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發(fā)電廠冷油器故障及處理方法分析
冷油器是發(fā)電廠普遍使用的一種油冷卻設(shè)備，利用該設(shè)備可以使具有溫差的兩種液體介質(zhì)實(shí)現(xiàn)熱交換，從而達(dá)到冷卻介質(zhì)目的。冷油器出現(xiàn)故障，會導(dǎo)致設(shè)備停運(yùn)、著火等事故。
在發(fā)電廠中，冷油器主要用于汽輪機(jī)油系統(tǒng)、設(shè)備潤滑油系統(tǒng)、變速油冷卻系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)、磨煤機(jī)、給水泵等油冷卻系統(tǒng)，通過低溫冷卻水帶走油中熱量，確保汽輪發(fā)電機(jī)組、設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。下面將結(jié)合本人多年的發(fā)電廠工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，針對冷油器常見故障及引發(fā)事故原因，提出相應(yīng)的防范措施。
1、冷油器概述
冷油器是發(fā)電廠中配套使用較多的油冷卻設(shè)備，其運(yùn)行狀況直接影響到汽輪機(jī)組及各輔助設(shè)備的正常運(yùn)行。冷油器其主要作用就是冷卻潤滑油，主要以循環(huán)水作為冷卻介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)熱交換，在夏季工況也采用工業(yè)水作為冷卻介質(zhì)；在汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過程中，確保各軸承的溫度能夠保持在正常范圍內(nèi)，保證軸承入口油溫穩(wěn)定、形成穩(wěn)定的油膜；同時還要確保冷卻水不進(jìn)入機(jī)組油系統(tǒng)，從而能夠使機(jī)組正常穩(wěn)定運(yùn)行。
2、冷油器結(jié)構(gòu)及工作原理、特點(diǎn)
按照結(jié)構(gòu)形式，冷油器分為管式冷油器和板式冷油器。
（1）板式冷油器主要有板片、固定壓緊板、活動壓緊板、密封墊片、導(dǎo)桿、上下支柱等。工作原理：板式換熱器是由一系列具有一定波紋形狀的金屬片疊裝而成的一種高效換熱器。各種板片之間形成薄矩形通道，通過半片進(jìn)行熱量交換，板片上有波紋，能夠讓換熱介質(zhì)紊流，從而增強(qiáng)換熱系數(shù)。它具有換熱效率高、熱損失小、結(jié)構(gòu)緊湊輕巧、占地面積小等特點(diǎn)。在相同壓力損失情況下，其傳熱系數(shù)比管式換熱器高3-5倍，占地面積為管式換熱器的三分之一，熱回收率可高達(dá)90%以上。
（2）管式冷油器主要由殼體、管板、換熱管束、封頭、折流擋板等組成。管式換熱器也叫做管殼式或者列管式換熱器，這是一種十分典型的間壁式換熱器，在發(fā)電廠中應(yīng)用較廣，常見的殼體是圓形，在這個大圓形內(nèi)部有許多平行的管束，而管束的兩端就被固定在上述的管板上。冷油器冷卻水由封頭端的進(jìn)口接管進(jìn)入傳熱管內(nèi)，稱為管側(cè)流體（水側(cè)），其流程可根據(jù)工藝要求實(shí)現(xiàn)一管程、二管程和四管程結(jié)構(gòu)；需要冷卻的高溫油由殼體一端的進(jìn)口接管進(jìn)入殼體內(nèi)并均勻地分布于傳熱管外，稱為殼側(cè)流體（油側(cè)），其流動狀態(tài)可根據(jù)工藝要求在管束中設(shè)置不同型式和數(shù)量的折流板。做為傳熱元件——換熱管，可根據(jù)工藝要求采用黃銅管，銅翅片管和鋼管，從而保證了不同物性、不同溫度的工質(zhì)在換熱器內(nèi)實(shí)現(xiàn)熱量交換，達(dá)到冷卻目的。現(xiàn)在發(fā)電廠換熱管較多采用不銹鋼管，冷卻水和高溫油的介質(zhì)流動方向相反，可提高冷卻效果
管式冷油器與其它型式冷油器相比有如下優(yōu)點(diǎn)：
（1）維護(hù)成本低，操作簡單，清洗方便。
（2）結(jié)構(gòu)緊湊，其緊湊度為板式換熱器1－2倍，安裝方便。
（3）設(shè)計(jì)靈活，規(guī)格齊全，實(shí)用性強(qiáng)，節(jié)約資金。
（4）使用壽命長，安裝檢測方便：換熱管熱膨脹應(yīng)力小，故不存在常見的換熱脹劣，泄漏問題。因其仍為管殼式結(jié)構(gòu)，安裝檢修方便。
（5）具有廣泛應(yīng)用條件，適用于各種介質(zhì)壓力、溫度范圍和熱交換。
因?yàn)?/FONT>管式冷油器的特點(diǎn)，在發(fā)電廠中應(yīng)用較多，以下針對管式換熱器進(jìn)行探討分析。
3、冷油器常見故障及原因分析
3.1冷油器冷卻效果較差
冷油器冷卻效果差主要有兩方面原因：一是水側(cè)結(jié)垢，影響冷卻效果。冷油器的冷卻循環(huán)屬于開式循環(huán)，管道中流過的冷卻水水質(zhì)較差時，冷卻水盡管經(jīng)過了一些過濾但依然會夾雜著泥沙。這些泥沙慢慢地在冷油器的管道里堆積，后就會使管道被堵，同時長時間的運(yùn)行，由于水質(zhì)問題，會在冷油器管道內(nèi)形成硬質(zhì)水垢，影響冷油器換熱效果。二是油側(cè)結(jié)垢，冷油器經(jīng)過長周期運(yùn)行，油中帶有雜質(zhì)及水分會在管束外壁形成油泥等附著物，影響換熱效果。
3.2管式冷油器泄漏
3.2.1冷油器內(nèi)部管束泄漏，造成油中進(jìn)水
當(dāng)冷油器管束泄漏時，發(fā)電廠為防止油中進(jìn)水，均會設(shè)計(jì)成油壓高于水壓。冷油器管束質(zhì)量較差或管束與管板接口脹口不嚴(yán)密或焊接缺陷、冷油器中進(jìn)入異物碰磨管束，均會形成泄漏。
3.2.2冷油器外部油側(cè)及水側(cè)泄漏
由于油的滲透性、流動性特點(diǎn)，設(shè)備質(zhì)量、檢修安裝質(zhì)量、工藝水平等方面，均會引起冷油器漏油、漏水。
冷油器出現(xiàn)故障，會造成汽輪機(jī)或輔助設(shè)備軸承潤滑油得不到足夠的冷卻而使油溫變高，各軸承油膜不穩(wěn)定，終可能導(dǎo)致汽輪機(jī)等設(shè)備振動增大，軸承磨損。
4、冷油器故障處理
4.1冷油器清洗、清掃
4.1.1水測清掃
針對冷油器水側(cè)管道結(jié)垢后，可采用冷油器化學(xué)酸洗和冷油器高壓水清洗兩種方式進(jìn)行清理。由于機(jī)組運(yùn)行時間較長，加之循環(huán)水水質(zhì)較差，造成冷油器水側(cè)管道結(jié)垢和泥垢現(xiàn)象較多，冷油器水側(cè)清掃一般在以下幾種情況進(jìn)行：
（1）機(jī)組等級檢修。
（2）油溫?zé)o法控制，運(yùn)行提出缺陷。
（3）機(jī)組迎峰度夏。
清掃方式現(xiàn)在采用是高壓水清洗結(jié)合人工毛刷清掃方式清除泥垢，此種方法優(yōu)點(diǎn)：投資小，簡單方便，清洗時間短，對于泥垢效果較好。缺點(diǎn)：對于硬質(zhì)水垢清洗效果較差，人員素質(zhì)要求較高。
對于管式冷油器管道形成硬質(zhì)水垢，可采用化學(xué)酸洗方法清除。在冷卻水側(cè)加入用化學(xué)清洗劑，進(jìn)行水循環(huán)，清洗劑一般采用低濃度酸溶液（檸檬酸），其與管束內(nèi)壁硬垢（碳酸鈣）產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，達(dá)到清洗效果，后再用高壓水清洗。缺點(diǎn)是技術(shù)要求較高，酸濃度配比合適，否則易造成冷油器泄露。
4.1.2油側(cè)清掃
冷油器油側(cè)清洗可采用兩種方法：
（1）沖洗法：解列殼側(cè)，放盡存油，接入用清洗裝置，在水中加入用清洗劑，通入冷油器殼側(cè)，在冷油器殼體內(nèi)循環(huán)流動，壓力控制不大于油側(cè)工作壓力，流向與正常油流方向相反。清洗時間視污垢程度而定，清洗到流出清水為止。通過水的流動及清洗劑換血化學(xué)反應(yīng)做用達(dá)到清洗效果。此方法簡單易行，對操作者技術(shù)水平要求較高。
（2）侵泡法：需將冷油器全部解體，將冷卻管束（芯子）抽出后，用高壓水或蒸汽預(yù)清洗殼側(cè)泥污，后將芯子放入用的槽盒內(nèi)用磷酸三鈉溶液浸泡煮洗，同時用蒸汽加熱一定時間，撈出用呢絨刷桶洗，再用高壓水清掃。清洗干凈后回裝。此方法清洗效果較好，但過程復(fù)雜，檢修工藝要求較高。
4.1.3管式冷油器清掃注意事項(xiàng)
（1）冷油器水側(cè)、油側(cè)清掃完畢后應(yīng)進(jìn)行水側(cè)查漏。
（2）清掃前拆除或隔離預(yù)清洗設(shè)備所有儀表和不參與清洗的部位。
（3）冷油器酸洗時，注意濃度配比合適，避免泄漏。
（4）高壓水清洗時，結(jié)合人工毛刷清掃同時進(jìn)行。
4.2防止管式冷油器泄漏措施及處理方法
（1）從設(shè)備質(zhì)量方面嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，油系統(tǒng)設(shè)備壓力等級應(yīng)提高一個級別使用。
（2）管式冷油器油管束泄漏，主要原因是長期運(yùn)行，管子磨損，管壁變薄，處理方法：加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)泄露盡快解列冷油器，水側(cè)兩端進(jìn)行封堵，可采用用堵頭或焊接方式。
（3）冷油器管束芯子密封墊泄漏，其原因是密封墊時間長老化或者安裝工藝水平較差。處理方法：更換密封墊。
管式冷油器在發(fā)電廠中應(yīng)用廣泛，對機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行起著重要的作用，冷油器出現(xiàn)故障易引起重要設(shè)備斷油燒瓦、軸承磨損、軸承振動等重大事故，因此需要引起對此類設(shè)備故障防控的重視，分析其常見故障的引發(fā)原因，在其原因的基礎(chǔ)上加強(qiáng)對冷油器維護(hù)、使用、檢修過程中質(zhì)量的控制，提高設(shè)備安裝工藝，采用先進(jìn)的技術(shù)措施、確保設(shè)備系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行。