600MW發電機氫氣冷卻器在線清洗可行性研究與實施

劉秀明

（大唐三門峽發電有限責任公司，河南 三門峽 472143）

600MW發電機氫氣冷卻器在線清洗可行性研究與實施

劉秀明

（大唐三門峽發電有限責任公司，河南 三門峽 472143）

根據哈爾濱電機廠600MW發電機氫氣冷卻器整體構造特點，結合發電機產品使用說明書關于600MW機組發電機退出一組氫氣冷卻器時可以帶80%負荷的安全運行要求，制作發電機氫氣冷卻器在線清洗專用工具，除去氫氣冷卻器管道內壁附著物，提高氫氣冷卻器熱交換效率，保證發電機運行中冷氫溫度在合格范圍，實現發電機按設計值出力安全、穩定運行。

600MW；發電機；氫氣冷卻器；不停機；清洗

大唐三門峽電廠#3發電機在2014年7月機組負荷600MW工況，環境溫度35℃，氫氣冷卻器進水溫度30℃，氫氣冷卻器冷卻水進出水閥門全開狀況下，發電機冷氫溫度最高達到47.82℃，超過發電機運行規程冷氫溫度不超過46℃的上限值，機組被迫降負荷運行。

1　原因分析

#3發電機氫氣冷卻器采用地表水作為冷卻水源，2014年夏季由于三門峽地區降水偏少，地表水水源緊張，水質富營養化，冷卻水水質較差，在氫氣冷卻器冷卻水管路內管壁上形成大量附著物，嚴重影響氫氣冷卻器的散熱效果。同時，由于夏季環境溫度升高，冷卻水進水溫度經常超過35℃，在氫氣冷卻器冷卻水手動閥門全開和流量調節閥門全開情況下，因氫氣冷卻器散熱效果差，仍然出現發電機內冷氫溫度超過規定值45±1℃的要求，當發電機滿負荷運行且環境溫度高時，冷氫溫度甚至超過47℃，接近48℃的限負荷定值，機組被迫降負荷運行。

2　采取對策

大唐三門峽電廠對#3發電機氫氣冷卻器結構圖紙及檢修過程照片進行搜集、分析，確認哈電600MW發電機氫氣冷卻器進出水端水室端蓋為外置結構，水室端蓋與發電機氫氣系統沒有直接接觸部位，但氫氣冷卻器回水端端蓋在發電機內部，通過外部大端蓋對發電機氫氣系統進行密封，發電機運行期間，回水端端蓋不能打開。因此，在確保氫氣冷卻器與發電機本體密封良好的前提下，運行中將氫氣冷卻器進出水端蓋打開，對發電機內部氫氣系統安全運行沒有影響。發電機運行中退出一組氫氣冷卻器時，發電機的負荷須降至額定負荷的80%以下。綜合以上分析，發電機運行期間，在低負荷時段，通過打開發動機進出水端蓋對氫氣冷卻器進行在線清洗是安全、可行的。

圖1　2014年7月2日發電機冷氫隨負荷及環境溫度變化曲線

圖2　2014年8月1日發電機冷氫隨負荷及環境溫度變化曲線

3　實施方案及措施

哈電600MW發電機進出水端蓋與發電機氫氣冷卻器本體連接螺栓為長螺栓，螺栓外部固定進出水室端蓋，內部固定氫氣冷卻器散熱器與端板，在進行氫氣冷卻器水沖洗拆裝端蓋時，必須保證此螺栓固定牢靠，避免出現螺栓松動，造成發電機漏氫。

3.1安全措施

（1） 拆裝螺絲等均使用銅制工器具， 必須使用鋼制扳手時，在扳手上涂抹黃油，并用棉布包好。堅決杜絕任何撞擊發生。

（2）準備4個氫冷器通水銅管的木塞，沖洗過程中發現氫氣冷卻器以防銅管漏氫時堵漏。

（3）準備兩只可燃氣體監測儀，并檢驗合格。安排專人在氫氣冷卻器清洗過程中全程對氫氣冷卻器結合面、銅管等處不間斷監測氫氣濃度，發現有漏氫情況時，立即停止工作，對漏氫部位進行處理。

（4）拆除氫氣冷卻器進出水水室端蓋螺栓前，將發電機氫氣冷卻器與發電機本體螺栓用紅色記號筆做好標記，并安排專人逐一核對、確認。防止誤拆除氫氣冷卻器與發電機本體連接螺栓。

（5）發電機氫氣冷卻器一組退出運行期間，運行人員加強監視發電機鐵芯溫度和冷氫溫度，冷氫溫度盡量保持在47℃以下。當冷氫溫度超過47℃時，注意監視發電機鐵芯溫度不超過90℃，鐵芯溫度不斷上升并接近上限時，及時通知電氣作業，采取應急措施，恢復退役的氫氣冷卻器。

3.2技術措施

（1）發電機內部氫氣壓力調整至0.35MPa，退出#3發電機一組氫氣冷卻器，關閉這一組氫氣冷卻器的冷卻水進水門和出水門。通過氫氣冷卻器排污門和排空氣門，將退出的氫氣冷卻器內部積水放出。

（2）拆除氫氣冷卻器進出水連接水管，并運至指定位置。拆除氫氣冷卻器進出水端蓋水室。

（3）制作氫氣冷卻器清洗專用工具對氫氣冷卻器銅管逐一疏通、清洗。采用大號試管刷并用4號鐵絲或6m長φ8壓縮空氣不銹鋼管制作專用加長桿，對照氫氣冷卻器銅管尺寸，將試管刷刷毛外徑剪至外徑較銅管外徑大3mm左右，既能將附著物清除，又能抽穿自如，提高清洗效率，同時避免出現清洗過程中毛刷斷在冷卻器銅管。

（4）全部清洗工作結束后，恢復氫氣冷卻器端蓋。氫氣冷卻器水室端蓋各部位密封墊壓緊后壓縮量控制在30%～35%。打開氫氣冷卻器出水閥門，再緩慢打開氫氣冷卻器進水閥門，試通水，并打開氫氣冷卻器排空氣閥門，待水室滿水后，觀察進出水水管接頭和水室接縫處無漏水、滲水現象。然后將氫氣冷卻器冷卻水開打至正常工作開度，恢復氫氣系統壓力至額定壓力。

4　效果分析

2014年7月2日，#3發電機在機組負荷600MW，環境溫度35℃，氫氣冷卻器冷卻水全開狀況下，冷氫溫度最高達到47.82℃，超過發電機運行規程冷氫溫度不超過46℃的上限值，被迫降負荷（圖1）。通過在線清洗后， 2014年8月1日，在機組630MW滿負荷期間，環境溫度36.7℃，氫氣冷卻器進水溫度33℃，在冷卻水進水溫度增高3℃條件下，冷氫溫度成功控制在46℃以下，完全滿足機組滿負荷試運行要求（圖2）。按照600MW發電機組停機進行氫氣冷卻器檢修工期測算：氫氣冷卻器停機檢修，從機組停機至機組啟動并網，氫氣冷卻器檢修工期需要4天，夏季高負荷期間，按照機組負荷率80%計算，影響4天發電量4700萬度。折合銷售收入1920萬元，影響銷售利潤390萬元。

結語

結合發電機氫氣冷卻器水室端蓋與發電機本體氫氣系統沒有直接接觸的結構特點，制定詳細可行的安全方案和技術方案，通過采用機組低負荷期間對發電機氫氣冷卻器在線清洗工藝，既能避免出現600MW發電機組迎峰度夏高負荷期間非計劃停運檢修，又能消除因氫氣冷卻器冷卻效果差因素引起的機組降出力調度考核，同時還能避免發電機絕緣過熱損壞。大大提高大型發電機夏季高負荷期間運行的安全效益和經濟效益。

［1］靖長才.350MW發電機氫氣冷卻器結垢原因及對策［J］.吉林電力，2001（02）.

［2］ Q/CDT 107 001-2005，電力設備交接和預防性試驗規程［S］.

［3］ QFSN-600-2YH（G）型汽輪發電機產品使用說明書［Z］.哈爾濱電機廠有限責任公司，2002.

TM311

A

劉秀明（1984-），男，工程師，從事火力發電廠電氣一次設備技術管理工作。