極寒地區(qū)空冷島檢修維護(hù)

江 若

（神華國(guó)神集團(tuán)鄂溫克發(fā)電廠，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021130）

極寒地區(qū)空冷島檢修維護(hù)

江 若

（神華國(guó)神集團(tuán)鄂溫克發(fā)電廠，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021130）

極寒地區(qū)的空冷島檢修維護(hù)有其特殊性，環(huán)境溫度和溫差變化對(duì)設(shè)備狀態(tài)、油脂條件影響很大，歸納總結(jié)了空冷島氣密性檢查方法、翅片管防凍凍結(jié)措施，減速機(jī)的運(yùn)行維修管理和更換齒輪箱等空冷島的維修工作經(jīng)驗(yàn)。

空冷島；嚴(yán)密性；翅片管；減速機(jī)

0 引言

某發(fā)電廠裝有2臺(tái)600 MW空冷超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組。該電廠位于內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市鄂溫克族自治旗境內(nèi)，大興安嶺西北，北緯49°，年、日溫差大。年平均氣溫-1.1 ℃，極端最高氣溫35.70 ℃，極端最低氣溫-46.10 ℃。

汽輪機(jī)排汽冷卻采用機(jī)械通風(fēng)直接空氣冷卻系統(tǒng)，翅片管由斯必克冷卻技術(shù)（張家口）有限公司提供，單機(jī)分成7（列）×7（單元），共計(jì)49個(gè)風(fēng)機(jī)單元。其中風(fēng)機(jī)減速機(jī)構(gòu)由SEW公司提供，轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)扇由豪頓華工程有限公司提供。

機(jī)組于2012年投產(chǎn)運(yùn)行后，空冷島出現(xiàn)嚴(yán)密性嚴(yán)重超標(biāo)的現(xiàn)象，最高值達(dá)800 Pa/min，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過標(biāo)準(zhǔn)值100 Pa/min，造成大量管束凍結(jié)，背壓最高達(dá)40 kPa，同時(shí)減速機(jī)頻繁損壞，嚴(yán)重影響機(jī)組安全運(yùn)行。

為此，該廠在空冷島的檢修維護(hù)工作中采取了多種有效措施，并取得了實(shí)效。根據(jù)2015年上半年的運(yùn)行數(shù)據(jù)，測(cè)得背壓的平均值為7.20 kPa。自2014年至今，翅片管束極寒運(yùn)行時(shí)未出現(xiàn)凍結(jié)現(xiàn)象，延長(zhǎng)了空冷島減速機(jī)的使用壽命。

1 空冷島嚴(yán)密性檢查方法

1.1 機(jī)組停運(yùn)時(shí)檢查方法

機(jī)組停運(yùn)時(shí)重點(diǎn)對(duì)空冷島翅片管束進(jìn)行查漏，查漏方法有以下2種。

（1） 臨修時(shí)，可向翅片管束注水查漏，注水使用除鹽水?？紤]到管束的承受力，除鹽水不能注滿，水位控制在下部集箱翅片管上0.5m左右。如下部管束滲水，做好標(biāo)記并進(jìn)行開孔內(nèi)部焊接。

（2） 上部管束采用汽機(jī)排氣管與空冷島焊接堵板隔離，空冷島注氦氣查漏。

發(fā)電廠采用以上2種方法對(duì)空冷島翅片管束進(jìn)行查漏，查出下部翅片管46處泄漏。經(jīng)過對(duì)泄漏處焊接修補(bǔ)，取得了良好效果。

1.2 機(jī)組運(yùn)行時(shí)檢查方法

采用超聲波氦氣查漏，對(duì)發(fā)現(xiàn)的漏點(diǎn)及時(shí)封堵。翅片管泄漏一般是由于膨脹受阻引起拉裂造成的。因翅片管逆流區(qū)在冬季熱脹冷縮，應(yīng)特別注意投運(yùn)機(jī)組前要把逆流區(qū)A型架上部臨時(shí)螺栓取下，防止膨脹、收縮受阻。

2 翅片管防凍措施

（1） 入冬前，檢查進(jìn)汽蝶閥、回水閥的嚴(yán)密性。因進(jìn)汽蝶閥采用軟密封，為確保嚴(yán)密性，檢修人員要對(duì)密封間隙進(jìn)行調(diào)整，確保0.03 mm塞尺不入，不得有透光。通過對(duì)進(jìn)汽蝶閥、回水閥的嚴(yán)密性調(diào)整，確保冬季負(fù)荷低時(shí)不發(fā)生因停運(yùn)列進(jìn)汽門不嚴(yán)而造成內(nèi)漏凍結(jié)。

（2） 對(duì)回水蝶閥進(jìn)行注水查漏。對(duì)內(nèi)漏閥門進(jìn)行檢修，確保嚴(yán)密不漏。電廠1-4列、5-7列共設(shè)置2路回水。當(dāng)單獨(dú)停運(yùn)1-4列或5-7列中的任意一列時(shí)，停運(yùn)列回水門不嚴(yán)都會(huì)造成蒸汽倒流，進(jìn)入下部疏水集箱凍結(jié)。

（3） 檢查抽空氣電動(dòng)門，確保嚴(yán)密不漏。并在電動(dòng)門后加裝手動(dòng)門，確保嚴(yán)密程度。

（4） 由于冬季負(fù)荷變化，需停運(yùn)個(gè)別列，但停運(yùn)過程中集水箱內(nèi)部會(huì)存有少量凝結(jié)水。設(shè)備廠商翅片管的設(shè)計(jì)理念是：在凝結(jié)水回水門加裝逆止閥和旁路，可有效將積水排出。但由于投產(chǎn)時(shí)經(jīng)驗(yàn)不足，疏水閥、逆止閥及管路未加裝伴熱裝置，造成凍結(jié)。下部集水箱積水無法排出，導(dǎo)致集箱母管凍裂。加裝伴熱裝置后，管內(nèi)積水及時(shí)排至排汽裝置。由于旁路設(shè)置單向逆止閥，疏水可以排盡，排汽裝置蒸汽可防止倒流凝結(jié)。

（5） 冬季時(shí)最低汽溫在（-20）-（-38）℃，白天停運(yùn)第1列和第7列，運(yùn)行5列。晚上機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷一般較低，約60 %負(fù)荷，計(jì)360 MW左右，若仍運(yùn)行5列，管束部分會(huì)因溫度較低而凍結(jié)，只能再停運(yùn)1列。到次日白天，根據(jù)溫度及負(fù)荷，再次投運(yùn)5列。如此白天、黑夜頻繁增減運(yùn)行列數(shù)，會(huì)造成翅片管漏點(diǎn)增多。為此在冬季運(yùn)行時(shí)可采用將停運(yùn)列的3-5個(gè)風(fēng)機(jī)停運(yùn)，并在風(fēng)機(jī)下方風(fēng)筒加裝帆布簾子，通過調(diào)整其他風(fēng)機(jī)頻率的方法來滿足運(yùn)行需要。

（6） 優(yōu)化設(shè)備管理分工。當(dāng)停運(yùn)某列時(shí)，運(yùn)行人員需提前通知檢修人員到現(xiàn)場(chǎng)。根據(jù)進(jìn)汽蝶閥特性，在電動(dòng)關(guān)閉后，檢修人員及時(shí)手搖關(guān)閉，測(cè)量進(jìn)汽蝶閥門后溫度降至環(huán)境溫度，確保進(jìn)汽蝶閥嚴(yán)密。由于此時(shí)翅片管內(nèi)存有蒸汽繼續(xù)凝結(jié)，需在25-30 min后關(guān)閉停運(yùn)列疏水蝶閥。同時(shí)檢查疏水蝶閥旁路開啟，伴熱投入正常運(yùn)行。當(dāng)進(jìn)汽蝶閥關(guān)閉后，門后檢測(cè)溫度過高，一般為50 ℃左右，證明此列進(jìn)汽蝶閥不嚴(yán)。此時(shí)嚴(yán)禁進(jìn)行隔離，防止翅片管凝結(jié)水積累凍結(jié)，應(yīng)考慮停運(yùn)其他列。

（7） 根據(jù)防凍需要，在翅片管道上加裝在線溫度測(cè)量裝置。在線溫度測(cè)量數(shù)據(jù)可遠(yuǎn)傳至控制室，運(yùn)行人員可通過在線溫度顯示控制每個(gè)風(fēng)機(jī)頻率，有效防止管束溫度過低造成凍結(jié)。如果發(fā)生局部?jī)鼋Y(jié)，需立即采用帆布將凍結(jié)的管束與沒有凍結(jié)的管束遮蓋，通過管束的相互換熱使凍結(jié)管束融化。由于管束沒有熱源，不需要對(duì)停運(yùn)列的翅片管加裝帆布簾子。

（8） 加強(qiáng)巡檢。運(yùn)行人員及檢修人員應(yīng)定期檢查停運(yùn)列翅片管下集箱是否存有積水，可通過小錘敲擊管道，通過聲音判斷是否存在積水。如果進(jìn)入的積水發(fā)生凍結(jié)，應(yīng)立即檢查進(jìn)汽蝶閥、疏水蝶閥是否嚴(yán)密，疏水蝶閥伴熱是否正常。同時(shí)采用電伴熱外加保溫進(jìn)行化解。約24 h可以完全化解，若沒有查出原因，伴熱裝置應(yīng)一直投入運(yùn)行，防止集水箱凍結(jié)爆裂。

3 減速機(jī)的運(yùn)行維護(hù)管理

該電廠空冷島減速機(jī)自投產(chǎn)以來多次發(fā)生齒輪箱異音、斷齒等問題，對(duì)減速機(jī)運(yùn)行以來存在的故障提出解決辦法。

3.1 內(nèi)部潤(rùn)滑油變質(zhì)

空冷島減速機(jī)內(nèi)部潤(rùn)滑油使用美孚ISOVG320合成油，其適用環(huán)境溫度為（-30）-（+40）℃。電廠冬季環(huán)境溫度一般達(dá)到-30 ℃，極端時(shí)環(huán)境溫度可達(dá)-46.10 ℃，空冷島上溫度更低。拆開減速箱后發(fā)現(xiàn)顆粒狀油脂，油脂粘稠，潤(rùn)滑效果不佳，這就造成減速機(jī)干磨，加速齒輪箱損壞。

根據(jù)調(diào)研和考察周邊電廠，更換為ISOVG220油，其適用環(huán)境溫度為（-35）-（+30）℃。6臺(tái)減速機(jī)換油后運(yùn)行狀況較好，同時(shí)夏季沒有出現(xiàn)漏油的現(xiàn)象。

3.2 啟動(dòng)初期潤(rùn)滑失效

SEW公司減速機(jī)采用飛濺潤(rùn)滑，通過類似齒輪泵裝置泵油，油經(jīng)過外置式管道、濾網(wǎng)后潤(rùn)滑齒輪。但由于運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)不足，啟動(dòng)前環(huán)境溫度過低，濾網(wǎng)、管道內(nèi)的油脂容易凍結(jié)，這就造成啟動(dòng)初期潤(rùn)滑油脂未潤(rùn)滑齒輪，造成短期干磨，損壞設(shè)備。為此，采取了以下措施：

（1） 為外置式管道、濾網(wǎng)加裝伴熱裝置，確保啟動(dòng)時(shí)油脂及時(shí)飛濺潤(rùn)滑；

（2） 保證齒輪箱電加熱裝置正常投入運(yùn)行；

（3） 在齒輪箱外部加裝成型保溫，確保潤(rùn)滑油脂不凍結(jié)；

（4） 更改風(fēng)機(jī)啟動(dòng)程序，延長(zhǎng)低頻運(yùn)行時(shí)間和風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間，由原來的10 s延長(zhǎng)到30 s以上，確保潤(rùn)滑油脂充分潤(rùn)滑齒輪后再升頻運(yùn)行。

3.3 風(fēng)機(jī)葉片角度超標(biāo)

對(duì)出現(xiàn)異音和振動(dòng)較大的風(fēng)機(jī)單元，檢查風(fēng)機(jī)葉片角度是否超標(biāo)。若超標(biāo)要及時(shí)調(diào)整到規(guī)定值，避免因外界因素導(dǎo)致減速機(jī)內(nèi)部軸承的磨損。

對(duì)2號(hào)機(jī)幾臺(tái)振動(dòng)較大的風(fēng)機(jī)，檢查了風(fēng)機(jī)葉片角度，部分風(fēng)機(jī)葉片超出所規(guī)定值11.5°±0.5°，及時(shí)對(duì)其進(jìn)行了調(diào)整。

3.4 潤(rùn)滑油更換

（1） 嚴(yán)格按照廠家要求，每年給減速機(jī)軸承加裝1次油脂。

（2） 齒輪箱更換潤(rùn)滑油（合成油換油周期一般為2年）后，可委托第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)每半年對(duì)減速機(jī)潤(rùn)滑油進(jìn)行抽樣檢查，以便隨時(shí)掌握油品狀態(tài)。

（3） 為防止變質(zhì)的潤(rùn)滑油對(duì)軸承和齒輪產(chǎn)生損害，需建立檢查記錄檔案。

（4） 換油一般在夏季進(jìn)行，通過下部放油口放出油后，將換下的油靜置一段時(shí)間，使用上部1/2油脂進(jìn)行齒輪箱沖洗，清理齒輪殘存雜質(zhì)。如果換下來的油脂較臟，可用新油脂進(jìn)行沖洗，沖洗完畢后加裝新油。

3.5 加強(qiáng)防潮透氣閥的檢查

當(dāng)透氣閥內(nèi)的硅膠顆粒變成粉色后，需要及時(shí)更換防潮透氣閥，以防止空氣中的潮濕水氣進(jìn)入到減速箱內(nèi)，從而造成潤(rùn)滑油的乳化變質(zhì)。

3.6 檢查壓力開關(guān)和壓力表

定期觀察壓力潤(rùn)滑系統(tǒng)的壓力開關(guān)和壓力表的壓力值，與系統(tǒng)報(bào)警值進(jìn)行比較，核實(shí)壓力值是否在系統(tǒng)報(bào)警值的規(guī)定范圍內(nèi)。

3.7 延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間

風(fēng)機(jī)在停運(yùn)階段，如果自然風(fēng)較大，風(fēng)機(jī)葉片隨風(fēng)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度也較快，風(fēng)機(jī)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)慣量就會(huì)較大。在風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，葉片受自然風(fēng)力旋轉(zhuǎn)的方向與啟動(dòng)方向相反時(shí)，對(duì)風(fēng)機(jī)的沖擊會(huì)很大。

為減輕風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)對(duì)減速機(jī)的沖擊，可延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間，由原來的10 s延長(zhǎng)到30 s以上，對(duì)于冬季風(fēng)速較大的地區(qū)，建議加裝抱閘裝置。

4 更換齒輪箱的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控

更換齒輪箱為高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)，電廠上級(jí)集團(tuán)公司推行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控。在空冷島下方安裝變壓器、母線等設(shè)備時(shí)，有人員墜落、高空墜物、滴油等危險(xiǎn)因素。

4.1 人員墜落

拆裝齒輪箱人員一般站在風(fēng)筒下方網(wǎng)格上，網(wǎng)格要定期檢查，防止螺栓松動(dòng)。網(wǎng)格上站立不能超過3人，作業(yè)人員要系好防墜器，確保掛點(diǎn)牢靠。網(wǎng)格上應(yīng)鋪井字型木板，確保人員作業(yè)安全。拆裝齒輪箱作業(yè)時(shí)，維護(hù)部要開具高風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控單，要求維護(hù)部管理人員、安監(jiān)部和生技部人員到場(chǎng)監(jiān)護(hù)。

4.2 高空墜物

風(fēng)筒下方網(wǎng)格一般間隙較大，扳子、螺栓很容易從中掉落。施工前要在網(wǎng)格上鋪好帆布簾子，同時(shí)用繩子將工器具拴住，防止物件掉落。

4.3 滴油

空冷島下方的變壓器母線、絕緣子一旦濺入潤(rùn)滑油，極易造成爬電污閃。施工前在網(wǎng)格上鋪帆布，防止油脂滴落。減速箱檢修完成后，手動(dòng)盤動(dòng)冷卻風(fēng)機(jī)葉片，檢查是否漏油。確定無誤后，拆除帆布簾子，押票試運(yùn)。放油門一般為球閥，手柄為一字型，極易造成漏油，可將手柄切短或者拆除，同時(shí)在放油門后加裝絲堵確保閥門即使不嚴(yán)也不會(huì)漏油。

2015-12-06。

江 若（1977-），男，工程師，主要從事空冷島維護(hù)檢修和極寒地區(qū)空冷島維護(hù)工作，email：nmgjr@163.com。