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0 引言
华能玉环发电厂1 000 MW 超超临界发电机组是国内率先投入商业运行的百万级发电机组。发电机引进德国西门子技术,其中发电机的氢油水系统装置完全国产化。发电机QCP-1 型氢气控制装置由河南日立信公司研发,是一个集装装置,由2 个部分组成:一是充、排氢部分,由管道、阀门、仪表等组成;二是氢气纯度监测部分。氢气控制装置运行7 年来,虽然一直安全运行,但也发现一些不足:一是发电厂处于海边,海风
中带有大量盐分,对装置中的金属部件造成腐蚀;二是装置的氢气安全等级不高。由于以上2点及装置中部件的老化、精度下降等原因,对机组安全可靠运行已带来隐患,亟待进行具有抗腐蚀、安全等级高的升级改造。
1 改造必要性分析
1.1 设备老化、腐蚀分析
QCP-I 型发电机氢气控制装置自2006 年投运以来使用正常,由于长期连续运行及海边盐碱环境的影响,目前存在以下安全隐患:(1)设备的金属部件(包括设备框架、管道、阀门、仪器壳体等)均出现不同程度的腐蚀现象,存在漏氢安全隐患。
(2)设备内的气体置换阀门、自动补氢调压器、氢气纯度仪采样系统和法兰等部件未进行过全面的检修,密封性能下降,存在漏氢安全隐患。
(3)设备内的氢气纯度仪经过长期使用,精度下降,影响二氧化碳和氢气纯度仪的监测精度,已经有2套设备发生故障而更换。
(4)设备内的氢气压力变送器、气体质量流量计、压力分析仪表等经长期使用,有不同程度的老化情况,影响数据监测的精度和稳定性。
1.2 氢气使用规范分析(略)
1.3 氢气纯度控制异常分析(略)
1.4 氢气露点控制异常分析(略)
2 改造方案
由于发电厂原布置中氢气控制装置位于0 m层,而氢气干燥器位于8.6 m层,为2个独立的装置,位于不同的楼层,操作不方便。改造时考虑将这2 个装置组装成一个大系统,方便今后操作、运行。
升级改造为新型的防爆型氢气控制装置,该装置为确保发电机组的安全,从对氢气发生、传输到补给、置换、运行、排空全过程进行监测和控制,但目前市场上尚缺乏此类综合监控系统。新开发的氢气控制装置为具有氢气干燥、气体置换、计量补氢、失电自动排空、氢气多参数实时监测、数据远传功能的氢气质量控制装置,该装置的仪表和电器部分均采用符合氢气环境的防爆部件,可为发电机组高效、安全运行提供有力保障。
向改造厂家提供的安装尺寸、地基尺寸、法兰接口尺寸等资料,要求依据原有设备实际尺寸,进行设计制造,以确保改造设备外部接口尺寸与原设备一致。在生产厂家完成整套设备装配、气密性试验并合格后,将设备整体托运至发电厂。整体设备到发电厂后仅需进行地基、法兰接口安装和电气接线、设备调试等工作,以确保氢气控制装置改造的可靠性和检修周期可控。
3 设备改造
为解决氢气控制装置存在的防盐雾腐蚀能力差、安全等级低等问题,对以下设备进行了改造:
(1)整体外框升级,采用全新碳钢外框,表面处理、喷塑以及防腐工艺加工,增加防腐措施。
(2)氢气管道升级为316L 不锈钢。阀门、过滤器等升级为全不锈钢或采取防腐措施,见图1。
(3)氢气质量流量计升级为美国KURZ 新一代防爆型氢气质量流量计,见图2,以更可靠地监测发电机的漏氢,提高发电机运行可靠性和安全性。
(4)增加coax 防爆排氢电磁阀组,见图3。当发电厂发生紧急事故时,如发生火灾时,操作人员无法进入到现场操作阀门排氢时,可通过设定在主控室的按钮人为或程序自动诊断紧急打开电磁阀,并连锁关闭供氢电磁阀,切断供氢系统管路,以避免在强排氢的同时,又在不断地向发电机供氢。
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