摘要：文章介绍了大源渡水电厂机组密闭循环冷却水系统压力泄漏的处理过程，通过原因分析，提出解决办法，通过实施取得成效，可供同类型机组参考。
关键词：冷却水;压力泄漏;原因分析;处理
大源渡水电厂位于湖南省衡山和衡东两县交界处的湘江干流上，它是由湖南湘江航运建设开发公司建设的国家重点工程，也是我国交通系统投资办电的第一个试点工程，工程总投资20亿元人民币，总装机容量为120MW，装有4台30MW的灯泡贯流式机组，机组设备全部由VATECH公司(原奥地利ELIN公司、奥地利MCE公司、德国的SULZER公司)提供。
1发电机冷却水系统介绍
发电机冷却方式为具有空气冷却器的双密闭循环强迫通风冷却方式，灯泡头内为常压;冷却系统由两台水泵、四组轴流风机、八个空气冷却器和灯泡头锥体部位(抗压盖板下)的表面冷却器、冷却水管、阀门组成;回流热空气由密闭循环净化水冷却，回流热净化水经发电机表面冷却器由河水冷却;冷却水还用于冷却在油水冷却器中的轴承润滑油和调速器油箱油冷却器中的调速器油。
机组密闭循环冷却水中添加了Henkel生产的P3-ferrolix@332的防腐添加剂以防止管路内结垢和管路内部生锈。正常工作时，冷却水泵强迫冷却水通过空气冷却器、轴承油冷却器、调速器油冷却器循环流动冷却空气和油;每组轴流风机接两个空气冷却器，强迫空气通过通风沟与间隙对定子铁芯、定子绕组、转子绕组进行冷却;机组正常运行时，膨胀水箱处的冷却水压保持在1.0bar～1.8bar之间。(机组冷却水系统图见图一)
2故障情况
2008年5月5日15：30，运行人员巡视发现：3#G机组膨胀水箱压力表计显示0.4bar，且表计指针波动，随即通知维护人员，考虑到压力表计波动，初步判断为：冷却系统管路产生气体太多引起压力波动，随即对冷却系统管路进行了排气并补水增压至1.8bar;随后的两天内每天补水增压一次，密切跟踪观察，压力有小幅下降。5月7日20：08，运行人员巡视发现3#G机组膨胀水箱压力表计显示只有0.3bar，因冷却水压力的降低，造成机组冷却效果相比其他机组要差，在同样负荷的情况下，3#G的铁芯温度比4#G的铁芯温度要高出5℃，在水情较好，机组可以满负荷运行的情况下，3#G只能限负荷运行。为保证机组的冷却效果且不影响发电效益的前提下，采用了对机组冷却系统临时补水增压的措施，但情况越来越糟，压力下降越来越快，加水次数也由开始的每天一次增加到最后的每天三次，且仍然不能保证机组正常的运行压力。如果表面冷却器及其连接管路存在泄漏，在膨胀水箱压力小于0.7bar的情况下，整套机组冷却水管路内的水压将小于管路承受的外界河水压力，造成发电机密闭循环冷却水与河水混合，将会对冷却水系统管路产生腐蚀和结垢等不良后果。
3故障原因分析及处理过程 3.1故障原因分析与排查
针对此故障情况，5月7日23：00运行人员经调度同意将3#G停下，紧急检查。初步分析故障原因有两点：其一：管路内存在较多的分段气体，气体通过管路上各自动排气阀排出造成系统压力降低;其二：冷却系统某个位置存在泄漏点，造成压力下降。针对可能的故障原因一，在停机状态下，将机组冷却水系统补水增压至正常压力1.5bar，多次手动启动冷却水泵进行冷却水循环后再停泵排气，通过多次加水增压循环操作，最后无气体排出，但系统压力仍然下降，因而排除故障原因一，判断故障原因为冷却系统管路某处存在泄漏点。
随即按以下步骤对压力泄漏点逐步进行了排查：
a) 对管路系统的所有阀门、法兰进行了仔细检查，未发现泄漏;
b) 关闭新增的冷却增容部分相关阀门，将其退出运行，加水增压后，压力仍下降较快;
c) 关闭机组冷却系统至轴承油冷却器和调速器油冷却器的相关阀门，加水增压后，压力仍下降;
d) 关闭机组冷却系统至空气冷却器的相关阀门，加水增压后，压力仍下降较快，怀疑压力泄漏点在表面冷却器上，因4#G机也曾出现过同样的问题，表面冷却器与中间管路的法兰焊接处焊缝开裂，通过流道排气阀对机组抗压盖板下方流道排气，发现机组冷却水系统压力也在下降，且最后冷却水压力表指示值接近上游水位与压力表安装处的高程水压差值0.7bar，故确定表面冷却器存在泄漏。
3.2故障处理过程
5月12日8：00，调度同意将3#G退出备用，紧急抢修，时长三天。维护人员沉放机组进、尾水检修闸门将流道内积水抽干，开启抗压盖板处(表面冷却器正上方)人孔门，对表面冷却器及其管路进行了彻底的污渣冲洗，洗净后用检修用气吹干，随后对机组冷却系统进行补水加压，在加压过程中，对表面冷却器进行了详细的检查，最终找到泄漏点在表面冷却器与其中间管路的法兰连接处。由于浸在河水中的表面冷却器及其管路全部为铝合金材料制成，其焊接工艺要求很高，电厂维护人员联系了湖南省航空技术学院后勤技术服务部的专家到现场实施紧急抢修，将焊缝补好，经补水加压至1.5bar，而后启动水泵循环多次，将管路内的气体排尽，再次通过几个小时的密切观察，压力值未下降，说明故障已处理好。
4暴露的问题及防范措施
4.1此次故障的直接原因是表面冷却器与其中间管路的焊缝开裂;间接原因有五点。
a) 机组进水口因污渣较多容易形成漩涡、气泡进入流道积聚到抗压盖板下，排气不及时，造成机组振动加剧，引发上面所说的焊缝处开裂;
b) 机组长期处于振动区，因追求负荷最大化的因素及某些运行人员不熟悉水轮机特性曲线使机组较长时间处于振动区，造成机械焊缝薄弱区开裂;
c) 两块表面冷却器中间的管路其材质为铝合金，材料厚度仅为5mm，在表面冷却器与管路连接的接口焊接处难免应力不均匀留下薄弱区，在河水的腐蚀、流道内汽蚀、机组经常性的振动超标、流道寄生物(尤其是贝壳)长期大量繁殖，形成酸腐蚀等因素的影响下，这些焊接的薄弱区最终被攻破，引起开裂;
d) 机组冷却水系统压力过高，密闭循环冷却水在温度升高后膨胀，造成压力进一步升高，引起焊缝薄弱处开裂;
e) 表面冷却器存在设计缺陷，原设计中的表面冷却器其管路所能承受的内外压差要求达到0.3bar，但实际使用过程中检测仅能达到0.2bar，就此供货方曾经进行过赔偿。
4.2运行维护管理方面
a) 根据进水口固定拦污栅污渣堵塞情况，及时安排人员进行清污，尤其是应定期对固定拦污栅下部的污渣进行清理，其严重影响了水流的流态，容易形成漩涡和气泡;
b) 在进水口拦污栅堵塞较严重时定期对机组流道进行排气，同时加强对机组振动摆度测量装置相关数据的监视，发现振动数据接近超标值时，及时开启抗压盖板上的流道排气阀对流道排气或者适当调整机组出力，避免机组振动过大;
c) 根据水轮机特性曲线，在不同的水头下，合理分配机组所带的负荷，避免机组处于振动区运行;
d) 平时加强对机组冷却水系统的巡视，发现冷却水压力降低的情况及时处理;
e) 定期对机组冷却水进行送检化验，发现采样检验结果不合格时，及时更换新的冷却水，新冷却水中的添加剂必须按照厂家提供的标准进行配置;
f) 在机组检修期间，将表面冷却器上附着的寄生物彻底清除。
4.3技术整改方面
a) 针对大源渡机组进水口容易形成漩涡、气泡进入流道积聚到抗压盖板处，造成机组振动过大的现象，对抗压盖板上的流道排气阀进行移位整改，将其通过管道加长移至远远高于正常蓄水位▽50.00m的主厂房顶棚处，以便及时将抗压盖板下积聚的气体排走;
b) 将两组表面冷却器中间原壁厚为5mm的连接管路改成壁厚为10mm的铝合金管,按照焊接工艺重新焊接并进行严格的焊缝探伤检查，确保焊接质量。