发电机冷却器不停机的清洗方法

发电机冷却器不停机的清洗方法

在发电机技术发展历程中,突出的是冷却技术。在把先进的导体直接冷却技术用于空冷电机的,可使单机容量增大10倍,达到26万kw以上(汽轮发电机);采用氢冷、水冷或水一氢冷后,则单机容量可达几十万、甚至百万kw以上。水轮发电机在采用转子磁扼通风、转子磁极线圈带散热匝等先进技术后,可达上百万kw。现在正在积极开发蒸发冷却技术,有些专家呼吁在世界最大容量级的三峡发电机(700MW)上采用这种冷却方式。

不管采用何种冷却技术,都离不开冷却器,而且冷却器本身也在不断更新和完善。长期以来采用的是铜管加铜丝绕簧式结构,这种结构成本较高、效率较低、重量较重。最近几年,通过研究试验,开发成功了当今世界最先进的铝质绕片式、穿片式、挤片式等各种新型冷却器,并且在闭路中速风洞装置上对风路循环、通电加热、水路循环、控制测量等系统进行了成功的模拟试验,掌握了它们的传热性能、风阻特性等。现在它们已被批准作为全国行业标准。

随着冷却器性能的提高,它们的功能和作用也更加重要。任何冷却器故障都会导致发电机的局部过热甚至烧毁。然而,不管是空水冷却器,还是氢一水冷却器,经常被堵塞却是个现实问题,尽管己经采取了事先过滤等措施仍不能解决问题,还是要频繁地冲洗才行。要冲洗就要停机停产,就要拆卸、重装,人力、物力、财力等消耗较大。为了解决电站用户十分关心的这类问题,现在开发成功一种现代化清洗方法,使用这种方法不但提高清洗质量和效率,而且不需停机,也不需从发电机上拆下冷却器。

1、水轮发电机冷却器的树脂颗粒冲洗法

水轮发电机的冷却器通常就地采用江河之水来冷却,由于水中含有藻类等水中生物以及其他杂质、污物,冷却器必须经常清洗,以免影响冷却效果,甚至堵塞。传统的清洗方法是将冷却器从发电机上拆下来,吊到宽敞地方将其两端的矩形法兰端盖拆开,再对许多平行排列的冷却管进行冲洗。对于地下式或半地下式电站,还须打开顶棚才能吊出。冲洗完后,又要按相反程序重装、复原。由于冷却器很重(重达几吨),而且一台发电机上多达10多个冷却器,所以工作繁重,且不安全。

经过多年的反复试验研究,最近开发成功一种先进的科学的现代化清洗方法。即采用空气水树脂颗粒作为清洗材料的冲洗++方法。采用这种方法无需拆下冷却器便可进行高质量高效率的冲洗。

1.1 清洗材料的混合

过去采用水或空气,还有的在其中掺有适量固体颗粒材料,如铁砂、铝砂等,作为清洗材料,问题是:在进入狭小的空间方面水不如空气;在清洗效果方面空气又比不上水;掺入固体颗粒后又会摩擦发热,还需加以冷却。为了扬长避短,综合优化,最后开发出一种水十空气+合成树脂颗粒的混合式清洗材料。

1.2固体颗粒的优选

在确定合成树脂以前,曾经对铝、铁、铜、陶瓷、合成树脂、砂、木材、冰、纤维、玻璃等固体颗粒的冲洗效果进行了反复的对比。在考虑到以下因素:能清除藻类、能透人细小空间、比重与水相近、与配管相容、防电腐蚀、没有有害物质、操作安全、不与其他清洗材料化合、便于操作、价格便宜等的基础上,对各种颗粒材料进行了综合对比和优选。最后的结果是合成树脂为最好,其次则是冰、砂、铝、陶瓷、玻璃、铁、铜、纤维、木材。

1.3混合材料的比例

在确定合成树脂作为固体颗粒后,又反复对其比重和尺寸进行试验对比。在比重为1、>1、<1的3种情况下,分析了:与水的混合性、冷却管细管(必13mm一必18mm)内的透入性、对污物的刮削性等。优选结果是:比重为1(与水相近)最好,树脂颗粒的尺寸为3mm一*****m最好。在此基础上,最后优选的混合式清洗材料比例为:水一251/min,空气一4m3/min,树脂颗粒一skg/min。考虑到冷却器的内部结构、风量大小等,这个配方还可进一步优化。

1.4清洗方法

下面简单介绍采用混合式清洗材料冲洗冷却器的主要工艺方法,同时指出了应有的工艺装备、测试仪器等。①用水泵(25l/min)将水从水池中抽出,经过压力表和阀门将水压向混合器;②用空气压缩机`lom丫min)将空气经过阀门压向二路:一路经过压力计进入同一混合器,另一路又经过另一阀门、树脂罐、第3个阀门压入该混合器;含带有压力计、安全阀的这个混合器便将分别注入的水、空气、树脂颗粒加以混合,并经过自己的阀门将这些混合式清洗材料喷入冷却器,以对冷却器进行冲洗;④清洗完成以后,清洗材料从冷却器出口排出并进入树脂颗粒回收罐,然后用水泵将罐中水抽出,剩下树脂颗粒。

1.5清洗效果

实践证明,采用新方法清洗冷却器只需10分钟就能超过传统方法30分钟的清洗效果,从而使耗时减小到原来的13/。由于一台发电机就有10台左右的冷却器,一个电站常有多台机组,采用这种新方法后,又勿需拆装冷却器,有效工时和辅助工时可大量节省,冲洗质量大为提高,同时操作也较安全,可为电站用户带来很大经济效益。

2. 汽轮发电机冷却器的泡沫洗涤剂冲洗法

与水轮发电机(其冷却器为空气一水热交换器)不同,汽轮发电机通常采用的冷却器为氢气一水热交换器,由于氢气的热容量是空气的7倍,所以这种冷却器的单位容量很大。汽轮发电机与其火电站燃料相邻,有的电站甚至设在矿区,其冷却器经常被酸性矿物质污染,虽然其净化器能够滤掉大多数淤泥、铁、锰等物质,但是氢一水热交换器还是经常被堵塞。从而导致发电机不得不减荷运行、甚至停机停产。传统的清洗方法是停机、进行人工刷洗,不仅费时费工、造成停产损失,而且冷却器管中形成的硬物也难以刷下来。

为了改善这种情况,特别是停机清洗问题,在采用化学工艺方面进行了各种试验研究。曾经探讨一种填充液体一循环清洗的方*****一种泡沫洗涤剂清洗法,只要对流量、温度、流速等适当控制,便可实现不停机、快速、简便的清洗,而且绝对安全,因为在清洗过程中一旦发生漏氢,泡沫就会把渗漏进冷却管中的少量氢气送到外面,易燃气体分析仪立刻便能检知。由此便可采取预防措施。

在确定化学清洗材料时,曾经对冷却器管子中形成的沉积物样品进行多次试验分析,为使它们能被溶解并清除掉,曾将泡沫洗涤剂进行适当浓缩,结果证明采用浓盐酸溶液最为有效。但是考虑到对冷却器管材的腐蚀性,最终还是选定了甲酸和乙酸的混合液。

采用这种新方法清洗冷却器时不需要停机,发电机只要适当地减荷即可。氢冷汽轮发电机通常带有4一6台冷却器,清洗时先将其中一台冷却器停止工作并分离出来,将其中的冷却水排到带有甲酸和乙酸混合液的泡沫里,然后再用这种泡沫洗涤剂冲洗冷却器,冲洗持续时间只有1小时,加上其他辅助时间,每台冷却器总共需要4小时即可完成清洗的全过程。依此类推,继续清洗下一个冷却器。

实践证明,采用这种新方*****率满发状态,没有发生任何漏氢现象,也没有因为清洗而出现冷却管中的过大热应力等不良现象