极寒地区空冷岛检修维护

江 若

（神华国神集团鄂温克发电厂，内蒙古 呼伦贝尔 021130）

极寒地区空冷岛检修维护

江 若

（神华国神集团鄂温克发电厂，内蒙古 呼伦贝尔 021130）

极寒地区的空冷岛检修维护有其特殊性，环境温度和温差变化对设备状态、油脂条件影响很大，归纳总结了空冷岛气密性检查方法、翅片管防冻冻结措施，减速机的运行维修管理和更换齿轮箱等空冷岛的维修工作经验。

空冷岛；严密性；翅片管；减速机

0 引言

某发电厂装有2台600 MW空冷超临界汽轮发电机组。该电厂位于内蒙古自治区呼伦贝尔市鄂温克族自治旗境内，大兴安岭西北，北纬49°，年、日温差大。年平均气温-1.1 ℃，极端最高气温35.70 ℃，极端最低气温-46.10 ℃。

汽轮机排汽冷却采用机械通风直接空气冷却系统，翅片管由斯必克冷却技术（张家口）有限公司提供，单机分成7（列）×7（单元），共计49个风机单元。其中风机减速机构由SEW公司提供，转动风扇由豪顿华工程有限公司提供。

机组于2012年投产运行后，空冷岛出现严密性严重超标的现象，最高值达800 Pa/min，远远超过标准值100 Pa/min，造成大量管束冻结，背压最高达40 kPa，同时减速机频繁损坏，严重影响机组安全运行。

为此，该厂在空冷岛的检修维护工作中采取了多种有效措施，并取得了实效。根据2015年上半年的运行数据，测得背压的平均值为7.20 kPa。自2014年至今，翅片管束极寒运行时未出现冻结现象，延长了空冷岛减速机的使用寿命。

1 空冷岛严密性检查方法

1.1 机组停运时检查方法

机组停运时重点对空冷岛翅片管束进行查漏，查漏方法有以下2种。

（1） 临修时，可向翅片管束注水查漏，注水使用除盐水。考虑到管束的承受力，除盐水不能注满，水位控制在下部集箱翅片管上0.5m左右。如下部管束渗水，做好标记并进行开孔内部焊接。

（2） 上部管束采用汽机排气管与空冷岛焊接堵板隔离，空冷岛注氦气查漏。

发电厂采用以上2种方法对空冷岛翅片管束进行查漏，查出下部翅片管46处泄漏。经过对泄漏处焊接修补，取得了良好效果。

1.2 机组运行时检查方法

采用超声波氦气查漏，对发现的漏点及时封堵。翅片管泄漏一般是由于膨胀受阻引起拉裂造成的。因翅片管逆流区在冬季热胀冷缩，应特别注意投运机组前要把逆流区A型架上部临时螺栓取下，防止膨胀、收缩受阻。

2 翅片管防冻措施

（1） 入冬前，检查进汽蝶阀、回水阀的严密性。因进汽蝶阀采用软密封，为确保严密性，检修人员要对密封间隙进行调整，确保0.03 mm塞尺不入，不得有透光。通过对进汽蝶阀、回水阀的严密性调整，确保冬季负荷低时不发生因停运列进汽门不严而造成内漏冻结。

（2） 对回水蝶阀进行注水查漏。对内漏阀门进行检修，确保严密不漏。电厂1-4列、5-7列共设置2路回水。当单独停运1-4列或5-7列中的任意一列时，停运列回水门不严都会造成蒸汽倒流，进入下部疏水集箱冻结。

（3） 检查抽空气电动门，确保严密不漏。并在电动门后加装手动门，确保严密程度。

（4） 由于冬季负荷变化，需停运个别列，但停运过程中集水箱内部会存有少量凝结水。设备厂商翅片管的设计理念是：在凝结水回水门加装逆止阀和旁路，可有效将积水排出。但由于投产时经验不足，疏水阀、逆止阀及管路未加装伴热装置，造成冻结。下部集水箱积水无法排出，导致集箱母管冻裂。加装伴热装置后，管内积水及时排至排汽装置。由于旁路设置单向逆止阀，疏水可以排尽，排汽装置蒸汽可防止倒流凝结。

（5） 冬季时最低汽温在（-20）-（-38）℃，白天停运第1列和第7列，运行5列。晚上机组运行负荷一般较低，约60 %负荷，计360 MW左右，若仍运行5列，管束部分会因温度较低而冻结，只能再停运1列。到次日白天，根据温度及负荷，再次投运5列。如此白天、黑夜频繁增减运行列数，会造成翅片管漏点增多。为此在冬季运行时可采用将停运列的3-5个风机停运，并在风机下方风筒加装帆布帘子，通过调整其他风机频率的方法来满足运行需要。

（6） 优化设备管理分工。当停运某列时，运行人员需提前通知检修人员到现场。根据进汽蝶阀特性，在电动关闭后，检修人员及时手摇关闭，测量进汽蝶阀门后温度降至环境温度，确保进汽蝶阀严密。由于此时翅片管内存有蒸汽继续凝结，需在25-30 min后关闭停运列疏水蝶阀。同时检查疏水蝶阀旁路开启，伴热投入正常运行。当进汽蝶阀关闭后，门后检测温度过高，一般为50 ℃左右，证明此列进汽蝶阀不严。此时严禁进行隔离，防止翅片管凝结水积累冻结，应考虑停运其他列。

（7） 根据防冻需要，在翅片管道上加装在线温度测量装置。在线温度测量数据可远传至控制室，运行人员可通过在线温度显示控制每个风机频率，有效防止管束温度过低造成冻结。如果发生局部冻结，需立即采用帆布将冻结的管束与没有冻结的管束遮盖，通过管束的相互换热使冻结管束融化。由于管束没有热源，不需要对停运列的翅片管加装帆布帘子。

（8） 加强巡检。运行人员及检修人员应定期检查停运列翅片管下集箱是否存有积水，可通过小锤敲击管道，通过声音判断是否存在积水。如果进入的积水发生冻结，应立即检查进汽蝶阀、疏水蝶阀是否严密，疏水蝶阀伴热是否正常。同时采用电伴热外加保温进行化解。约24 h可以完全化解，若没有查出原因，伴热装置应一直投入运行，防止集水箱冻结爆裂。

3 减速机的运行维护管理

该电厂空冷岛减速机自投产以来多次发生齿轮箱异音、断齿等问题，对减速机运行以来存在的故障提出解决办法。

3.1 内部润滑油变质

空冷岛减速机内部润滑油使用美孚ISOVG320合成油，其适用环境温度为（-30）-（+40）℃。电厂冬季环境温度一般达到-30 ℃，极端时环境温度可达-46.10 ℃，空冷岛上温度更低。拆开减速箱后发现颗粒状油脂，油脂粘稠，润滑效果不佳，这就造成减速机干磨，加速齿轮箱损坏。

根据调研和考察周边电厂，更换为ISOVG220油，其适用环境温度为（-35）-（+30）℃。6台减速机换油后运行状况较好，同时夏季没有出现漏油的现象。

3.2 启动初期润滑失效

SEW公司减速机采用飞溅润滑，通过类似齿轮泵装置泵油，油经过外置式管道、滤网后润滑齿轮。但由于运行经验不足，启动前环境温度过低，滤网、管道内的油脂容易冻结，这就造成启动初期润滑油脂未润滑齿轮，造成短期干磨，损坏设备。为此，采取了以下措施：

（1） 为外置式管道、滤网加装伴热装置，确保启动时油脂及时飞溅润滑；

（2） 保证齿轮箱电加热装置正常投入运行；

（3） 在齿轮箱外部加装成型保温，确保润滑油脂不冻结；

（4） 更改风机启动程序，延长低频运行时间和风机启动时间，由原来的10 s延长到30 s以上，确保润滑油脂充分润滑齿轮后再升频运行。

3.3 风机叶片角度超标

对出现异音和振动较大的风机单元，检查风机叶片角度是否超标。若超标要及时调整到规定值，避免因外界因素导致减速机内部轴承的磨损。

对2号机几台振动较大的风机，检查了风机叶片角度，部分风机叶片超出所规定值11.5°±0.5°，及时对其进行了调整。

3.4 润滑油更换

（1） 严格按照厂家要求，每年给减速机轴承加装1次油脂。

（2） 齿轮箱更换润滑油（合成油换油周期一般为2年）后，可委托第三方检测机构每半年对减速机润滑油进行抽样检查，以便随时掌握油品状态。

（3） 为防止变质的润滑油对轴承和齿轮产生损害，需建立检查记录档案。

（4） 换油一般在夏季进行，通过下部放油口放出油后，将换下的油静置一段时间，使用上部1/2油脂进行齿轮箱冲洗，清理齿轮残存杂质。如果换下来的油脂较脏，可用新油脂进行冲洗，冲洗完毕后加装新油。

3.5 加强防潮透气阀的检查

当透气阀内的硅胶颗粒变成粉色后，需要及时更换防潮透气阀，以防止空气中的潮湿水气进入到减速箱内，从而造成润滑油的乳化变质。

3.6 检查压力开关和压力表

定期观察压力润滑系统的压力开关和压力表的压力值，与系统报警值进行比较，核实压力值是否在系统报警值的规定范围内。

3.7 延长风机启动时间

风机在停运阶段，如果自然风较大，风机叶片随风转动的速度也较快，风机叶片转动惯量就会较大。在风机启动时，叶片受自然风力旋转的方向与启动方向相反时，对风机的冲击会很大。

为减轻风机启动时对减速机的冲击，可延长风机启动时间，由原来的10 s延长到30 s以上，对于冬季风速较大的地区，建议加装抱闸装置。

4 更换齿轮箱的风险预控

更换齿轮箱为高风险作业，电厂上级集团公司推行风险预控。在空冷岛下方安装变压器、母线等设备时，有人员坠落、高空坠物、滴油等危险因素。

4.1 人员坠落

拆装齿轮箱人员一般站在风筒下方网格上，网格要定期检查，防止螺栓松动。网格上站立不能超过3人，作业人员要系好防坠器，确保挂点牢靠。网格上应铺井字型木板，确保人员作业安全。拆装齿轮箱作业时，维护部要开具高风险预控单，要求维护部管理人员、安监部和生技部人员到场监护。

4.2 高空坠物

风筒下方网格一般间隙较大，扳子、螺栓很容易从中掉落。施工前要在网格上铺好帆布帘子，同时用绳子将工器具拴住，防止物件掉落。

4.3 滴油

空冷岛下方的变压器母线、绝缘子一旦溅入润滑油，极易造成爬电污闪。施工前在网格上铺帆布，防止油脂滴落。减速箱检修完成后，手动盘动冷却风机叶片，检查是否漏油。确定无误后，拆除帆布帘子，押票试运。放油门一般为球阀，手柄为一字型，极易造成漏油，可将手柄切短或者拆除，同时在放油门后加装丝堵确保阀门即使不严也不会漏油。

2015-12-06。

江 若（1977-），男，工程师，主要从事空冷岛维护检修和极寒地区空冷岛维护工作，email：nmgjr@163.com。