極寒地區空冷島檢修維護

江 若

（神華國神集團鄂溫克發電廠，內蒙古 呼倫貝爾 021130）

極寒地區空冷島檢修維護

江 若

（神華國神集團鄂溫克發電廠，內蒙古 呼倫貝爾 021130）

極寒地區的空冷島檢修維護有其特殊性，環境溫度和溫差變化對設備狀態、油脂條件影響很大，歸納總結了空冷島氣密性檢查方法、翅片管防凍凍結措施，減速機的運行維修管理和更換齒輪箱等空冷島的維修工作經驗。

空冷島；嚴密性；翅片管；減速機

0 引言

某發電廠裝有2臺600 MW空冷超臨界汽輪發電機組。該電廠位于內蒙古自治區呼倫貝爾市鄂溫克族自治旗境內，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 ℃。

汽輪機排汽冷卻采用機械通風直接空氣冷卻系統，翅片管由斯必克冷卻技術（張家口）有限公司提供，單機分成7（列）×7（單元），共計49個風機單元。其中風機減速機構由SEW公司提供，轉動風扇由豪頓華工程有限公司提供。

機組于2012年投產運行后，空冷島出現嚴密性嚴重超標的現象，最高值達800 Pa/min，遠遠超過標準值100 Pa/min，造成大量管束凍結，背壓最高達40 kPa，同時減速機頻繁損壞，嚴重影響機組安全運行。

為此，該廠在空冷島的檢修維護工作中采取了多種有效措施，并取得了實效。根據2015年上半年的運行數據，測得背壓的平均值為7.20 kPa。自2014年至今，翅片管束極寒運行時未出現凍結現象，延長了空冷島減速機的使用壽命。

1 空冷島嚴密性檢查方法

1.1 機組停運時檢查方法

機組停運時重點對空冷島翅片管束進行查漏，查漏方法有以下2種。

（1） 臨修時，可向翅片管束注水查漏，注水使用除鹽水。考慮到管束的承受力，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，做好標記并進行開孔內部焊接。

（2） 上部管束采用汽機排氣管與空冷島焊接堵板隔離，空冷島注氦氣查漏。

發電廠采用以上2種方法對空冷島翅片管束進行查漏，查出下部翅片管46處泄漏。經過對泄漏處焊接修補，取得了良好效果。

1.2 機組運行時檢查方法

采用超聲波氦氣查漏，對發現的漏點及時封堵。翅片管泄漏一般是由于膨脹受阻引起拉裂造成的。因翅片管逆流區在冬季熱脹冷縮，應特別注意投運機組前要把逆流區A型架上部臨時螺栓取下，防止膨脹、收縮受阻。

2 翅片管防凍措施

（1） 入冬前，檢查進汽蝶閥、回水閥的嚴密性。因進汽蝶閥采用軟密封，為確保嚴密性，檢修人員要對密封間隙進行調整，確保0.03 mm塞尺不入，不得有透光。通過對進汽蝶閥、回水閥的嚴密性調整，確保冬季負荷低時不發生因停運列進汽門不嚴而造成內漏凍結。

（2） 對回水蝶閥進行注水查漏。對內漏閥門進行檢修，確保嚴密不漏。電廠1-4列、5-7列共設置2路回水。當單獨停運1-4列或5-7列中的任意一列時，停運列回水門不嚴都會造成蒸汽倒流，進入下部疏水集箱凍結。

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

（4） 由于冬季負荷變化，需停運個別列，但停運過程中集水箱內部會存有少量凝結水。設備廠商翅片管的設計理念是：在凝結水回水門加裝逆止閥和旁路，可有效將積水排出。但由于投產時經驗不足，疏水閥、逆止閥及管路未加裝伴熱裝置，造成凍結。下部集水箱積水無法排出，導致集箱母管凍裂。加裝伴熱裝置后，管內積水及時排至排汽裝置。由于旁路設置單向逆止閥，疏水可以排盡，排汽裝置蒸汽可防止倒流凝結。

（5） 冬季時最低汽溫在（-20）-（-38）℃，白天停運第1列和第7列，運行5列。晚上機組運行負荷一般較低，約60 %負荷，計360 MW左右，若仍運行5列，管束部分會因溫度較低而凍結，只能再停運1列。到次日白天，根據溫度及負荷，再次投運5列。如此白天、黑夜頻繁增減運行列數，會造成翅片管漏點增多。為此在冬季運行時可采用將停運列的3-5個風機停運，并在風機下方風筒加裝帆布簾子，通過調整其他風機頻率的方法來滿足運行需要。

（6） 優化設備管理分工。當停運某列時，運行人員需提前通知檢修人員到現場。根據進汽蝶閥特性，在電動關閉后，檢修人員及時手搖關閉，測量進汽蝶閥門后溫度降至環境溫度，確保進汽蝶閥嚴密。由于此時翅片管內存有蒸汽繼續凝結，需在25-30 min后關閉停運列疏水蝶閥。同時檢查疏水蝶閥旁路開啟，伴熱投入正常運行。當進汽蝶閥關閉后，門后檢測溫度過高，一般為50 ℃左右，證明此列進汽蝶閥不嚴。此時嚴禁進行隔離，防止翅片管凝結水積累凍結，應考慮停運其他列。

（7） 根據防凍需要，在翅片管道上加裝在線溫度測量裝置。在線溫度測量數據可遠傳至控制室，運行人員可通過在線溫度顯示控制每個風機頻率，有效防止管束溫度過低造成凍結。如果發生局部凍結，需立即采用帆布將凍結的管束與沒有凍結的管束遮蓋，通過管束的相互換熱使凍結管束融化。由于管束沒有熱源，不需要對停運列的翅片管加裝帆布簾子。

（8） 加強巡檢。運行人員及檢修人員應定期檢查停運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。如果進入的積水發生凍結，應立即檢查進汽蝶閥、疏水蝶閥是否嚴密，疏水蝶閥伴熱是否正常。同時采用電伴熱外加保溫進行化解。約24 h可以完全化解，若沒有查出原因，伴熱裝置應一直投入運行，防止集水箱凍結爆裂。

3 減速機的運行維護管理

該電廠空冷島減速機自投產以來多次發生齒輪箱異音、斷齒等問題，對減速機運行以來存在的故障提出解決辦法。

3.1 內部潤滑油變質

空冷島減速機內部潤滑油使用美孚ISOVG320合成油，其適用環境溫度為（-30）-（+40）℃。電廠冬季環境溫度一般達到-30 ℃，極端時環境溫度可達-46.10 ℃，空冷島上溫度更低。拆開減速箱后發現顆粒狀油脂，油脂粘稠，潤滑效果不佳，這就造成減速機干磨，加速齒輪箱損壞。

根據調研和考察周邊電廠，更換為ISOVG220油，其適用環境溫度為（-35）-（+30）℃。6臺減速機換油后運行狀況較好，同時夏季沒有出現漏油的現象。

3.2 啟動初期潤滑失效

SEW公司減速機采用飛濺潤滑，通過類似齒輪泵裝置泵油，油經過外置式管道、濾網后潤滑齒輪。但由于運行經驗不足，啟動前環境溫度過低，濾網、管道內的油脂容易凍結，這就造成啟動初期潤滑油脂未潤滑齒輪，造成短期干磨，損壞設備。為此，采取了以下措施：

（1） 為外置式管道、濾網加裝伴熱裝置，確保啟動時油脂及時飛濺潤滑；

（2） 保證齒輪箱電加熱裝置正常投入運行；

（3） 在齒輪箱外部加裝成型保溫，確保潤滑油脂不凍結；

（4） 更改風機啟動程序，延長低頻運行時間和風機啟動時間，由原來的10 s延長到30 s以上，確保潤滑油脂充分潤滑齒輪后再升頻運行。

3.3 風機葉片角度超標

對出現異音和振動較大的風機單元，檢查風機葉片角度是否超標。若超標要及時調整到規定值，避免因外界因素導致減速機內部軸承的磨損。

對2號機幾臺振動較大的風機，檢查了風機葉片角度，部分風機葉片超出所規定值11.5°±0.5°，及時對其進行了調整。

3.4 潤滑油更換

（1） 嚴格按照廠家要求，每年給減速機軸承加裝1次油脂。

（2） 齒輪箱更換潤滑油（合成油換油周期一般為2年）后，可委托第三方檢測機構每半年對減速機潤滑油進行抽樣檢查，以便隨時掌握油品狀態。

（3） 為防止變質的潤滑油對軸承和齒輪產生損害，需建立檢查記錄檔案。

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

3.5 加強防潮透氣閥的檢查

當透氣閥內的硅膠顆粒變成粉色后，需要及時更換防潮透氣閥，以防止空氣中的潮濕水氣進入到減速箱內，從而造成潤滑油的乳化變質。

3.6 檢查壓力開關和壓力表

定期觀察壓力潤滑系統的壓力開關和壓力表的壓力值，與系統報警值進行比較，核實壓力值是否在系統報警值的規定范圍內。

3.7 延長風機啟動時間

風機在停運階段，如果自然風較大，風機葉片隨風轉動的速度也較快，風機葉片轉動慣量就會較大。在風機啟動時，葉片受自然風力旋轉的方向與啟動方向相反時，對風機的沖擊會很大。

為減輕風機啟動時對減速機的沖擊，可延長風機啟動時間，由原來的10 s延長到30 s以上，對于冬季風速較大的地區，建議加裝抱閘裝置。

4 更換齒輪箱的風險預控

更換齒輪箱為高風險作業，電廠上級集團公司推行風險預控。在空冷島下方安裝變壓器、母線等設備時，有人員墜落、高空墜物、滴油等危險因素。

4.1 人員墜落

拆裝齒輪箱人員一般站在風筒下方網格上，網格要定期檢查，防止螺栓松動。網格上站立不能超過3人，作業人員要系好防墜器，確保掛點牢靠。網格上應鋪井字型木板，確保人員作業安全。拆裝齒輪箱作業時，維護部要開具高風險預控單，要求維護部管理人員、安監部和生技部人員到場監護。

4.2 高空墜物

風筒下方網格一般間隙較大，扳子、螺栓很容易從中掉落。施工前要在網格上鋪好帆布簾子，同時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、絕緣子一旦濺入潤滑油，極易造成爬電污閃。施工前在網格上鋪帆布，防止油脂滴落。減速箱檢修完成后，手動盤動冷卻風機葉片，檢查是否漏油。確定無誤后，拆除帆布簾子，押票試運。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，同時在放油門后加裝絲堵確保閥門即使不嚴也不會漏油。

2015-12-06。

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