摘要：文章介紹了大源渡水電廠機(jī)組密閉循環(huán)冷卻水系統(tǒng)壓力泄漏的處理過程，通過原因分析，提出解決辦法，通過實(shí)施取得成效，可供同類型機(jī)組參考。
　　
　　大源渡水電廠位于湖南省衡山和衡東兩縣交界處的湘江干流上，它是由湖南湘江航運(yùn)建設(shè)開發(fā)公司建設(shè)的國(guó)家重點(diǎn)工程，也是我國(guó)交通系統(tǒng)投資辦電的*個(gè)試點(diǎn)工程，工程總投資20億元人民幣，總裝機(jī)容量為120MW，裝有4臺(tái)30MW的燈泡貫流式機(jī)組，機(jī)組設(shè)備全部由VATECH公司（原奧地利ELIN公司、奧地利MCE公司、德國(guó)的SULZER公司）提供。
　　
　　1、發(fā)電機(jī)冷卻水系統(tǒng)介紹
　　
　　發(fā)電機(jī)冷卻方式為具有空氣冷卻器的雙密閉循環(huán)強(qiáng)迫通風(fēng)冷卻方式，燈泡頭內(nèi)為常壓;冷卻系統(tǒng)由兩臺(tái)水泵、四組軸流風(fēng)機(jī)、八個(gè)空氣冷卻器和燈泡頭錐體部位（抗壓蓋板下）的表面冷卻器、冷卻水管、閥門組成;回流熱空氣由密閉循環(huán)凈化水冷卻，回流熱凈化水經(jīng)發(fā)電機(jī)表面冷卻器由河水冷卻;冷卻水還用于冷卻在油水冷卻器中的軸承潤(rùn)滑油和調(diào)速器油箱油冷卻器中的調(diào)速器油。
　　
　　機(jī)組密閉循環(huán)冷卻水中添加了Henkel生產(chǎn)的P3-ferrolix@332的防腐添加劑以防止管路內(nèi)結(jié)垢和管路內(nèi)部生銹。正常工作時(shí)，冷卻水泵強(qiáng)迫冷卻水通過空氣冷卻器、軸承油冷卻器、調(diào)速器油冷卻器循環(huán)流動(dòng)冷卻空氣和油;每組軸流風(fēng)機(jī)接兩個(gè)空氣冷卻器，強(qiáng)迫空氣通過通風(fēng)溝與間隙對(duì)定子鐵芯、定子繞組、轉(zhuǎn)子繞組進(jìn)行冷卻;機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，膨脹水箱處的冷卻水壓保持在1.0bar～1.8bar之間。（機(jī)組冷卻水系統(tǒng)圖見圖一）
　　
　　2、故障情況
　　
　　2008年5月5日15：30，運(yùn)行人員巡視發(fā)現(xiàn)：3#G機(jī)組膨脹水箱壓力表計(jì)顯示0.4bar，且表計(jì)指針波動(dòng)，隨即通知維護(hù)人員，考慮到壓力表計(jì)波動(dòng)，初步判斷為：冷卻系統(tǒng)管路產(chǎn)生氣體太多引起壓力波動(dòng)，隨即對(duì)冷卻系統(tǒng)管路進(jìn)行了排氣并補(bǔ)水增壓至1.8bar;隨后的兩天內(nèi)每天補(bǔ)水增壓一次，密切跟蹤觀察，壓力有小幅下降。5月7日20：08，運(yùn)行人員巡視發(fā)現(xiàn)3#G機(jī)組膨脹水箱壓力表計(jì)顯示只有0.3bar，因冷卻水壓力的降低，造成機(jī)組冷卻效果相比其他機(jī)組要差，在同樣負(fù)荷的情況下，3#G的鐵芯溫度比4#G的鐵芯溫度要高出5℃，在水情較好，機(jī)組可以滿負(fù)荷運(yùn)行的情況下，3#G只能限負(fù)荷運(yùn)行。為保證機(jī)組的冷卻效果且不影響發(fā)電效益的前提下，采用了對(duì)機(jī)組冷卻系統(tǒng)臨時(shí)補(bǔ)水增壓的措施，但情況越來(lái)越糟，壓力下降越來(lái)越快，加水次數(shù)也由開始的每天一次增加到zui后的每天三次，且仍然不能保證機(jī)組正常的運(yùn)行壓力。如果表面冷卻器及其連接管路存在泄漏，在膨脹水箱壓力小于0.7bar的情況下，整套機(jī)組冷卻水管路內(nèi)的水壓將小于管路承受的外界河水壓力，造成發(fā)電機(jī)密閉循環(huán)冷卻水與河水混合，將會(huì)對(duì)冷卻水系統(tǒng)管路產(chǎn)生腐蝕和結(jié)垢等不良后果。
　　
　　3、故障原因分析及處理過程3.1故障原因分析與排查
　　
　　針對(duì)此故障情況，5月7日23：00運(yùn)行人員經(jīng)調(diào)度同意將3#G停下，緊急檢查。初步分析故障原因有兩點(diǎn)：其一：管路內(nèi)存在較多的分段氣體，氣體通過管路上各自動(dòng)排氣閥排出造成系統(tǒng)壓力降低;其二：冷卻系統(tǒng)某個(gè)位置存在泄漏點(diǎn)，造成壓力下降。針對(duì)可能的故障原因一，在停機(jī)狀態(tài)下，將機(jī)組冷卻水系統(tǒng)補(bǔ)水增壓至正常壓力1.5bar，多次手動(dòng)啟動(dòng)冷卻水泵進(jìn)行冷卻水循環(huán)后再停泵排氣，通過多次加水增壓循環(huán)操作，zui后無(wú)氣體排出，但系統(tǒng)壓力仍然下降，因而排除故障原因一，判斷故障原因?yàn)槔鋮s系統(tǒng)管路某處存在泄漏點(diǎn)。
　　
　　隨即按以下步驟對(duì)壓力泄漏點(diǎn)逐步進(jìn)行了排查：
　　
　　a）對(duì)管路系統(tǒng)的所有閥門、法蘭進(jìn)行了仔細(xì)檢查，未發(fā)現(xiàn)泄漏;
　　
　　b）關(guān)閉新增的冷卻增容部分相關(guān)閥門，將其退出運(yùn)行，加水增壓后，壓力仍下降較快;
　　
　　c）關(guān)閉機(jī)組冷卻系統(tǒng)至軸承油冷卻器和調(diào)速器油冷卻器的相關(guān)閥門，加水增壓后，壓力仍下降;
　　
　　d）關(guān)閉機(jī)組冷卻系統(tǒng)至空氣冷卻器的相關(guān)閥門，加水增壓后，壓力仍下降較快，懷疑壓力泄漏點(diǎn)在表面冷卻器上，因4#G機(jī)也曾出現(xiàn)過同樣的問題，表面冷卻器與中間管路的法蘭焊接處焊縫開裂，通過流道排氣閥對(duì)機(jī)組抗壓蓋板下方流道排氣，發(fā)現(xiàn)機(jī)組冷卻水系統(tǒng)壓力也在下降，且zui后冷卻水壓力表指示值接近上游水位與壓力表安裝處的高程水壓差值0.7bar，故確定表面冷卻器存在泄漏。
　　
　　3.1故障處理過程
　　
　　5月12日8：00，調(diào)度同意將3#G退出備用，緊急搶修，時(shí)長(zhǎng)三天。維護(hù)人員沉放機(jī)組進(jìn)、尾水檢修閘門將流道內(nèi)積水抽干，開啟抗壓蓋板處（表面冷卻器正上方）人孔門，對(duì)表面冷卻器及其管路進(jìn)行了*的污渣沖洗，洗凈后用檢修用氣吹干，隨后對(duì)機(jī)組冷卻系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)水加壓，在加壓過程中，對(duì)表面冷卻器進(jìn)行了詳細(xì)的檢查，zui終找到泄漏點(diǎn)在表面冷卻器與其中間管路的法蘭連接處。由于浸在河水中的表面冷卻器及其管路全部為鋁合金材料制成，其焊接工藝要求很高，電廠維護(hù)人員了湖南省航空技術(shù)學(xué)院后勤技術(shù)服務(wù)部的專家到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施緊急搶修，將焊縫補(bǔ)好，經(jīng)補(bǔ)水加壓至1.5bar，而后啟動(dòng)水泵循環(huán)多次，將管路內(nèi)的氣體排盡，再次通過幾個(gè)小時(shí)的密切觀察，壓力值未下降，說(shuō)明故障已處理好。
　　
　　4、暴露的問題及防范措施
　　
　　4.1此次故障的直接原因是表面冷卻器與其中間管路的焊縫開裂;間接原因有五點(diǎn)。
　　
　　a）機(jī)組進(jìn)水口因污渣較多容易形成漩渦、氣泡進(jìn)入流道積聚到抗壓蓋板下，排氣不及時(shí)，造成機(jī)組振動(dòng)加劇，引發(fā)上面所說(shuō)的焊縫處開裂;
　　
　　b）機(jī)組長(zhǎng)期處于振動(dòng)區(qū)，因追求負(fù)荷zui大化的因素及某些運(yùn)行人員不熟悉水輪機(jī)特性曲線使機(jī)組較長(zhǎng)時(shí)間處于振動(dòng)區(qū)，造成機(jī)械焊縫薄弱區(qū)開裂;
　　
　　c）兩塊表面冷卻器中間的管路其材質(zhì)為鋁合金，材料厚度僅為5mm，在表面冷卻器與管路連接的接口焊接處難免應(yīng)力不均勻留下薄弱區(qū)，在河水的腐蝕、流道內(nèi)汽蝕、機(jī)組經(jīng)常性的振動(dòng)超標(biāo)、流道寄生物（尤其是貝殼）長(zhǎng)期大量繁殖，形成酸腐蝕等因素的影響下，這些焊接的薄弱區(qū)zui終被攻破，引起開裂;
　　
　　d）機(jī)組冷卻水系統(tǒng)壓力過高，密閉循環(huán)冷卻水在溫度升高后膨脹，造成壓力進(jìn)一步升高，引起焊縫薄弱處開裂;
　　
　　e）表面冷卻器存在設(shè)計(jì)缺陷，原設(shè)計(jì)中的表面冷卻器其管路所能承受的內(nèi)外壓差要求達(dá)到0.3bar，但實(shí)際使用過程中檢測(cè)僅能達(dá)到0.2bar，就此供貨方曾經(jīng)進(jìn)行過賠償。
　　
　　4.2運(yùn)行維護(hù)管理方面
　　
　　a）根據(jù)進(jìn)水口固定攔污柵污渣堵塞情況，及時(shí)安排人員進(jìn)行清污，尤其是應(yīng)定期對(duì)固定攔污柵下部的污渣進(jìn)行清理，其嚴(yán)重影響了水流的流態(tài)，容易形成漩渦和氣泡;
　　
　　b）在進(jìn)水口攔污柵堵塞較嚴(yán)重時(shí)定期對(duì)機(jī)組流道進(jìn)行排氣，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)機(jī)組振動(dòng)擺度測(cè)量裝置相關(guān)數(shù)據(jù)的監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)振動(dòng)數(shù)據(jù)接近超標(biāo)值時(shí)，及時(shí)開啟抗壓蓋板上的流道排氣閥對(duì)流道排氣或者適當(dāng)調(diào)整機(jī)組出力，避免機(jī)組振動(dòng)過大;
　　
　　c）根據(jù)水輪機(jī)特性曲線，在不同的水頭下，合理分配機(jī)組所帶的負(fù)荷，避免機(jī)組處于振動(dòng)區(qū)運(yùn)行;
　　
　　d）平時(shí)加強(qiáng)對(duì)機(jī)組冷卻水系統(tǒng)的巡視，發(fā)現(xiàn)冷卻水壓力降低的情況及時(shí)處理;
　　
　　e）定期對(duì)機(jī)組冷卻水進(jìn)行送檢化驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)采樣檢驗(yàn)結(jié)果不合格時(shí)，及時(shí)更換新的冷卻水，新冷卻水中的添加劑必須按照廠家提供的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行配置;
　　
　　f）在機(jī)組檢修期間，將表面冷卻器上附著的寄生物*清除。
　　
　　4.3技術(shù)整改方面
　　
　　a）針對(duì)大源渡機(jī)組進(jìn)水口容易形成漩渦、氣泡進(jìn)入流道積聚到抗壓蓋板處，造成機(jī)組振動(dòng)過大的現(xiàn)象，對(duì)抗壓蓋板上的流道排氣閥進(jìn)行移位整改，將其通過管道加長(zhǎng)移至遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于正常蓄水位▽50.00m的主廠房頂棚處，以便及時(shí)將抗壓蓋板下積聚的氣體排走;
　　
　　b）將兩組表面冷卻器中間原壁厚為5mm的連接管路改成壁厚為10mm的鋁合金管,按照焊接工藝重新焊接并進(jìn)行嚴(yán)格的焊縫探傷檢查，確保焊接質(zhì)量。