伊敏換流站閥塔水管運行分析及防漏水治理措施

摘 要：換流閥是換流站內最重要和最復雜的設備之一，是交直流轉換的核心設備，本文將對伊敏換流站換流站換流閥水管運行情況分析，并且詳細地介紹防閥塔漏水治理措施，為日常運維和年度檢修提供一點寶貴經驗。

關鍵詞：換流閥；水管；分析；治理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.22.250

1 引言

±500kV伊敏-穆家（呼遼）直流輸電工程是東北地區第一個超高壓跨區直流輸電工程。為了滿足遼寧省經濟社會發展對電力的需求，服務呼倫貝爾大型煤電基地電源送出，實現東北地區能源優化配置的重要工程。為遼寧省經濟社會發展提供充足可靠電力供應，每年可輸送電量超過180億千瓦時，減少原煤運輸超過1000萬頓。對于緩解煤炭運輸壓力，實現節能減排和環境保護具有十分重要意義，將對推動內蒙古經濟社會建設和振興遼寧老工業基地發揮重要作用。2010年9月28日正式投運。工程線路全長913kM，額定直流功率為3000MW，額定直流電流為3000A。

伊敏站雙極有12臺換流閥，共360個閥組件，水管接頭超過6400個。水管及其接頭均為瑞士ABB公司生產，材料主要為聚偏氟乙烯（PVDF）。

2 閥塔水管接頭類型概述

（1）法蘭連接。法蘭連接一般用于閥模塊層間水管之間的連接。法蘭連接安裝簡便，螺栓連接可靠，長期工作不易松動，EPDM密封墊片耐高低溫老化性能強，密封性能好，能夠承受較大的壓力。其主要的失效形式為密封圈磨損，巡檢時可力矩檢測。

（2） 螺母連接。螺母包括PVDF螺母和金屬螺母。螺紋連接一般多用于閥模塊內部晶閘管散熱器、阻尼電阻和電抗器的管路連接。螺紋連接通過螺紋鎖緊，螺母頂壓EPDM密封圈可靠實現高低溫冷卻介質密封，成熟可靠，耐壓能力高達2MPa。其主要的失效形式為軸向力逐漸喪失的自松動，巡檢時可檢查標記線，檢查漏水情況。

3 閥塔水管接頭漏水原因分析

伊敏換流站自2010年10月投運以來，未發生過閥塔水管漏水事故，為分析原因，我們對某公司的多次漏水情況進行研究，經過分析，造成閥塔漏水的原因主要有：（1）設計考慮不周。閥塔內水管接頭過多、毛細管徑過細、水管與螺栓等硬物未有效隔離等，都是造成水管和接頭漏水的原因；（2）產品制造缺陷。塑料焊接工藝目前已經相對成熟，但是仍有廠家現場制作工藝不良造成漏水的現象，如某站熔焊和高嶺站對焊漏水均因焊接工藝不良導致，雙頭螺柱接頭因元器件質量問題造成漏水；（3）檢修安裝工藝質量管控不到位。安裝緊固不到位、漏裝接頭零件，引起漏水，如某站活接接頭漏水和靈寶雙頭螺柱接頭漏水。安裝時力矩過大，使螺栓受力過度，震動后導致接頭斷裂漏水。閥塔檢修、消缺需要放水、補水時，未嚴格按照檢修工藝進行操作，更換水管、電抗器、鉑電極等元件后未完全排氣，有雜質混入；（4）材質老化。塑料接頭以及密封圈老化后，將發生軸向力逐漸降低的自松動或螺栓力矩降低，密封性下降，造成漏水。塑料螺栓目前尚無有效防松措施。

4 防止換流閥水管接頭漏水反措

（1）驗收階段。1）螺栓緊固。加強水管接頭安裝過程中的工藝檢查和驗收，確保每個水管接頭按力矩要求緊固，換流閥廠家應提供各閥模塊出廠水壓報告；2）劃線標記。對螺紋接頭、活接接頭和雙頭螺柱接頭以及法蘭連接的螺栓，應用油性筆做好標記；3）焊接檢查。逐一檢查全站對焊、熔焊和承接焊接接頭，焊接縫隙應對接到位，厚度均勻，對焊凸緣應均勻對稱；4）建立檔案。對閥廳內水管的法蘭、螺紋、活接、雙頭螺柱、卡箍等形式的接頭建立檔案，消缺、檢修后及時進行補充和完善；5）靜態打壓。驗收時應進行靜態打壓試驗，并在打壓試驗中對接頭進行滲水檢查。

（2）日常巡視維護。1）加強閥塔水管漏水巡視和檢查，重點檢查閥廳地面、閥塔屏蔽罩、閥塔底盤及閥塔內部有無水跡；2）加強對閥漏水告警的監視，發生24小時泄漏和微分泄漏告警后，應立即對閥水管進行全面檢查，必要時停運直流；3）加強膨脹罐（高位水箱）水位變化的監視，在發生液位降低引起頻繁補水時，應立即對換流閥水管進行巡視檢查，如發現漏水盡快處理。特別關注非溫度引起的液位變化；4）加強對閥塔主水回路各部件及所連接表計、閥門滲漏水情況的巡視檢查，發現異常及時處理。主泵宜設計軸封漏水檢測裝置，及時檢測輕微漏水，檢修時校驗功能正常；5）清查水管、接頭型號及備件，確保備件充足；6）對電抗器水管接頭等振動較大、易發生漏水的部位做到逢停必檢，利用每次閥廳停電機會進行漏水檢查評估，確保及時發現微小滲漏，防止漏水情況擴大。

（3）年度檢修。1）逐個制定接頭工藝控制表，非專業人員不得上塔。逐個接頭明確力矩值、檢查方法、緊固方法，檢修過程中按表格要求記錄力矩檢測值，并簽字確認，保證責任可追溯。換流閥檢修應由本單位或閥廠家專業人員承擔，不得隨意安排送變電公司、社會清潔公司等非專業人員從事換流閥檢修工作；2）用無毛布（紙）擦拭閥塔，盡量減少積灰，對難以擦拭干凈的，可用無毛布（紙）蘸酒精擦拭。

3）對水管接頭進行外觀檢查，查看接頭處及下部有無滲漏及水跡，查看接頭標記線是否有偏移，如偏移，應緊固到原位；檢查水管是否與其它硬物有接觸并可能磨損，如水管磨損，應進行包護、移位固定處理；4）對法蘭、螺紋形式的接頭，用力矩扳手按50%-60%規定力矩檢查是否有松動，如松動，應緊固到規定力矩，并用記號筆畫線標記；5）嚴格遵守閥塔放水、補水工藝，避免管道內產生負壓導致密封圈失效。補水后應重新進行打壓試驗，并啟動主泵連續循環24小時徹底排氣后方可投運；6）每年清洗主水過濾器，補水應選用符合要求的水，補水前應沖洗補水罐，避免雜質留存；在更換水管或電極時，應特別注意清理雜質，不能遺留任何異物到內冷水中；7）按7.2bar的壓力對換流閥進行靜態打壓試驗。加壓后再次用目測法對水管接頭的漏水情況進行檢查；8）投運前應對水管及接頭漏水情況進行復檢，陽極電抗器水管接頭部分100%復檢，其它部位復檢量不小于30%。

參考文獻：

[1]國家電網公司建設運行部.高壓直流輸電系統電氣設備狀態維修和試驗規程[M].北京：中國電力出版社，2007.

[2]國家電網公司.換流站運行[M].北京：中國電力出版社，2012.

作者簡歷：曹忠平（1972-） ， 男， 內蒙古呼倫貝爾人， 工程師， 主要從事：換流站常務生產管理。