(山西大唐国际临汾热电有限责任公司 山西省临汾市尧都区汾河办事处 041000)
摘要:临汾热电1号机定冷水系统压力一直偏高,发现问题后,分析可能造成定冷水系统压力偏高的原因,逐一对其进行检查并排除,最终找到定冷水系统压力偏高的根本原因,经过处理后,定冷水系统压力恢复正常,保证了定冷水系统的安全运行。
关键词:定冷水系统;压力;流量;原因分析;处理
概述:临汾热电拥有两台300MW机组,发电机采用上海发电机厂生产的QFSN-300-2型发电机,采用水氢氢冷却方式。配套的氢油水系统由上海鹭发公司生产。1号机组于2010年12月15日顺利通过168小时试运投产发电运行,投产后定冷水系统在额定流量55m³/h时压力偏高,达到0.28MPa,高于额定压力0.15~0.2MPa。通过全开定冷水泵出口门、调节再循环门后压力可以从0.28MPa降至0.2MPa,但流量降至50m³/h,为了保证额定流量,只能提高压力,但是定冷水系统长期超压运行可能会导致发电机内部定冷水管泄漏,严重影响1号机定冷水系统的安全运行。
1、定冷水系统的介绍
定冷水系统的工质为除盐水,先经过离子交换器进行软化,然后储存在定冷水箱内。定冷水经过定冷水泵升压、冷却器冷却、过滤器过滤后,通过外部进水管进入发电机励端定子基座内的环形总进水管,然后分为两路:其中一路通过聚四氟乙烯绝缘水管流入定子线棒中的空心导线,带走热量后,从线圈的汽端经绝缘引水管汇入环形出水管;另一路经绝缘引水管流入定子线圈主引线,带走热量,出主引线后经绝缘引水管汇入安置在出线盒内的出水管,然后也经外管道汇入汽端环形出水管。两路水流最后从汽端基座上部流出发电机,经总出水管返回定冷水箱。
2、原因分析与检查方法
(1)定冷水泵
定冷水系统中装有两台并联的离心式水泵,互为备用。定冷水泵的作用是提升定冷水的压力,以克服冷却水在系统中的流动阻力。
如果泵体密封环与叶轮口环的间隙超标,会造成大量的高压水又顺着泵体密封环与叶轮口环的间隙回到泵入口,使泵的效率降低,定冷水系统流量减小,而为了达到额定流量,压力可能会随之升高。另外,如果叶轮存在冲刷、腐蚀、铸造等缺陷,或叶轮尺寸、两盖板之间高度设计较小,也会导致定冷水泵效率低。
检查方法:将两台定冷水泵进行解体,测量密封环间隙,其中1号泵入口0.45mm,出口0.5mm,2号泵入口0.5mm,出口0.5mm,未发现明显超标现象。还对叶轮进行了检查,材质为不锈钢,未发现明显缺陷。由此可见,定冷水泵不是造成定冷水系统压力偏高的主要原因。
(2)过滤器
定冷水系统中装有两台并联的过滤器,互为备用。过滤器能够去除定冷水中的固体杂质,防止任何固体粒子进入发电机绕组。过滤器进、出口管道上跨接着差压开关,用来监视过滤器的工作状况。当过滤器两端差压增大到50kpa时,压差开关闭合,并发出报警信号,此时应及时将备用过滤器投入运行,清理或更换被堵塞的过滤器滤芯。
如果过滤器滤芯堵塞,使定冷水系统流量减小,而为了达到额定流量,压力可能会随之升高。
检查方法:对两台过滤器滤芯进行检查,发现滤芯较脏,出现轻微堵塞现象,对两台过滤器滤芯进行更换后压力有所降低,但仍然偏高,因此不是主要原因。
(3)锥形过滤器
在定冷水经过定冷水泵、冷却器、过滤器等设备后,在总进水管上还设置有一个锥形过滤器,用以再次去除固体杂质,防止较大尺寸的杂质进入定子空心导线,保证定冷水进入发电机绕组的水质。
如果锥形过滤器堵塞,会使定冷水系统流量减小,而为了达到额定流量,压力可能会随之升高。
检查方法:对锥形过滤器进行清洗。解体后发现锥形过滤器比较干净,因此不是主要原因。
(4)反冲洗进、出口门
为防止定子绕组的空心导线脏污、堵塞,定冷水系统设置有反冲洗滤网,可在停机后对定子绕组进行反向冲洗,保障定冷水水质。
如果定冷水反冲洗进、出口门内漏,均会造成定冷水经过反冲洗进、出口门回到定冷水箱,使定冷水系统流量减小,而为了达到额定流量,压力可能会随之升高。
检查方法:对定冷水反冲洗进、出口门进行解体,阀芯与阀座密封面接触良好,可以排除阀门内漏。并且在定冷水反冲洗进、出口门法兰间加装堵板,彻底排除阀门内漏。但效果不明显。
(5)定冷水泵出口门
为保证定冷水泵运行安全和检修方便,在每台定冷水泵入口设置1只隔离阀,并在其出口设置1只止回阀,它既是一个关断阀,又是一个止回阀,其结构如图一所示。
如果备用泵出口门内漏,会造成运行泵出口的水又顺着出口母管、备用泵的出口门、入口门(常开)回到定冷水箱,使定冷水系统流量减小,而为了达到额定流量,压力可能会随之升高。
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图一
检查方法:对定冷水泵出口门进行解体,阀芯与阀座密封面接触良好,可以排除阀门内漏。
(6)再循环手动门
定冷水泵出口设置再循环手动门,可以调整定冷水泵出口流量。
如果再循环手动门内漏,会造成定冷水系统流量减小,而为了达到额定流量,压力可能会随之升高。
检查方法:对定冷水泵再循环手动门进行解体,阀芯与阀座密封面接触良好,可以排除阀门内漏。
(7)小流量循环流量计旁路门
定冷水经过定冷水泵、冷却器后设置有一个小流量循环,安装有流量计,并设置有个旁路门。
如果此旁路门内漏,可能造成定冷水系统流量减小,而为了达到额定流量,压力可能会随之升高。
检查方法:对定冷水小流量循环流量计旁路门进行解体,阀芯与阀座密封面接触良好,可以排除阀门内漏。
(8)冷却器
为了降低发电机冷却水的入口温度,定冷水系统中设置了两台并联的冷却器,互为备用。冷却器为管壳型卧式热交换器,它由一系列不锈钢管及一个不锈钢外壳组成,壳侧介质为定冷水,管侧介质为闭式循环水。为防止冷却器泄漏使水质较差的闭式循环水渗漏进水质好的定冷水中,造成定冷水水质不合格,设计时保持定冷水压力高于闭式循环水压力。
如果冷却器泄漏,会使定冷水进入闭式循环水,造成定冷水系统流量减小,而为了达到额定流量,压力可能会随之升高。
检查方法:由于受检修工期限制,只能通过切换冷却器的方法,结果压力与流量无明显变化。
3、发现根本原因并处理
经过对可能造成定冷水系统压力偏高的原因分析与检查,并通过反复调整,定冷水系统压力与流量始终没有明显变化,因此并未找到根本原因,只能彻底检查定冷水系统管路。
在检查至定冷水反冲洗出口门、定冷水至发电机出口门之间的管道与至定冷水箱管道连接的三通处时,如图二所示,发现此处使用的不是标准三通,而是在管道上开孔,又直接与管道焊接形成的三通。而此处管道开孔较小,如图三所示,导致定冷水系统流量减小,而为了达到额定流量,压力随之升高。因此,此处管道开孔较小是导致定冷水系统压力偏高的根本原因。
经过将此处管道扩孔,并重新与管道焊接,恢复系统后进行试验,定冷水系统在额定流量时压力恢复正常。
图二
图三
4、结束语
定冷水系统长期超压运行可能会导致发电机内部定冷水管泄漏,严重影响定冷水系统的安全运行。分析原因,对可能造成定冷水系统压力偏高的设备、管道进行检查,最终找到定冷水系统压力偏高的根本原因。经过处理后,定冷水系统压力恢复正常,延长了发电机内部定冷水管的使用寿命。
参考文献:
[1]王运民。汽轮机设备检修。中国电力出版社。2009。
[2]田小鹏、伍小林等。全能值班员技能提升指导丛书汽轮机分册。中国电力出版社。2008。
[3]上海电气电站设备有限公司上海发电机厂。汽轮发电机定子冷却水系统说明书。2004。