新疆电厂机组冬期试运行探索

郝云冯，石光员

(1.中国电建集团湖北工程有限公司，湖北 武汉 430040;2.湖北省电力建设第二工程公司，湖北 武汉 430074)

0 引言

《建筑工程冬期施工规程》（JGJ/T104—2011）第1.0.3条规定：“本规程冬期施工期限划分原则是：根据当地多年气象资料统计，当室外日平均气温连续5天低于5 ℃即进入冬期施工，当室外日平均气温连续5天高于5 ℃即解除冬期施工。”新疆深居内陆，远离海洋，高山环列，导致湿润的海洋气流难以进入，从而形成了极端干燥的大陆性气候。新疆的冬季异常寒冷，1960-02-21，阿勒泰地区的富蕴县曾出现过-51.5 ℃的低温，创当时全国最低气温纪录。恶劣的气候条件给施工和调试工作带来极大不便。

为保证工程质量，控制工程成本，该地区的施工期一般在每年的4-10月。如在冬期施工，应根据现场情况实施极其特殊的冬期施工专项方案。而《火力发电建设工程启动试运及验收规程》(DL/T 5437—2009)并未对特殊气候条件下的试运行做出专门要求，一般由建设单位组织施工、调试单位根据现场情况，结合以往的工作经验自行制定相应的冬期试运行专项方案。

1 机组概况

新疆某新建自备热电站工程为2台350 MW超临界、中间再热、直接空冷、单抽凝汽式汽轮机发电机组，配2台1 176 t/h超临界、中间再热、变压直流锅炉和2台350 MW自并励静止励磁系统、水-氢-氢汽轮发电机。

该工程2号机组于2012-10-11锅炉水压试验成功，2013-02-02并网成功，2013-03-12顺利完成168 h试运行。机组试运行期间，正处于寒冬季节，当地气温长期维持在-20--30 ℃，最低气温曾达到-38 ℃，对现场的施工和调试极其不利。现对机组试运行期间发生的与严寒气候有关的问题及其处理经过进行分析和总结。

2 冬期试运出现的问题及处理

该工程主厂房和锅炉房均采用压型彩钢板进行封闭，且管道及设备未设计单独的伴热系统，仅在主厂房和锅炉12 m层设计有暖气片，但保暖能力不足，导致在调试过程中出现了诸多问题。

2.1 汽水系统的防冻

主厂房和锅炉房的部分压型彩钢板封闭结合处出现泄漏，由于冬期的室外气温很低，即使是轻微的泄漏，也会极大地降低室内温度。经过多次反复检查并严密封堵各角落、靠近墙体的部位、彩钢板房的门窗接风处、窗户的周边等易泄漏部位，泄漏情况有了较大的改善。

2.1.1 闭式水系统

调试期间，曾出现一起运行人员擅自关闭闭式水系统补水管道的进水总门，导致闭式水系统管路全部冻裂，不锈钢逆止门冻裂，进而导致整个系统管道全部更换的事件。

调试期间，全厂曾停电2天，导致闭式水系统管道被迫停运而大范围结冰。恢复电源后，采取了割刀烤通Φ89以下管道，在Φ89以上管道下间隔2 m悬挂小煤炉等加热措施，以恢复闭式水系统的运行。

闭式水系统仅敷设保温，在气温-20 ℃以下的试运行工况下，一旦系统的介质流量不足，易造成闭式水系统管道局部甚至全范围的结冰损坏。闭式水系统是所有转动机械的冷却水保障，不能轻易停运。因此，闭式水系统一旦投入运行，闭式水箱应持续补水换水，停运设备的冷却水系统也应立即投运；可在闭式水系统母管的端部加装再循环门，以保证闭式水系统的流量大于设计的最小流量，进而确保整个闭式水系统均处于热循环状态。同时，闭式水系统必须全线敷设伴热带及保温。

2.1.2 凝结水精处理系统

凝结水精处理系统位于主厂房扩建端A列0 m的角落，周围设备较少，且靠近墙壁，易受外部环境低温的影响。凝结水精处理系统周边虽布置有永久的暖气片，但还是出现了凝结水管道冻裂、法兰垫片冻裂等缺陷。经过详细检查并逐一用硅酸铝棉毡等密封材料封堵墙体的漏风点，在周围加装大油桶式煤炉，在阳床过滤器、高速混床过滤器等罐体周边加装临时伴热管道等一系列措施后，凝结水精处理系统得以正常投运。

2.1.3 转动机械水冷却系统

4台磨煤机润滑油站和高压油站的冷油器水侧端盖曾全部冻裂，部分换热器铜管破裂。凝结水泵轴承冷却水蛇形管冷却器也出现了3次换热器铜管冻裂事件，其中一次换热器铜管全部更换，损失惨重。因此，由水冷却的转动机械冷却器在系统停运后，应彻底排尽系统内的存水，以防止轴承或者冷却水管被冻破。

2.1.4 转动机械润滑油脂

空预器电机空转正常，但是减速机在首次启动过程中出现电机略有转动即过流跳闸的情况。解体检查发现，减速机齿轮油已经整体被冻住，用小刀都划不动。在减速箱上加装伴热带也无明显效果，最后在减速箱底部和周边加装火炉烘烤，系统方恢复正常。因此，各类辅机启动后不得轻易停运，建议选择能适应新疆严寒气候的合适润滑油脂，或在润滑油脂中添加防冻剂。

2.1.5 其他

(1) 发电机定子冷却水及氢气冷却系统一旦投入运行，就不得擅自停止，如遇特殊情况停运，须及时采取措施，彻底排净管道内的水，且应尽快恢复系统的正常运行。

(2) 主给水管道的主给水门处有一段U型下降区，由于水压试验后的积水未排干净，在锅炉酸洗阶段时，该段给水管道因结冰而堵塞；主给水阀门阀体底部凹陷，此处的积水结冰导致阀芯被冻住。为避免损坏阀体，采用小火桶缓慢加热融冰后，酸洗工作才得以正常进行。因此，锅炉水压试验后的积水应在气温降至0 ℃以前排净；同时因疏放水、排污、排空管道管径小，易被异物堵塞，要注意彻底疏通。

(3) 空预器吹灰系统进汽门关不严，导致从辅汽联箱来的蒸汽泄漏进入吹灰系统，由于未及时发现，导致长约100 m已经保温完毕的整根管道被冻住。通过逐段切割开，用乙炔火焰缓慢烤通，系统才得以恢复正常。因此，各系统在蒸汽吹扫后，要保持排污门常开状态，尽快排净系统内残留的水分。

(4) 因仪表管路管径小，易堵塞，须全部加伴热保温；锅炉侧的仪表管路、锅炉分离器的液位仪表管道等易堵塞的管道更要特别关注，能不投运的仪表尽量不要投运。

2.2 油、气、烟、灰系统的防冻

2.2.1 燃油系统

燃油系统吹扫试压完毕后，部分积水未排除干净，因天气寒冷，锅炉封闭不完善，燃油管道内径比较细小，水进入管道后很快结冰，导致燃油系统点火时，油枪点不着。经加装伴热带，反复调试后，系统才恢复正常运行。

2.2.2 风机入口滤网

一次风机和送风机的入口滤网结霜严重，导致风机出力不够。通过在吸风口处搭设脚手架，在机组运行过程中随时清理滤网上的结霜后，风机出力低的情况才得以改善。建议在相关冷却风机入口加装除霜装置，彻底解决该问题。

2.2.3 烟风阀门

部分烟风系统阀门在安装过程中的积水未清理干净，导致很多阀门在调试阶段出现卡涩现象。因此，施工期间不仅要将阀门内部的杂物清理干净，还要将积水也清理干净。

2.2.4 灰渣系统

刮板式捞渣机故障停运后，因未及时排净系统内的残水，出现结冰现象。灰渣和水的混合物结冰后，其硬度接近于水泥块，清除难度很大。因此，灰渣系统一旦进水，就必须全天候运行；一旦停运，要及时放干灰渣系统的渣水，并用干净的冲洗水将残存的灰渣彻底清洗干净。

2.3 空冷岛系统的冲洗防冻

该工程空冷岛系统在第1次进汽冲洗时，6列空冷岛的所有管束和凝结水管全部被冻住，给后续调试工作带来极大的困难。

2.3.1 空冷岛系统结冰原因分析

在机组启动初期，合格后的炉水进入排汽装置，但由于补水量不够，未及时换水，导致排汽装置内的凝结水温度长期维持在90 ℃左右。在此温度下，部分液态水转变成汽态。由于空冷岛的第1-6列进口蝶阀均关闭不严，蒸发的汽体逐渐进入空冷岛的第1-6列，导致空冷岛部分管束逐渐结冰冻住，而调试人员未及时发现该异常状况。

在空冷岛系统进汽冲洗阶段，调试人员第1次打开第1，2列空冷岛的进口蝶阀，准备冲洗第1，2列空冷岛时，因第1，2列空冷岛内的部分管束已经结冰冻住，同时低旁的开度仅为40 %，导致进入第1，2列空冷岛的蒸汽量不足；所以进入第1，2列空冷岛管束的蒸汽在外界环境低温的影响下，迅速凝结成冰。调试人员依次开启第3-6列空冷岛的进汽阀门，发现这4列空冷岛的管束和凝结水管也很快全部结冰冻住，6列空冷岛全部处于瘫痪状态。分析原因为：由于第3-6列空冷岛的部分管束事先已经结冰冻住，在冲洗第1，2列空冷岛阶段时，该4列空冷岛进口蝶阀关闭不严，导致进入第1，2列空冷岛管束的部分蒸汽再次漏进第3-6列空冷岛的管束，并很快结冰。

2.3.2 空冷岛系统结冰缺陷处理

(1) 安装临时加热管道。施工人员从辅助蒸汽母管接2路Φ57×3 mm的临时蒸汽管道到空冷岛至凝结水回水管道，打开各列空冷岛定期排水阀门，利用临时蒸汽管道向空冷岛内逆向通入蒸汽，对空冷岛进行反冲洗，并及时排出空冷岛在反冲洗过程中产生的积水。

(2) 空冷岛内部加温，外部保温。在空冷岛内部生火炉加热，提高空冷岛内部温度；用帆布严密覆盖空冷岛管束的外部，尽可能地保持热量不流失；停运全部空冷岛风机。

(3) 降低排汽装置水温。改造炉水的回收系统，让回收的炉水不再进入排汽装置，而是直接进入除氧器，以保证排汽装置的水温在空冷岛冲洗前不超过50 ℃，减少高温下液态水转变成汽态的量。

通过以上措施的实施，第1，2列空冷岛的管束逐渐化冻。当第1，2列空冷岛的化冻管束数量超过50 %后，锅炉点火；当蒸汽参数达到冲洗条件后，将高旁、低旁迅速开启到65 %，在5 m in内达到全开状态；经过5 h的冲洗，第1，2列空冷岛的管束全部化冻。然后依次打开第3-6列空冷岛的进汽碟阀，用同样的方法解冻空冷岛的这4列管束。

3 建议措施

新疆预计煤储量2.19万亿t，占中国煤炭总储量的40 %。在国家“西部大开发”和“疆电东送”战略的逐步推进下，新疆的各类燃煤电站如雨后春笋般地建设起来。但很多建设单位、施工单位和调试单位以往从未进入新疆市场，严重缺乏新疆地区冬期施工调试经验，对新疆地区冬季恶劣气候条件下进行火电机组试运行存在的困难，认识和准备不充分，依据内地冬期试运行经验制定的新疆冬期专项试运行方案，满足不了现场实际工作的需要，造成了巨大的损失。相关的技术人员在今后的设计、安装、调试和检修中，可借鉴本次机组试运行过程中取得的经验和教训，充分预见新疆地区特殊气候条件的影响，编制好相应的冬期机组试运行专项方案，更好地完成新疆地区冬期机组试运行工作。总结本次试运行的相关经验后提出的建议如下。

(1) 充分考虑冬期施工的难度，提前策划冬期施工方案，并落实到位。

(2) 在冬期前完成锅炉的紧身封闭施工，在主厂房和锅炉房的压型彩钢板封闭施工完毕后，要逐一排查泄漏点，发现泄漏及时封堵，消除主厂房和锅炉房内温度低的隐患。

(3) 备好足够的电伴热带等加热保暖措施，在有加热汽源的条件下，可加装蒸汽伴热管道。

(4) 备好足够的燃煤和煤炉，安排监视巡查人员24 h倒班看守各生火点，及时加煤，保持主厂房区域温度在0 ℃以上；并备好足够的消防器材，以备不时之需。

(5) 各系统停运后，应及时排净积水；系统一旦投入运行，不轻易停运；系统介质的流量应能满足系统正常运行的需要，必要时应投运再循环阀门。

(6) 调试系统前必须详细检查系统，及时处理发现的问题；系统进入调试阶段，开展任何工作前都必须取得调试负责人的同意，并办理相关的手续；由调试人员指导进行相关的系统操作工作，避免出现多头指挥的现象。

(7) 为提高室温，主厂房内布置了大量的煤炉，要确保屋顶风机等通风设施的正常运行，及时排出煤炉燃烧产生的烟雾、CO等有害气体，确保人员的人身安全。

1 黑龙江省塞地建筑科学研究院．JGJ/T104—2011建筑工程冬期施工规程[S]．北京：中国建筑工业出版社，2001.

2 郭建新．发展新疆动力煤干选推广风力干法选煤技术[J].中国高新技术企业．2012，19(23)：125-128．