水口電站空氣冷卻器改造探析

1、水口電站空氣冷卻器改造探析摘 要 本文介紹水口電站空氣冷卻器存在的問題；分析了空氣冷卻 器存在問題的原因和改造措施。關(guān)鍵詞空氣冷卻器；繞簧式；整體片式中圖分類號tm6文獻標(biāo)識碼a文章編號1674-6708 ( 2013 ) 99-0176-021簡介福建水口水電站共裝七臺單機200mw水輪發(fā)電機組，發(fā)電型號 sf200-11950/56,發(fā)電機額定出力為200mw,最大出力為230mw,廠房最 高溫度35°c,發(fā)電機設(shè)計采用全封閉雙路徑向循環(huán)空氣冷卻方式，就是通 過定子外壁12臺空氣冷卻器的熱交換來實現(xiàn)發(fā)電機的冷卻。原空氣冷卻 器為繞簧式結(jié)構(gòu)，單冷卻器水量為875l/min,允許最高

2、工作壓力0. 5mpa, 冷卻最高進水溫度為28°c,冷卻器散熱容量為253kw,主要山上下水箱蓋、 冷卻器體、冷卻管、管夾和支架等部件組成，如圖lo上水箱蓋設(shè)有兩個 排氣孔，下水箱蓋設(shè)有冷卻器進、排水孔和排污孔，水箱分為3個腔，采 用耐油橡膠皮與冷卻器體密封。冷卻管管頭與承管板采用脹管工藝方式連 接，并與進、排水管構(gòu)成水通路，內(nèi)壁通冷卻水，熱風(fēng)的熱量通過冷卻管 傳遞給冷卻水，然后由冷卻水把熱量帶走。2空氣冷卻器存在的問題空氣冷卻器自機組1993年8月開始陸續(xù)投入運行以來，已連續(xù)運行 多年，老化、腐蝕和淤堵問題口益明顯，水箱蓋受水壓沖擊出現(xiàn)嚴(yán)重變形, 甚至運行中發(fā)生多起冷卻器水箱蓋爆

3、裂噴水現(xiàn)象，危及機組的安全；水箱 蓋與冷卻器體連接的緊固螺栓易松動密封漏水；冷卻管易發(fā)牛穿孔漏水， 嚴(yán)重影響機組的安全穩(wěn)定運行及其冷卻效果，且其固定夾結(jié)構(gòu)不合理，容 易松動；繞簧冷卻芯組不易清理，冷卻效果差等缺陷，現(xiàn)就針對空氣冷卻 器存在的問題所采取的改造措施作一分析、介紹。3空氣冷卻器改造分析針對空氣冷卻器存在上述諸多問題及其對機組安全穩(wěn)定運行的影響， 為了提高冷卻器冷卻效果，保證運行可靠性，對機組冷卻器進行重新改型 更換改造。3.1水箱蓋強度改造水箱蓋上開孔產(chǎn)生的應(yīng)力集中、空氣冷卻器每次投入運行充水前未進 行排氣、空氣冷卻器頻繁開啟和斷開運行所產(chǎn)生的水錘沖擊、以及由于水 箱蓋尺寸較大，運行

4、時受到的壓力f二p.a （p：水壓力，a：水箱蓋內(nèi)壁面 積）較大，造成水箱蓋出現(xiàn)變形，甚至發(fā)生開裂噴水等現(xiàn)象。采取下列改 造措施：因為機組開、停機操作頻繁，且排氣操作時存在發(fā)生噴水危及發(fā) 電機的風(fēng)險，實際工作中空氣冷卻器投入運行充水前并未進行人工排氣這 一道工序，改造時只在上水箱蓋屮心位置設(shè)一個排氣孔，為消除發(fā)生噴水 風(fēng)險，用堵頭封堵，運行中不啟用，只作為排氣功能備用，包括下水箱蓋 上所設(shè)的冷卻水進、排水孔及排污孔則在生產(chǎn)時執(zhí)行嚴(yán)格的應(yīng)力集中消 除；在不影響冷卻效果的情況下將空氣冷卻器整體尺寸變窄，水箱蓋變窄 后受壓面積變小，所受到的壓力也就減??；同時，增加水箱蓋厚度，消除 水壓作用下所產(chǎn)生的

5、剪切力引起的破壞作用。原蓋面壁厚6mm,焊接成型, 現(xiàn)蓋面壁厚10mm,鍛壓成型。3. 2冷卻管易發(fā)生穿孔漏水改造由于原空氣冷卻器冷卻管木身質(zhì)量問題及運行中振動帶來的影響，冷 卻管易發(fā)生穿孔、裂縫漏水，針對此現(xiàn)象，改造時采用紫銅無縫管，生產(chǎn) 時進行真空退火處理并應(yīng)經(jīng)渦流探傷。3. 3防松動措施改造由于機組運行過程發(fā)生的振動，以及空氣冷卻器自身頻繁開啟和斷開 運行所產(chǎn)生的水錘沖擊作用而引起的振動，造成水箱蓋與冷卻器體連接的 緊固螺栓易松動引起結(jié)合面密封失效漏水；冷卻管管頭與承管板連接處易 松動引起結(jié)合面滲水；冷卻管固定管夾易松動。針對上述現(xiàn)象采取下列改 造措施：水箱蓋與冷卻器體連接的緊固螺栓采用

6、自膨脹螺栓并加彈簧墊； 承管板與冷卻管之間采用脹管連接，為使脹接牢固，用特殊偏心刀具在管 孔中開環(huán)形槽，以便脹管時銅管擠嵌入環(huán)形槽內(nèi)，增加連接強度和密封性; 冷卻管中間設(shè)有三道防振隔板，孔中裝有漲力橡膠圈，能使冷卻管與防振 隔板有效緊固，使其具有良好的抗振性，并不傷冷卻管管壁。3.4防銹蝕、腐蝕措施改造因水屮所含化學(xué)成分作用的緣故，每次空氣冷卻器解體檢修發(fā)現(xiàn)其水 箱蓋內(nèi)壁、承管板銹蝕嚴(yán)重其至腐蝕。針對上述現(xiàn)象采取下列改造措施： 水箱蓋內(nèi)壁表1何進行靜電噴塑，螺栓、承管板、防振隔板表面鍍鋅。3. 5提高冷卻效果改造原空氣冷卻器熱傳遞部件為繞簧式結(jié)構(gòu)，繞簧芯組不易清洗,且由于 繞簧式結(jié)構(gòu)這種傳統(tǒng)的空氣冷卻器換熱容量比較小，因此運行過程冷卻效 果差。針對這一缺點采取下列改造措施：熱傳遞部件采用新型的整體穿片 脹接式結(jié)構(gòu)，散熱片為優(yōu)質(zhì)銅材料，根據(jù)熱工和空氣動力性能要求，散熱 片采用雙翻邊技術(shù)，冷卻管為叉排等邊三角形，散熱片與冷卻管組裝后， 采用機械方法進行脹管，使z緊密接觸，熱阻小，傳熱性能優(yōu)良，如圖2。4結(jié)論空氣冷卻器經(jīng)過改造后，提高了水箱蓋和冷卻管接口聯(lián)接強度，消除 了原冷卻器運行過程發(fā)牛爆裂噴水的重大缺陷；提高了冷卻效果（換熱容 量提高25%）為機組安全、穩(wěn)定運行提供保證。同時，空冷器的