新疆電廠機組冬期試運行探索

郝云馮，石光員

(1.中國電建集團湖北工程有限公司，湖北 武漢 430040;2.湖北省電力建設第二工程公司，湖北 武漢 430074)

0 引言

《建筑工程冬期施工規程》（JGJ/T104—2011）第1.0.3條規定：“本規程冬期施工期限劃分原則是：根據當地多年氣象資料統計，當室外日平均氣溫連續5天低于5 ℃即進入冬期施工，當室外日平均氣溫連續5天高于5 ℃即解除冬期施工。”新疆深居內陸，遠離海洋，高山環列，導致濕潤的海洋氣流難以進入，從而形成了極端干燥的大陸性氣候。新疆的冬季異常寒冷，1960-02-21，阿勒泰地區的富蘊縣曾出現過-51.5 ℃的低溫，創當時全國最低氣溫紀錄。惡劣的氣候條件給施工和調試工作帶來極大不便。

為保證工程質量，控制工程成本，該地區的施工期一般在每年的4-10月。如在冬期施工，應根據現場情況實施極其特殊的冬期施工專項方案。而《火力發電建設工程啟動試運及驗收規程》(DL/T 5437—2009)并未對特殊氣候條件下的試運行做出專門要求，一般由建設單位組織施工、調試單位根據現場情況，結合以往的工作經驗自行制定相應的冬期試運行專項方案。

1 機組概況

新疆某新建自備熱電站工程為2臺350 MW超臨界、中間再熱、直接空冷、單抽凝汽式汽輪機發電機組，配2臺1 176 t/h超臨界、中間再熱、變壓直流鍋爐和2臺350 MW自并勵靜止勵磁系統、水-氫-氫汽輪發電機。

該工程2號機組于2012-10-11鍋爐水壓試驗成功，2013-02-02并網成功，2013-03-12順利完成168 h試運行。機組試運行期間，正處于寒冬季節，當地氣溫長期維持在-20--30 ℃，最低氣溫曾達到-38 ℃，對現場的施工和調試極其不利。現對機組試運行期間發生的與嚴寒氣候有關的問題及其處理經過進行分析和總結。

2 冬期試運出現的問題及處理

該工程主廠房和鍋爐房均采用壓型彩鋼板進行封閉，且管道及設備未設計單獨的伴熱系統，僅在主廠房和鍋爐12 m層設計有暖氣片，但保暖能力不足，導致在調試過程中出現了諸多問題。

2.1 汽水系統的防凍

主廠房和鍋爐房的部分壓型彩鋼板封閉結合處出現泄漏，由于冬期的室外氣溫很低，即使是輕微的泄漏，也會極大地降低室內溫度。經過多次反復檢查并嚴密封堵各角落、靠近墻體的部位、彩鋼板房的門窗接風處、窗戶的周邊等易泄漏部位，泄漏情況有了較大的改善。

2.1.1 閉式水系統

調試期間，曾出現一起運行人員擅自關閉閉式水系統補水管道的進水總門，導致閉式水系統管路全部凍裂，不銹鋼逆止門凍裂，進而導致整個系統管道全部更換的事件。

調試期間，全廠曾停電2天，導致閉式水系統管道被迫停運而大范圍結冰。恢復電源后，采取了割刀烤通Φ89以下管道，在Φ89以上管道下間隔2 m懸掛小煤爐等加熱措施，以恢復閉式水系統的運行。

閉式水系統僅敷設保溫，在氣溫-20 ℃以下的試運行工況下，一旦系統的介質流量不足，易造成閉式水系統管道局部甚至全范圍的結冰損壞。閉式水系統是所有轉動機械的冷卻水保障，不能輕易停運。因此，閉式水系統一旦投入運行，閉式水箱應持續補水換水，停運設備的冷卻水系統也應立即投運；可在閉式水系統母管的端部加裝再循環門，以保證閉式水系統的流量大于設計的最小流量，進而確保整個閉式水系統均處于熱循環狀態。同時，閉式水系統必須全線敷設伴熱帶及保溫。

2.1.2 凝結水精處理系統

凝結水精處理系統位于主廠房擴建端A列0 m的角落，周圍設備較少，且靠近墻壁，易受外部環境低溫的影響。凝結水精處理系統周邊雖布置有永久的暖氣片，但還是出現了凝結水管道凍裂、法蘭墊片凍裂等缺陷。經過詳細檢查并逐一用硅酸鋁棉氈等密封材料封堵墻體的漏風點，在周圍加裝大油桶式煤爐，在陽床過濾器、高速混床過濾器等罐體周邊加裝臨時伴熱管道等一系列措施后，凝結水精處理系統得以正常投運。

2.1.3 轉動機械水冷卻系統

4臺磨煤機潤滑油站和高壓油站的冷油器水側端蓋曾全部凍裂，部分換熱器銅管破裂。凝結水泵軸承冷卻水蛇形管冷卻器也出現了3次換熱器銅管凍裂事件，其中一次換熱器銅管全部更換，損失慘重。因此，由水冷卻的轉動機械冷卻器在系統停運后，應徹底排盡系統內的存水，以防止軸承或者冷卻水管被凍破。

2.1.4 轉動機械潤滑油脂

空預器電機空轉正常，但是減速機在首次啟動過程中出現電機略有轉動即過流跳閘的情況。解體檢查發現，減速機齒輪油已經整體被凍住，用小刀都劃不動。在減速箱上加裝伴熱帶也無明顯效果，最后在減速箱底部和周邊加裝火爐烘烤，系統方恢復正常。因此，各類輔機啟動后不得輕易停運，建議選擇能適應新疆嚴寒氣候的合適潤滑油脂，或在潤滑油脂中添加防凍劑。

2.1.5 其他

(1) 發電機定子冷卻水及氫氣冷卻系統一旦投入運行，就不得擅自停止，如遇特殊情況停運，須及時采取措施，徹底排凈管道內的水，且應盡快恢復系統的正常運行。

(2) 主給水管道的主給水門處有一段U型下降區，由于水壓試驗后的積水未排干凈，在鍋爐酸洗階段時，該段給水管道因結冰而堵塞；主給水閥門閥體底部凹陷，此處的積水結冰導致閥芯被凍住。為避免損壞閥體，采用小火桶緩慢加熱融冰后，酸洗工作才得以正常進行。因此，鍋爐水壓試驗后的積水應在氣溫降至0 ℃以前排凈；同時因疏放水、排污、排空管道管徑小，易被異物堵塞，要注意徹底疏通。

(3) 空預器吹灰系統進汽門關不嚴，導致從輔汽聯箱來的蒸汽泄漏進入吹灰系統，由于未及時發現，導致長約100 m已經保溫完畢的整根管道被凍住。通過逐段切割開，用乙炔火焰緩慢烤通，系統才得以恢復正常。因此，各系統在蒸汽吹掃后，要保持排污門常開狀態，盡快排凈系統內殘留的水分。

(4) 因儀表管路管徑小，易堵塞，須全部加伴熱保溫；鍋爐側的儀表管路、鍋爐分離器的液位儀表管道等易堵塞的管道更要特別關注，能不投運的儀表盡量不要投運。

2.2 油、氣、煙、灰系統的防凍

2.2.1 燃油系統

燃油系統吹掃試壓完畢后，部分積水未排除干凈，因天氣寒冷，鍋爐封閉不完善，燃油管道內徑比較細小，水進入管道后很快結冰，導致燃油系統點火時，油槍點不著。經加裝伴熱帶，反復調試后，系統才恢復正常運行。

2.2.2 風機入口濾網

一次風機和送風機的入口濾網結霜嚴重，導致風機出力不夠。通過在吸風口處搭設腳手架，在機組運行過程中隨時清理濾網上的結霜后，風機出力低的情況才得以改善。建議在相關冷卻風機入口加裝除霜裝置，徹底解決該問題。

2.2.3 煙風閥門

部分煙風系統閥門在安裝過程中的積水未清理干凈，導致很多閥門在調試階段出現卡澀現象。因此，施工期間不僅要將閥門內部的雜物清理干凈，還要將積水也清理干凈。

2.2.4 灰渣系統

刮板式撈渣機故障停運后，因未及時排凈系統內的殘水，出現結冰現象。灰渣和水的混合物結冰后，其硬度接近于水泥塊，清除難度很大。因此，灰渣系統一旦進水，就必須全天候運行；一旦停運，要及時放干灰渣系統的渣水，并用干凈的沖洗水將殘存的灰渣徹底清洗干凈。

2.3 空冷島系統的沖洗防凍

該工程空冷島系統在第1次進汽沖洗時，6列空冷島的所有管束和凝結水管全部被凍住，給后續調試工作帶來極大的困難。

2.3.1 空冷島系統結冰原因分析

在機組啟動初期，合格后的爐水進入排汽裝置，但由于補水量不夠，未及時換水，導致排汽裝置內的凝結水溫度長期維持在90 ℃左右。在此溫度下，部分液態水轉變成汽態。由于空冷島的第1-6列進口蝶閥均關閉不嚴，蒸發的汽體逐漸進入空冷島的第1-6列，導致空冷島部分管束逐漸結冰凍住，而調試人員未及時發現該異常狀況。

在空冷島系統進汽沖洗階段，調試人員第1次打開第1，2列空冷島的進口蝶閥，準備沖洗第1，2列空冷島時，因第1，2列空冷島內的部分管束已經結冰凍住，同時低旁的開度僅為40 %，導致進入第1，2列空冷島的蒸汽量不足；所以進入第1，2列空冷島管束的蒸汽在外界環境低溫的影響下，迅速凝結成冰。調試人員依次開啟第3-6列空冷島的進汽閥門，發現這4列空冷島的管束和凝結水管也很快全部結冰凍住，6列空冷島全部處于癱瘓狀態。分析原因為：由于第3-6列空冷島的部分管束事先已經結冰凍住，在沖洗第1，2列空冷島階段時，該4列空冷島進口蝶閥關閉不嚴，導致進入第1，2列空冷島管束的部分蒸汽再次漏進第3-6列空冷島的管束，并很快結冰。

2.3.2 空冷島系統結冰缺陷處理

(1) 安裝臨時加熱管道。施工人員從輔助蒸汽母管接2路Φ57×3 mm的臨時蒸汽管道到空冷島至凝結水回水管道，打開各列空冷島定期排水閥門，利用臨時蒸汽管道向空冷島內逆向通入蒸汽，對空冷島進行反沖洗，并及時排出空冷島在反沖洗過程中產生的積水。

(2) 空冷島內部加溫，外部保溫。在空冷島內部生火爐加熱，提高空冷島內部溫度；用帆布嚴密覆蓋空冷島管束的外部，盡可能地保持熱量不流失；停運全部空冷島風機。

(3) 降低排汽裝置水溫。改造爐水的回收系統，讓回收的爐水不再進入排汽裝置，而是直接進入除氧器，以保證排汽裝置的水溫在空冷島沖洗前不超過50 ℃，減少高溫下液態水轉變成汽態的量。

通過以上措施的實施，第1，2列空冷島的管束逐漸化凍。當第1，2列空冷島的化凍管束數量超過50 %后，鍋爐點火；當蒸汽參數達到沖洗條件后，將高旁、低旁迅速開啟到65 %，在5 m in內達到全開狀態；經過5 h的沖洗，第1，2列空冷島的管束全部化凍。然后依次打開第3-6列空冷島的進汽碟閥，用同樣的方法解凍空冷島的這4列管束。

3 建議措施

新疆預計煤儲量2.19萬億t，占中國煤炭總儲量的40 %。在國家“西部大開發”和“疆電東送”戰略的逐步推進下，新疆的各類燃煤電站如雨后春筍般地建設起來。但很多建設單位、施工單位和調試單位以往從未進入新疆市場，嚴重缺乏新疆地區冬期施工調試經驗，對新疆地區冬季惡劣氣候條件下進行火電機組試運行存在的困難，認識和準備不充分，依據內地冬期試運行經驗制定的新疆冬期專項試運行方案，滿足不了現場實際工作的需要，造成了巨大的損失。相關的技術人員在今后的設計、安裝、調試和檢修中，可借鑒本次機組試運行過程中取得的經驗和教訓，充分預見新疆地區特殊氣候條件的影響，編制好相應的冬期機組試運行專項方案，更好地完成新疆地區冬期機組試運行工作。總結本次試運行的相關經驗后提出的建議如下。

(1) 充分考慮冬期施工的難度，提前策劃冬期施工方案，并落實到位。

(2) 在冬期前完成鍋爐的緊身封閉施工，在主廠房和鍋爐房的壓型彩鋼板封閉施工完畢后，要逐一排查泄漏點，發現泄漏及時封堵，消除主廠房和鍋爐房內溫度低的隱患。

(3) 備好足夠的電伴熱帶等加熱保暖措施，在有加熱汽源的條件下，可加裝蒸汽伴熱管道。

(4) 備好足夠的燃煤和煤爐，安排監視巡查人員24 h倒班看守各生火點，及時加煤，保持主廠房區域溫度在0 ℃以上；并備好足夠的消防器材，以備不時之需。

(5) 各系統停運后，應及時排凈積水；系統一旦投入運行，不輕易停運；系統介質的流量應能滿足系統正常運行的需要，必要時應投運再循環閥門。

(6) 調試系統前必須詳細檢查系統，及時處理發現的問題；系統進入調試階段，開展任何工作前都必須取得調試負責人的同意，并辦理相關的手續；由調試人員指導進行相關的系統操作工作，避免出現多頭指揮的現象。

(7) 為提高室溫，主廠房內布置了大量的煤爐，要確保屋頂風機等通風設施的正常運行，及時排出煤爐燃燒產生的煙霧、CO等有害氣體，確保人員的人身安全。

1 黑龍江省塞地建筑科學研究院．JGJ/T104—2011建筑工程冬期施工規程[S]．北京：中國建筑工業出版社，2001.

2 郭建新．發展新疆動力煤干選推廣風力干法選煤技術[J].中國高新技術企業．2012，19(23)：125-128．