胡叔宝1、刘纲2、李明生3、金龙4
国网湖北省电力有限公司黄龙滩水力发电厂 湖北 十堰 442005
关键词：低压气系统 可靠性 稳定 改造
摘要：针对黄龙滩电厂2号厂房3、4号低压机及气系统可靠性不高，埋设管路破损过大，漏气的现象，分析了引起气系统可靠不高的原因，并提出了改进的技术措施，通过重新设计、改造及调整，机组的低压气系统可靠性符合设计标准，使机组的安全稳定运行得到有力的保障，消除了不稳定现象，该系统的处理方法可为其它类似气系统进行技术参考。
情况简介：黄龙滩电厂2号厂房3、4号低压机2004年投运（型号：LGFD-6/8），整体乞系统已运行15年。在2003年机组扩建，安装期间3、4号低压机曾经被水淹过，虽然经过厂家解体清洗、处理，但通过后期我们在维护时发现清洗的并不彻底，所有电磁阀、主机机体并没有清洗干净，里面的泥污混合物还有一定量存在，导致3、4号低压机经常出现故障。
2号厂房低压储气罐位于技术供水层，由一个8m3制动气罐和一个4m3工业气罐组成2号厂房低压气系统。低压气系统压力源由两台低压机供给，额定工作压力0.7MPa,主要提供机组制动、空气围带、厂房内设备检修及施工时的临时用气。
近年来，2号厂房低压气系统经常出现使用不稳定、气源杂质（特别是水份较多）较多等异常情况，2019年11月在机组检修中还发现制动电磁阀动作不可靠和空气围带气管路破损漏气的缺陷。为了消除这一重大隐患，详细分析低压气系统运行质量不可靠的原因，制定可靠的处理方案，特成立了重点的攻关小组，通过改进和优化气系统的管路连接，消除这一对机组运行产生重大影响的安全隐患。
2019年11月，我们小组对4号机组检修时，发现发现制动电磁阀动作不可靠和空气围带气管路破损漏气，对空气围带气管路进行全面的更新，安装了新的不锈钢管路，对制动电磁阀及管路了进行清洗处理后恢复正常。2020年4月在3号机组检修中还发现空气围带气管路电磁阀动作不到位，现场对阀体进行了更换，电气控制线路紧固处理后正常。
结合近年来的情况，决定对3、4号机组低压气系统的空压机、管路及控制阀门等进行改造和清理处理，制定了详细的检查、分析和处理方案，安排高技能人员金龙带领攻关小组进行了现场处理。
根据设备的实际情况，确立的本次攻关活动的目标是消除3、4号机组低压气系统供气质量不可靠的隐患，在上一年度已经完成了储气罐的基础上，对所有的气管路进行检查清理和更新改造。由于低压气系统管路2005年投入使用，大部分进入用气设备管路埋设在混凝土内，最初施工单位预埋管路材质为普通铁管，当出现锈蚀和破损时无法确认方位，对分析及处理问题带来不便。同时，风闸制动控制柜在发电机层机旁盘室内，顶转子油泵及控制管路在水轮机层定子外壁，每次操作前需多次来回检查确认，操作时出现异常无法及时发现处理，存在较大隐患（风闸制动柜管路已铺设至水轮机层定子外墙处安装位置接口，冬季检修期间将完成移位）；3、4号水轮机、发电机检修时，检修临时用气接口较远，需铺设较长临时用气管，既影响文明生产，且因输气管路长，压力损失较大。此次对2号厂房低压气系统管路进行全面的更新改造，从而提高3、4号机组低压供气质量，确保机组安全稳定运行。
由于3、4号机组低压供气系统需要在一边运行一边进行改造，在施工现场安装位置局限现性，我们在现场考察、测量及查询有关资料并进行了分析，之前两气罐供气管路独立分开，在改造过程中新、旧气罐切换时必须要断开与气罐连接的相应设备气源，这就要求必须在最短时间内完成工作。因此在此次低压储气罐改造过程中，首先是把制动储气罐和工业储气罐出口管路联通，形成一个有效的相互备用的气源。
分析3、4号机组低压供气系统不可靠的主要原因是设计不够合理、设备选型不能满足现场攻关运行要求、安装过程中没有达到相关工艺标准、人为操作方法不正确等原因造成。本次QC小组的目标是通过认真研究和分析3、4号机组3、4号机组低压供气系统的设计不合理，找出3、4号机组低压供气系统不可靠的原因，消除这一重大安全隐患，确保3、4号机组的安全稳定运行。
针对以上分析的主要原因，我们小组针对设计、选型、安装、人为因素不合理，造成3、4号机组低压供气系统不可靠，供气质量不良、安装没有达到工艺要求的缺陷，经过分析，运用现有的设计和制造技术均可以进行改造，重新设计改造成可靠的不锈钢供气管路和控制电磁阀，在将空压机移位到水轮机层的情况下，将管路中的气水分离器进行更新和彻底法理，利用可靠的新材料以提气水分离的效果。具体采取以下措施进行改造：
在保持供气主管路结构原理不变的情况下，对低压气系统加装联络阀, 制动气罐主要负责机组制动气源，工业气罐负责空气围带、厂房临时用气，目前两气罐供气管路独立分开，在改造过程中新、旧气罐切换时必须要断开与气罐连接的相应设备气源，这就要求必须在最短时间内完成工作。因此就在此次低压储气罐改造过程中，把制动储气罐和工业储气罐出口管路联通。首先在两气罐靠墙体测适合安装位置（做记号），加装一个联通管路，中间加装Φ100闸板阀门（管路尺寸测量好后，先将加装的联通管路及阀门配置、焊接好，并做耐压试验），开工后，打开制动气罐和工业气罐进、出口阀门及排污阀，排除低压气系统内压力，在做好的记号处开口，把加装的联通管路焊接上，这样能大幅度缩短运行设备停气时间。联通管路安装后，能保证更换任意一个低压气罐时，所有低压用气设备不会中断供气。
2、将原供气管路进行优化和改造，将风闸管路及检修用气管路引至水轮机层。此次改造全部采用不锈钢管路，明管架空布置，具体改造布置：3、4号机风闸制动柜预铺设管路至接口处；发电机层两侧楼梯口、水轮机两侧楼梯口加装临时检修用气接口。
管路改造步骤：先将外围管路布置到用气设备近端，在水轮机层、发电机层两侧楼梯口处临时用风接口可预先配置。铺设制动柜管路，在进入制动柜前装设预留阀门。具体施工步骤为：①配置水轮机层、发电机层临时用风管路，安装阀门；②配置进入制动柜管路，在进入制动柜前装设阀门；③申请临时停气，关闭制动储气罐出口阀632，工业储气罐出口阀638，3、4号机空气围带、风闸气源中断，更换工作需用时24小时；④在原低压气总出口管路上开口，接入新配置管路；⑤整体管路耐压0.7MPa试验，保压时间30分钟，检查各处无渗漏；
3、对所有管路的中的气水分离器进行改造和彻底清理，提高气水分离的效果，确保供气的质量。
2号厂房低压供气系统进行了全面改造和改进，原设备主体基本保持不变，采用重新选型高强不锈钢管路，结合空压机及气罐、气水分离器的改造，较大的提高了了3、4号机组低压供气系统供气可靠性。 2号厂房低压气系统管路改造后已达到设计要求，能保证黄龙滩水电厂3、4号水轮发电机组安全稳定运行，满足水轮发电机组要求。
参考文献
1、GB/T8564 水轮发电机组安装技术规范 中国电力出版社 2003版
2、 NB 47015《压力容器焊接规程》 2011版
3、DL/T751 水轮发电机运行规程 高等教育出版社 2001版