水电站尾水冷却器运行故障分析及解决办法

水电站尾水冷却器运行故障分析及解

决办法

摘要：结合老挝南俄5水电站尾水冷却器在运行与检修过程中出现的一些

问题，笔者通过对冷却器现场运行条件和结构情况的分析，提出了具体的解决办法，可供同类型电站尾水冷却器的设计、制造和安装参考。

关键词：冷却供水；尾水冷却器；热交换管；压力试验。

1 引言

老挝南俄5水电站位于老挝北部山区，电站装机容量为2×60MW，工程主要

任务为发电，无调峰、调频与供水要求。2012年11月23日1号机组正式并网发电，2012年11月27日2号机组正式并网发电，2012年12月2日正式进入商业

运营期。

电站冷却供水系统采用清洁循环水冷却方式，由水轮发电机组热交换冷却器、循环水池、水泵、供水管道、阀门、尾水冷却器组成。机组尾水2×4台冷却器

布置在尾水隧洞内，主要作用是向厂房两台机组提供循环冷却水。电站投产初期，在2台机组同时运行时，尾水冷却器出现漏水情况，通过对尾水冷却器现场运行

条件和结构情况的分析，提出了具体的解决办法，彻底根治了尾水冷却器漏水问题。

2 电站机组尾水冷却器运行情况

电站机组尾水冷却器自2012年运行以来多次出现漏水问题，给机组安全运

行带来较大影响。具体漏水过程如下：

2012年11月28日9时，2号机组试运行过程中，由于流域连续降雨，大坝

达到警戒水位，为减少弃水量，于是启动1号机组进行双机运行。28日20时，

双机运行11小时后发现循环水池水位下降较快，运行人员立即检查厂房冷却供

水系统有无漏水现象，结果没有发现异常，为保持循环水池水位，于是采取消防水池补水措施。坚持到29日1时，1、2号消防水池水量已全部用完，鉴于这种情况为保证2号机组顺利完成72小时试运行，只有将1号机组停运，本次尾水冷却器漏水流量超过了80m3/d。2012年12月1日检修人员下至尾水隧洞内，检查发现1号机组尾水冷却器第一台的第一排，Φ25管与Φ80管连接处有3处漏水，由此判断循环水池水位下降现象是由尾水冷却器管漏水引起。检修人员随即对漏水处进行了补焊处理，为减少水流冲击又在第一排前面增加了挡水角钢。

2013年5月为增加机组冷却效果，每台机组各增加了1台冷却器，由原来8台增加到10台。5月22日机组启动单机运行，尾水冷却器没有出现漏水情况。2013年6月2日运行人员发现冷却供水循环水池水位以每天300mm速度下降，为避免循环水不足，于是每隔3天一次给循环水池补水。6月8日早上停机，检修人员下至尾水隧洞，先发现2号机组新装尾水冷却器第一排有2处漏水，在离第一排漏水处往后数第十根Φ25管，冷却器中间位置，发现Φ25管与Φ80管连接处也有2处漏水。检修人员随即对漏水处进行补焊处理。第一排的2处很快补焊完毕，但冷却器中间位置的2处却遇到困难。因Φ25管布置非常密集，焊接人员根本无法操作，补焊工作陷于停滞。鉴于恢复发电时间将至，决定将该台冷却器停用，2号机组冷却水由原安装的4台冷却器供给，机组恢复发电。

2013年7月4日，南俄5电站开始双机运行。7月6日出现循环水池水位下降现象，7月7日全站停机，检修人员下至尾水隧洞检查，发现冷却器漏水部位包括1号机组新增加尾水冷却器和1、2号原安装的冷却器多处漏水，于是进行了补焊处理，并在冷却器前增加挡水角钢和螺纹钢。7月20日，再次出现循环水池水位下降现象，7月21日全站停机检查，发现尾水冷却漏水部位包括1号机组新增加尾水冷却器和1、2号原安装的冷却器水管多处漏水，1号机组新装的一组冷却器有2根Φ25冷却管被直接冲掉，检修人员进行了补焊处理，再次在冷却器前增加挡水角钢和螺纹钢。

2013年8月1日，运行人员发现循环水池水位有下降现象，每天下降约

240mm，漏水量没有扩大，运行人员每隔3天给循环水池补水一次，一直坚持到

10月5日全站停机。漏水部位为2号机，原安装的尾水冷却器3处冷却水管漏水，检修人员进行了补焊处理。

3 尾水冷却器主要技术参数

表1 尾水冷却器技术参数

4尾水冷却器构造与故障分析

4.1 电站机组冷却供水流程

电站冷却供水系统循环流程是先由机组热交换器将机组产生的热量吸收，通

过热交换器内部流经的循环水将热量带走，排至循环水池内，循环水由供水水泵

在循环水池内抽取并加压输送至尾水冷却器，通过热交换作用尾水冷却器将循环

水温度降低5℃后，由输水管道输送至机组热交换器。循环水不断重复循环过程，从而达到为机组连续降温目的。

4.2 尾水冷却器布置情况及构造

电站两台机组共8台冷却器沿水流方向，呈“一字型“布置在厂房下游尾水

隧洞流道内。1号机组4台尾水冷却器布置在前，2号机组4台尾水冷却器布置

在后。每台冷却器主要由8根Φ100×760mm钢管做立柱；6根Φ80×4020mm钢

管延水流方向做支撑，分3层左右对称布置，连接在Φ100钢管上；486根

Φ25×1400钢管呈横向均匀分布，连接在Φ80钢管上。Φ25管为主冷却管，

Φ80管为次冷却管，两者共同起到机组循环水由钢管内部通过，并将循环水热量

通过钢管传导至外部，经机组发电后的尾水水流将热量吸收并带走，达到降低循

环水温度的目的。因各钢管互相连接形成整体，钢管在冷却器中也起支撑作用。

4.3 水流作用对冷却器Φ25冷却管的破坏

电站两台机组满负荷发电时，尾水洞内水流速度为4m/s，水流直接作用于冷

却器上，并形成紊流。由于Φ25管在尾水洞内呈横向布置，与水流冲击力接触

面积较大，而且Φ25管直径较小，强度较弱，受水流作用必然向后弯曲，在加

上此位置水流形成的紊流对钢管产生震荡作用，震荡力从中间向两边扩散并放大

传导至Φ25管与Φ80管连接处，如图1尾水冷却器结构简图所示，连接处钢材

由于长期受力、振动，从而产生“疲劳”并逐渐形成裂纹，最终导致Φ25管焊

缝开裂或断裂。

5运行检修分析