尼爾基發(fā)電廠汛期設(shè)備運(yùn)行分析

賀曦

（嫩江尼爾基水利水電有限責(zé)任公司，黑龍江齊齊哈爾161005）

尼爾基發(fā)電廠汛期設(shè)備運(yùn)行分析

賀曦

（嫩江尼爾基水利水電有限責(zé)任公司，黑龍江齊齊哈爾161005）

水電廠在汛期長期高負(fù)荷運(yùn)行時，需要加強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行管理，采取確保設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的相關(guān)措施。本文對尼爾基發(fā)電廠汛期設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行了分析，指出設(shè)備運(yùn)行需解決的主要問題和需注意的關(guān)鍵點(diǎn)，以及對應(yīng)采取的防范和處理措施，為水電廠汛期設(shè)備運(yùn)行工作提供參考經(jīng)驗(yàn)。

水電廠；汛期；設(shè)備運(yùn)行；尼爾基發(fā)電廠

在汛期，由于來水增大，水電機(jī)組會長期高負(fù)荷運(yùn)行，為了使設(shè)備能長期穩(wěn)定運(yùn)行，充分利用水能資源，避免被迫停運(yùn)和棄水損失，應(yīng)加強(qiáng)汛期設(shè)備運(yùn)行管理，對期間可能出現(xiàn)的主要問題采取防范措施。以下將針對尼爾基發(fā)電廠汛期設(shè)備運(yùn)行的實(shí)際情況，進(jìn)行分析和提出對應(yīng)措施。

1　尼爾基發(fā)電廠設(shè)備概況

尼爾基發(fā)電廠位于嫩江干流中上游，屬河床式電站，裝設(shè)4臺水輪發(fā)電機(jī)組，主接線形式為擴(kuò)大單元接線，單母線單回送出線。電站在系統(tǒng)中主要承擔(dān)調(diào)峰任務(wù)。

2　汛期設(shè)備運(yùn)行特點(diǎn)和主要問題

汛期，尼爾基水庫一般在高水位運(yùn)行，且上游水位變化較快；電廠發(fā)電主要帶基荷，發(fā)供電設(shè)備運(yùn)行時間長，負(fù)荷高。例如，尼爾基發(fā)電廠在2013年汛期期間，水庫上游水位在211.2～216.5m之間變化，4臺機(jī)組最長連續(xù)運(yùn)行122d。

長期高負(fù)荷運(yùn)行，加上高溫季節(jié)，設(shè)備運(yùn)行突顯的主要問題就是發(fā)熱，聚積熱量使設(shè)備運(yùn)行溫度升高，如果不能有效地散熱或控制溫度，長期高溫運(yùn)行會降低液壓系統(tǒng)工作可靠性和加快主變等電氣設(shè)備絕緣件老化速度，影響設(shè)備服役壽命；當(dāng)相關(guān)設(shè)備溫度升高過多達(dá)到警報(bào)值時，會迫使機(jī)組采取降負(fù)荷或停機(jī)等措施，甚至主變溫度升高跳閘等，從而影響發(fā)電效益。所以在汛期應(yīng)采取有效措施控制設(shè)備溫度，加強(qiáng)散熱降溫工作。

尼爾基發(fā)電廠汛期設(shè)備運(yùn)行，除發(fā)熱問題外，由于受水頭變化、長期運(yùn)行等因素影響，還有其它需要注意的關(guān)鍵點(diǎn)。

3　主要發(fā)熱部位和散熱降溫措施

3.1主變

主變運(yùn)行對溫升有嚴(yán)格的要求，尼爾基發(fā)電廠主變冷卻方式是強(qiáng)油循環(huán)風(fēng)冷方式，按照規(guī)定主變油溫升不應(yīng)超過40K，繞組溫升不應(yīng)超過65K，正常運(yùn)行時，上層油溫不應(yīng)超過75℃。由于尼爾基發(fā)電廠主變布置在戶外，長期運(yùn)行，冷卻器散熱管翅片會被飛蛾、昆蟲、塵土等雜物包裹，影響熱置換效率，使主變溫升較高。為保障主變冷卻器良好散熱，一般在汛前主變春檢時，對冷卻器進(jìn)行徹底清掃，汛期依情況進(jìn)行處理。

3.2機(jī)組各部軸瓦和定轉(zhuǎn)子

機(jī)組運(yùn)行對各部軸承和定轉(zhuǎn)子線圈運(yùn)行溫度也有相應(yīng)要求，各部溫度不應(yīng)超過規(guī)定限值。對于機(jī)組各部軸承和定轉(zhuǎn)子線圈散熱來講，最直接和有效的控制措施是保障冷卻水供給。尼爾基發(fā)電廠冷卻水系統(tǒng)設(shè)主備水源回路，主水源取自蝸殼，備用水源取自壩前，正常工作時主水源由水力電控閥控制投入，當(dāng)主水源壓力異常時自動投入備用水源。主水源供給冷卻水時，應(yīng)定期或根據(jù)壓差對主濾水器進(jìn)行排污工作，以保證供水壓力和流量。

對于定子線圈來講，除保證冷卻水外，也可采取打開風(fēng)洞門、熱風(fēng)口等措施，進(jìn)行散熱。由于發(fā)電機(jī)冷卻方式是密閉自循環(huán)風(fēng)冷方式，除了內(nèi)部進(jìn)行空冷器和定轉(zhuǎn)子熱風(fēng)間熱交換外，可通過風(fēng)洞內(nèi)和風(fēng)洞外通風(fēng)進(jìn)行熱交換，雖然這種方法影響了原設(shè)計(jì)風(fēng)循環(huán)，但如果環(huán)境溫度較低的話，也有一定散熱效果，此時需要監(jiān)視線圈、冷風(fēng)和環(huán)境溫度的變化，若環(huán)境溫度高于冷風(fēng)溫度時或線圈溫度升高時，應(yīng)恢復(fù)原狀態(tài)。

當(dāng)控制溫度繼續(xù)緩慢升高時，可打開主冷卻水旁通閥，以增大供水壓力和流量，加大冷卻效率；最后在必要時可投入備用冷卻水及其旁通閥，此時應(yīng)注意使供水壓力不超高限。通過以上方法，依情況依次序采取不同措施，可有效控制機(jī)組正常運(yùn)行時的溫度，使溫度變化達(dá)到平衡。

3.3其它設(shè)備

設(shè)備長期運(yùn)行，電氣設(shè)備主回路的大電流設(shè)備都是主要發(fā)熱源，需要重點(diǎn)監(jiān)視和控制。尼爾基發(fā)電廠需要注意的高溫設(shè)備有勵磁系統(tǒng)勵磁變、功率柜、DDL柜、勵磁大線和滑環(huán)室。功率柜和DDL柜雖設(shè)有風(fēng)機(jī)，但在大發(fā)電期間應(yīng)根據(jù)溫度上升情況采取開柜門散熱措施；勵磁變、滑環(huán)室必要時也應(yīng)開柜門散熱。必要時對高溫設(shè)備可投入外置風(fēng)扇冷卻。

3.4廠房

廠房的通風(fēng)散熱主要是為了將廠內(nèi)各種設(shè)備發(fā)熱量帶出，提供較低的環(huán)境溫度，以利于設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。汛期時，尼爾基發(fā)電廠廠房溫度較高的區(qū)域主要在副廠房母線層和主廠房發(fā)電機(jī)層。對于母線層可通過開啟母線廊道4臺排風(fēng)機(jī)和副廠房母線層4臺排風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)散熱，使主廠房冷風(fēng)經(jīng)通風(fēng)口進(jìn)入此區(qū)域，吹帶走設(shè)備發(fā)熱量，經(jīng)風(fēng)機(jī)排出室外；廠房發(fā)電機(jī)層可通過開啟廠房大門和通風(fēng)窗進(jìn)行自然風(fēng)冷。

4　汛期需要注意的其它設(shè)備運(yùn)行問題

4.1壓油泵頻繁啟動

在2009年汛期運(yùn)行時，尼爾基發(fā)電廠曾發(fā)生4號機(jī)壓油系統(tǒng)油溫升高現(xiàn)象，其主要原因是由于調(diào)速器抽動、液壓系統(tǒng)內(nèi)泄漏、負(fù)荷調(diào)整等原因?qū)е聣河凸抻土肯妮^快，同時壓油罐油面較高，引起壓油泵頻繁啟動，造成液壓油溫度升高，可通過調(diào)整壓油罐油面，微調(diào)機(jī)組負(fù)荷區(qū)間等方式消除。由于高油溫，會加速液壓系統(tǒng)泄露，甚至影響動作可靠性，故應(yīng)加強(qiáng)液壓系統(tǒng)工作監(jiān)視檢查，防止壓油泵頻繁啟動。

4.2滑環(huán)清污

機(jī)組滑環(huán)和碳刷長期運(yùn)行會產(chǎn)生碳粉，位于滑環(huán)上部的受油器底部連接螺栓會有輕微滲油，加上此部位發(fā)熱量較大，油揮發(fā)后混合碳粉會在滑環(huán)和刷架上形成污漬，影響導(dǎo)電性能和轉(zhuǎn)子絕緣。因此需要定期或根據(jù)實(shí)際污染情況進(jìn)行滑環(huán)清掃。

4.3機(jī)組振動擺度監(jiān)視

機(jī)組因水頭變化，引起調(diào)速器協(xié)聯(lián)曲線的改變，同一負(fù)荷下導(dǎo)葉和槳葉的開度發(fā)生了變化，新水頭下機(jī)組運(yùn)行水力條件發(fā)生變化，此時應(yīng)加強(qiáng)機(jī)組振動和擺度監(jiān)視，當(dāng)振擺超差時應(yīng)及時調(diào)整負(fù)荷區(qū)間以消除，必要時調(diào)整調(diào)速器協(xié)聯(lián)參數(shù)找到最優(yōu)工況曲線。

4.4同期并網(wǎng)問題

汛期尼爾基發(fā)電廠機(jī)組開機(jī)并網(wǎng)時常會出現(xiàn)同期超時現(xiàn)象，其原因是由于水頭的頻繁變化，機(jī)組在不同水頭下空載工況轉(zhuǎn)速變化速度的波動不同，在自動準(zhǔn)同期裝置啟動后，有時短時間找不到同期并網(wǎng)，會報(bào)同期裝置故障。此時解決辦法是重新啟動同期裝置，再次找同期并網(wǎng)，必要時需要給定一個人為擾動，如將調(diào)速器切至手動方式再切回自動方式，一般找1～2次就可并網(wǎng)。

4.5保持冷卻水濾水器良好工作狀態(tài)

2013年汛期時，尼爾基發(fā)電廠4號機(jī)組主冷卻水濾水器工作效果較差，對機(jī)組運(yùn)行帶來較大壓力。其原因是濾水器內(nèi)部堵塞較嚴(yán)重，且排污效果不明顯，致使壓差較大，供水量減小。故此，在汛期應(yīng)堅(jiān)持做好濾水器壓差監(jiān)視和排污工作，按照規(guī)定及時有效地進(jìn)行濾水器排污清掃，避免排污不徹底，保持濾水器良好工作狀態(tài)，以滿足長期運(yùn)行需要。

5　現(xiàn)存影響汛期設(shè)備運(yùn)行的設(shè)備問題

主要有兩點(diǎn)，一是機(jī)組主備濾水器內(nèi)部銹蝕嚴(yán)重，存在運(yùn)行風(fēng)險。目前，尼爾基發(fā)電廠已開始對此進(jìn)行改造，更換內(nèi)部為不銹鋼材質(zhì)的新型濾水器，可解決此問題。二是經(jīng)多年運(yùn)行，機(jī)組各部測溫故障率高，部分測溫點(diǎn)失效，影響設(shè)備運(yùn)行監(jiān)視。如機(jī)組定子線圈測溫點(diǎn)失效的有一半左右，難以恢復(fù)，其它各部軸承也有少部分失效，但需要待春檢才能處理。

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2015-07-30