电厂6号机氢气干燥器冷却器改造优化

2022-10-03

1. 背景分析

6号发电机氢气在夏季运行过程中频繁出现露点温度超标问题 (合格范围为-25℃~0℃) , 尤其是在7月份初期, 温度波动范围出现最大, 正常情况下, 6号机氢气干燥器出口露点温度上限为10℃, 下限为-20℃, 6号机氢气干燥器出口露点温度上限为10℃, 下限为-20℃, 但经测试都已严重偏离正常水平, 对发电机的安全稳定运行造成了一定的影响。查阅氢气系统运行历史趋势, 并解体检查、分析氢气干燥器冷却器内部结构, 初步判断氢气露点温度超标根本原因为氢气干燥器冷却器在夏季高温高负荷下冷却效果不佳所致。

2016年5号机组C级检修期间通过对冷却器进回水管增容改造, 拟通过增大冷却水流量来解决氢气露点温度超标问题, 改造完成后5号机氢气露点温度超标问题虽有一定的缓解, 但氢气干燥器出口氢气露点温度趋于平缓, 但仍接近合格范围上限, 存在易超标问题 (相同闭式水温度下, 改造后氢气露点温度降低约5℃) 。

2. 问题原因分析

因闭式水系统供应用户数量大, 夏季高温天气闭式水温度较冬季有明显上升, 冷却水供水温度与氢气温差减小, 造成换热量减小, 氢气当中的水蒸汽无法及时凝结排出, 最终导致氢气露点温度超标。分析5号机组氢气干燥器冷却水进回水管改造后氢气露点温度与闭式水温度趋势可以发现:改造完成后因冷却水流量较改造前增大约2倍, 相同冷却水温度下氢气露点温度相应下降约5℃。此次改造通过增大冷却水流量的方式来增强换热, 因流量改变对对流换热系数的影响有限, 故改造后效果不明显。

3. 改造方案

结合上述原因分析及氢气干燥器冷却器结构, 对流、导热换热原理, 现提出如下改造方案:在氢气干燥器原换热器外表面安装铜抱箍 (长方体型式, 便于半导体换热元件布置, 安装前将原换热器表面油漆打磨干净, 并在结合面涂抹导热膏以提高换热效率) , 固定后在铜抱箍表面安装半导体换热元件, 并接入氢气露点温度为控制信号控制半导体换热元件的投入与退出 (氢气露点温度低于-15℃, 半导体元件退出, 氢气露点温度高于-5℃, 半导体元件投入) 。在完成半导体换热元件安装后在其表面加保温, 防止半导体换热元件工作时造成凝露。 (铜的导热系数:377W/m·℃, 水的对流换热系数:8W/m2·℃, 氢气对流换热系数:25W/m2·℃, 氢气干燥器冷却器换热面积约0.185m2;半导体换热元件制冷量为180W, 面积为40mm×40mm)

4. 改造后实际效果

因本改造方案相当于引入外部冷却介质冷却干燥器出口热氢气, 即改造工作不改变系统原布置方式和流程, 且半导体换热元件可根据氢气湿度指标投入和退出 (通过温控器实现) , 能更好的完成氢气露点监测和调控, 具有更好的可操作性, 保证进入发电机的氢气湿度满足标准要求。

5. 可能存在的问题

接入半导体换热元件需有12V电源对换热元件进行供电, 需根据氢气干燥器就地电源情况核算能否满足要求。如电源容量不足还需另增加一组工作电源。

6. 改造材料表 (主要)

7. 总结

对氢气干燥器冷却器改造方案的提出, 可以有效地控制露点温度超标问题, 有效地解决了生产中的很多问题:如减少了生产过程中冷却器的突发故障, 减少了维护人员的劳动强度等, 正常生产运行活动中, 发生常见的故障是不可避免的, 但是可以通过易损部件定期更换、定期清洗, 故障点定期检查等方式来减少故障的发生。这就要求技术部门要采用先进的管理手段, 对设备运行的各类信号的检测来对设备进行故障的排除, 并且在发生故障之后能够及时的使用有效的办法来着手进行解决, 防患于未然, 在特殊情况下进行具有针对性的检修, 以免出现更为严重的情况和机械损伤。并且通过运用状态检修技术, 极大的减少检修所带来的成本, 延长使用期, 增加设备的工作效率。推进了设备管理现代化发展进程, 极大提高了机组的可靠运行。对类似电厂有一定借鉴意义, 当出现故障问题时, 对故障原因、故障解决方法进行归类总结, 在出现故障时可以快速进行定位, 及时排除故障, 将维护人才的培养与新技术引进相结合, 并掌握好其引进结合的方法以及创新岗位方式, 加强技术性人才的培养, 促进机组的稳定运行是发电厂的主要任务。

摘要：随着知识经济时代的带来, 我国的社会主义市场经济发展面临着各种新的问题, 电力企业作为基础民生企业其发展直接关系到生产生活和经济发展的各个领域。汽轮机是火电厂发电系统的重要组成部分, 其运行是否稳定对于电厂安全生产有着重要的意义。只有在全面了解汽轮机常见故障的原因及检修方法, 才能保证汽轮机安全。本文通过分析发电机氢气在夏季运行过程中频繁出现露点温度超标问题, 对氢气干燥器冷却器改造提出方案, 为冷却改造提供一点技术建议。

关键词：氢气干燥器,问题分析,改造优化