600MW发电机氢气冷却器在线清洗可行性研究与实施

摘 要：根据哈尔滨电机厂600MW发电机氢气冷却器整体构造特点，结合发电机产品使用说明书关于600MW机组发电机退出一组氢气冷却器时可以带80%负荷的安全运行要求，制作发电机氢气冷却器在线清洗专用工具，除去氢气冷却器管道内壁附着物，提高氢气冷却器热交换效率，保证发电机运行中冷氢温度在合格范围，实现发电机按设计值出力安全、稳定运行。

关键词：600MW；发电机；氢气冷却器；不停机；清洗

中图分类号：TM311 文献标识码：A

大唐三门峡电厂#3发电机在2014年7月机组负荷600MW工况，环境温度35℃，氢气冷却器进水温度30℃，氢气冷却器冷却水进出水阀门全开状况下，发电机冷氢温度最高达到47.82℃，超过发电机运行规程冷氢温度不超过46℃的上限值，机组被迫降负荷运行。

1 原因分析

#3发电机氢气冷却器采用地表水作为冷却水源，2014年夏季由于三门峡地区降水偏少，地表水水源紧张，水质富营养化，冷却水水质较差，在氢气冷却器冷却水管路内管壁上形成大量附着物，严重影响氢气冷却器的散热效果。同时，由于夏季环境温度升高，冷却水进水温度经常超过35℃，在氢气冷却器冷却水手动阀门全开和流量调节阀门全开情况下，因氢气冷却器散热效果差，仍然出现发电机内冷氢温度超过规定值45±1℃的要求，当发电机满负荷运行且环境温度高时，冷氢温度甚至超过47℃，接近48℃的限负荷定值，机组被迫降负荷运行。

2 采取对策

大唐三门峡电厂对#3发电机氢气冷却器结构图纸及检修过程照片进行搜集、分析，确认哈电600MW发电机氢气冷却器进出水端水室端盖为外置结构，水室端盖与发电机氢气系统没有直接接触部位，但氢气冷却器回水端端盖在发电机内部，通过外部大端盖对发电机氢气系统进行密封，发电机运行期间，回水端端盖不能打开。因此，在确保氢气冷却器与发电机本体密封良好的前提下，运行中将氢气冷却器进出水端盖打开，对发电机内部氢气系统安全运行没有影响。发电机运行中退出一组氢气冷却器时，发电机的负荷须降至额定负荷的80%以下。综合以上分析，发电机运行期间，在低负荷时段，通过打开发动机进出水端盖对氢气冷却器进行在线清洗是安全、可行的。

3 实施方案及措施

哈电600MW发电机进出水端盖与发电机氢气冷却器本体连接螺栓为长螺栓，螺栓外部固定进出水室端盖，内部固定氢气冷却器散热器与端板，在进行氢气冷却器水冲洗拆装端盖时，必须保证此螺栓固定牢靠，避免出现螺栓松动，造成发电机漏氢。

3.1 安全措施

（1） 拆装螺丝等均使用铜制工器具， 必须使用钢制扳手时，在扳手上涂抹黄油，并用棉布包好。坚决杜绝任何撞击发生。

（2）准备4个氢冷器通水铜管的木塞，冲洗过程中发现氢气冷却器以防铜管漏氢时堵漏。

（3）准备两只可燃气体监测仪，并检验合格。安排专人在氢气冷却器清洗过程中全程对氢气冷却器结合面、铜管等处不间断监测氢气浓度，发现有漏氢情况时，立即停止工作，对漏氢部位进行处理。

（4）拆除氢气冷却器进出水水室端盖螺栓前，将发电机氢气冷却器与发电机本体螺栓用红色记号笔做好标记，并安排专人逐一核对、确认。防止误拆除氢气冷却器与发电机本体连接螺栓。

（5）发电机氢气冷却器一组退出运行期间，运行人员加强监视发电机铁芯温度和冷氢温度，冷氢温度尽量保持在47℃以下。当冷氢温度超过47℃时，注意监视发电机铁芯温度不超过90℃，铁芯温度不断上升并接近上限时，及时通知电气作业，采取应急措施，恢复退役的氢气冷却器。

3.2 技术措施

（1）发电机内部氢气压力调整至0.35MPa，退出#3发电机一组氢气冷却器，关闭这一组氢气冷却器的冷却水进水门和出水门。通过氢气冷却器排污门和排空气门，将退出的氢气冷却器内部积水放出。

（2）拆除氢气冷却器进出水连接水管，并运至指定位置。拆除氢气冷却器进出水端盖水室。

（3）制作氢气冷却器清洗专用工具对氢气冷却器铜管逐一疏通、清洗。采用大号试管刷并用4号铁丝或6m长φ8压缩空气不锈钢管制作专用加长杆，对照氢气冷却器铜管尺寸，将试管刷刷毛外径剪至外径较铜管外径大3mm左右，既能将附着物清除，又能抽穿自如，提高清洗效率，同时避免出现清洗过程中毛刷断在冷却器铜管。

（4）全部清洗工作结束后，恢复氢气冷却器端盖。氢气冷却器水室端盖各部位密封垫压紧后压缩量控制在30%～35%。打开氢气冷却器出水阀门，再缓慢打开氢气冷却器进水阀门，试通水，并打开氢气冷却器排空气阀门，待水室满水后，观察进出水水管接头和水室接缝处无漏水、渗水现象。然后将氢气冷却器冷却水开打至正常工作开度，恢复氢气系统压力至额定压力。

4 效果分析

2014年7月2日，#3发电机在机组负荷600MW，环境温度35℃，氢气冷却器冷却水全开状况下，冷氢温度最高达到47.82℃，超过发电机运行规程冷氢温度不超过46℃的上限值，被迫降负荷（图1）。通过在线清洗后， 2014年8月1日，在机组630MW满负荷期间，环境温度36.7℃，氢气冷却器进水温度33℃，在冷却水进水温度增高3℃条件下，冷氢温度成功控制在46℃以下，完全满足机组满负荷试运行要求（图2）。按照600MW发电机组停机进行氢气冷却器检修工期测算：氢气冷却器停机检修，从机组停机至机组启动并网，氢气冷却器检修工期需要4天，夏季高负荷期间，按照机组负荷率80%计算，影响4天发电量4700万度。折合销售收入1920万元，影响销售利润390万元。

结语

结合发电机氢气冷却器水室端盖与发电机本体氢气系统没有直接接触的结构特点，制定详细可行的安全方案和技术方案，通过采用机组低负荷期间对发电机氢气冷却器在线清洗工艺，既能避免出现600MW发电机组迎峰度夏高负荷期间非计划停运检修，又能消除因氢气冷却器冷却效果差因素引起的机组降出力调度考核，同时还能避免发电机绝缘过热损坏。大大提高大型发电机夏季高负荷期间运行的安全效益和经济效益。

参考文献

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[2] Q/CDT 107 001-2005，電力设备交接和预防性试验规程[S].

[3] QFSN-600-2YH（G）型汽轮发电机产品使用说明书[Z].哈尔滨电机厂有限责任公司，2002.

作者简介：刘秀明（1984-），男，工程师，从事火力发电厂电气一次设备技术管理工作。