紅石電站壓力油罐及其附屬設(shè)備改造技術(shù)方案

莊乾彪，彭書斌，張科鵬

（中水東北勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司，吉林 長春 130021）

1 概述

紅石電站隸屬白山發(fā)電廠，位于第二松花江干流上游吉林省樺甸市境內(nèi)。白山電廠由一期電站、二期電站、三期抽水蓄能電站和紅石電站4個電站組成，紅石電站以發(fā)電為主，兼有防洪、養(yǎng)殖等綜合效益。廠房為壩后式地面廠房，廠內(nèi)安裝4臺水輪發(fā)電機組，單機容量為50 MW，總裝機200 MW，紅石水電站工程于1982年11月動工興建，1987年12月4臺機組全部投產(chǎn)發(fā)電。

2 壓力油罐及附屬設(shè)備現(xiàn)狀

紅石電站調(diào)速系統(tǒng)壓力油罐由主用、備用壓力油罐，以及附屬管路閥門、自動化原件組成，主用壓力油罐型號為YS-8A，總?cè)莘e為8.0 m3，為調(diào)速系統(tǒng)常運行時使用。因無快速閘門系統(tǒng)，設(shè)有備用壓力油罐，型號為YS-2.5，總?cè)莘e為2.5 m3，在主用壓力油罐壓力達到事故低油壓壓力值時，通過壓差閥動作事故配壓閥關(guān)閉機組導(dǎo)葉，作為調(diào)速系統(tǒng)后備保護使用。

3 壓力油罐改造必要性及預(yù)期目標(biāo)

3.1 改造的必要性

紅石電站機組投運至今已超過30多年，4臺調(diào)速系統(tǒng)壓力油罐本體未設(shè)置安全閥，不滿足TSG 21-2016《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》9.1.2“本規(guī)程適用范圍內(nèi)的壓力容器，應(yīng)當(dāng)根據(jù)設(shè)計要求安裝超壓泄放裝置”的要求。

1）存在安全隱患

壓力油罐已使用30多年，內(nèi)部銹蝕嚴(yán)較重，存在油漆脫落等現(xiàn)象，進人門孔口較小，人員無法進入對罐體內(nèi)部進行檢查及維護；技術(shù)監(jiān)管部門每年都需要對其進行安全監(jiān)測。油罐本體未設(shè)置安全閥，存在著壓力油罐壓力過高的可能性，一旦發(fā)生，將會引起罐體噴油或爆裂事故，對電站運維人員造成人身傷害，同時嚴(yán)重影響機組安全可靠運行，存在嚴(yán)重的安全隱患。此外，油品具有揮發(fā)性，揮發(fā)出來的油氣具有易燃易爆的特點，加裝安全閥是為了在超壓和超液位的時候進行泄放以解除安全隱患。

系統(tǒng)中配套管路、閥門為非不銹鋼材質(zhì)，經(jīng)多年運行，配套閥門出現(xiàn)滲漏、關(guān)不嚴(yán)、卡阻等現(xiàn)象；管路內(nèi)部銹蝕嚴(yán)重、管壁變薄，導(dǎo)致承壓不足，可能產(chǎn)生爆裂，一旦管路爆裂會對電站運維人員造成人身傷害，存在一定的安全隱患。

2）改造可帶來顯著的經(jīng)濟效益

由于紅石電站壓力油罐使用運行年限較長，每年都需要檢測部門對壓力油罐進行安全檢測，改造后僅需每3年安全檢測一次，可節(jié)省檢測費用。通過采用新材料（不銹鋼）、新設(shè)備可以有效地解決設(shè)備管路銹蝕、腐爛、老化、油污染等問題，延長使用壽命、降低維護成本，提高系統(tǒng)的利用率，消除電廠安全隱患，從而提高電廠安全運行能力，改善了運行和管理環(huán)境，將對電廠產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益和社會效益。

鑒于上述存在的問題和分析，且備品備件采購困難，制造廠已不能提供備品備件，大修不能徹底解決問題，為消除安全隱患，提高電站運行的安全性，對紅石電站壓力油罐及其附屬設(shè)備進行更新改造是非常必要的，符合國家政策的有關(guān)規(guī)定及電網(wǎng)對電站安全運行管理的要求。

3.2 改造的預(yù)期目標(biāo)

通過對紅石電站8臺壓力油罐及相關(guān)所有連接管路和閥門進行全部更換（事故配壓閥前），消除壓力油罐無安全閥而導(dǎo)致壓力油罐壓力異常引起安全隱患及管路閥門銹蝕嚴(yán)重等安全因素。使設(shè)備及系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，從而滿足TSG 21-2016要求。

4 項目技術(shù)方案

考慮紅石電站4臺定槳式水輪發(fā)電機組現(xiàn)狀及存在改造的可能性（接力器操作油壓等級可能提高），將原最大工作壓力為2.5 MPa，容積為8.0 m3的4臺壓力油罐、容積為2.5 m3的備用壓力油罐，更換為工作壓力為4.0 MPa，容積和臺數(shù)不變的壓力油罐，考慮油罐基礎(chǔ)開孔保持不變，罐體的容積及外形尺寸保持不變。將相應(yīng)管路、閥門及管件更換為不銹鋼材質(zhì)，設(shè)備布置位置及管路走向不變。壓力油罐主要技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 壓力油罐器主要技術(shù)參數(shù)表

直接升級壓力油罐的壓力等級，留有一定壓力余量，不僅能達到目前調(diào)速系統(tǒng)要求和改造的目的，還能為后續(xù)機組及調(diào)速系統(tǒng)改造打下基礎(chǔ)。

5 結(jié)語

電站壓力油罐及其附屬設(shè)備是電站調(diào)速系統(tǒng)的重要組成部分，是保證機組安全穩(wěn)定運行的主要設(shè)備，一旦發(fā)生起罐體噴油或爆裂事故，會對電站運維人員造成人身傷害，同時嚴(yán)重影響機組安全可靠運行。本文通過介紹紅石電站壓力油罐的改造過程及方案研究，給存在相關(guān)壓力容器安全隱患的水電廠提供解決該類問題的思路。