機(jī)組共有4組冷卻器排管中間部位存在漏點(diǎn)，冷卻器法蘭接口連接正常，無(wú)泄漏現(xiàn)象(見(jiàn)表1)。

表1 檢查情況 試驗(yàn)壓力：0.5 MPa

4 故障原因分析

循環(huán)冷卻器吊出水面后檢查發(fā)現(xiàn)，冷卻器管本體無(wú)變形，排除外力碰撞破損。排管間包裹著密集纏繞的垃圾和淤泥，排管表面亦有明顯鈣化層結(jié)垢。初步分析由于該電站安裝的循環(huán)冷卻器材質(zhì)為普通碳鋼，且表面噴涂的防腐材料在長(zhǎng)期的水流作用下造成脫落。同時(shí)，由于白龍江流域河道中漂浮的樹(shù)枝等垃圾較多，導(dǎo)致機(jī)組在運(yùn)行期間有大量的樹(shù)枝等垃圾纏繞在循環(huán)冷卻器的排管之間，使得冷卻水管的工作環(huán)境更加惡化；在河水侵蝕下，管壁外側(cè)銹蝕反應(yīng)加劇，冷卻水管未達(dá)到使用壽命即已被腐蝕穿透，在循環(huán)冷卻器的冷卻水管上出現(xiàn)銹蝕孔洞。

5 故障點(diǎn)處理

由于漏點(diǎn)在各冷卻器排管中間部位，無(wú)法在水下完成焊接處理，經(jīng)研究決定將存在漏點(diǎn)的循環(huán)冷卻器吊出水面進(jìn)行處理。

(1)潛水作業(yè)人員對(duì)冷卻器進(jìn)行水下分解，并配合25 t汽車吊將其吊出水面安置在尾水平臺(tái)。外觀檢查發(fā)現(xiàn)冷卻器排管間纏繞包裹大量生活垃圾淤泥，對(duì)垃圾及淤泥進(jìn)行清理后，通水檢查發(fā)現(xiàn)1處孔洞漏點(diǎn)直徑約5 mm，3處孔洞直徑約6～10 mm；其中2處漏點(diǎn)在外側(cè)，2處漏點(diǎn)在排管內(nèi)側(cè)中部。

(2)排管外側(cè)2處漏點(diǎn)安排專業(yè)焊工進(jìn)行補(bǔ)焊處理，排管中間2處漏點(diǎn)因排管密集且空間狹窄，無(wú)法進(jìn)行補(bǔ)焊處理，因此從根部割除后用焊接堵頭進(jìn)行處理。

(3)在修補(bǔ)工作完成后，對(duì)其進(jìn)行打壓試驗(yàn)，確定合格后，再次安排潛水作業(yè)人員配合吊車完成冷卻器的水下組裝和固定。

6 結(jié) 語(yǔ)

由于循環(huán)冷卻器安裝在尾水水位以下，常規(guī)水體染色法方法對(duì)冷卻器漏點(diǎn)檢查無(wú)法起到作用。本次故障檢查處理采用氣泡法結(jié)合潛水員潛水觀察最終確定故障位置及嚴(yán)重程度，取得了良好的結(jié)果，為后續(xù)故障處理提供了可靠參考依據(jù)。