浅议南方地区燃机电厂的设备结露问题

浅议南方地区燃机电厂的设备结露问题

宋敬东

（浙江大唐绍兴江滨热电有限公司设备部）

摘要：南方某燃机电厂在2013年至2017年间发生数起因设备结露导致的障碍与事故，现就南方燃机电厂设备的运行特点与结露的产生原因进行分析，并根据结露产生原因相应给出解决结露问题的方法与对策。

关键词：温差；湿度；结露

2013年11月南方某燃机电厂二台型号为YK2800-2/1180W，功率为2800KW的6000KV高、中压给水泵电机因电机内部结露导致冷却器档水槽及电机底部两侧严重积水，最深处达18公分。2016年11月至2017年11月间，短短一年时间，南方某燃机电厂四台型号为YKSLD1300/750-10/12/1180-1的6000V双速高压循环水泵电机接线盒内部导线先后结露8次，导致电机因绝缘降低而无法按时起动。2017年12月，南方某燃机电厂1号发电机20KVB相零序电压持续升高，进而导致停机，事后查明系B相封母内部母线结露导致的母线通过盆式绝缘子对地短路所致。诸如此类的问题在南方地区燃机电厂时有发生。

中国南方地区气候的特点是全年降雨充沛，空气潮湿，到了梅雨季节更是阴雨绵绵，空气潮的的一塌糊涂，空气湿度常年大于60%，个别月份能达到90%以上，高湿度空气为设备内部结露创造了前提条件。

燃机电厂主要任务是调峰。这一任务特点决定了燃机机组随电网负荷的周期变化而频繁起停，白天电网负荷高时运行，夜间负荷低时停机，机组的昼行夜伏导致大量主、辅机设备的同步频繁起停，进而导致设备温度忽高忽低，设备的温差变化为设备内部结露创造了有利条件。

结露是指空气中的水汽能达到饱和状态时，若环境温度继续下降，开始出现空气中过饱和的水汽凝结水析出的现象。通俗的讲，结露系潮湿空气在冷热交界面上发生的水珠析出现象。结露现象无处不在，例如从冰箱中拿出啤酒后很快在玻璃瓶表面产生细密的水珠，车窗玻璃因车内外温差存在导致的在车玻璃表面产生的雾气，雾气即小水珠即露水。结露发生的条件有三个，一是空气潮湿，二是存有温差，三是具备足够的时间。当一台设备同时具备这三个条件时，结露现象就会如影随形地发生，发生地点一定是冷热交界处。实际空气是干空气与水蒸汽的混合体。例如，大雾天气，在汽车玻璃表面发现的水珠或水雾即是露水，潮湿的空气，车内外的温差，足够的时间这三者具备就会在冷热交界面——车玻璃处发生结露。再例如大型电机的水冷却器表面，未安装加热装置的大型电机接线盒导线处，以及离相封母的内部导线处。结露的严重程度与空气湿度、温差大小、时间长短成正比关系。设备所在空间温度高于零度时设备内部结露以露水的形式出现，并向低处流动，冬季设备处气温若低于零度，则会以设备底部结冰的形式出现。露水的存在导致了设备绝缘的严重降低，成为设备安全可靠运行的一大隐患，已结露设备如不测量设备绝缘便直接起动便会形成设备对地短路事故，因结露设备一般是大型设备因此短路后果相当严重，轻则跳闸，重则烧毁设备，导致非计划停机。

知道了结露的原因，解决起来只需对症下药即可。潮湿空气无孔不入，保证设备的绝对密封难度很大，温差倒是通过加装加热装置可有效降低，因此防止结露的主要措施也有四个，一是通过加装电伴热装置消除温差，二是缩短设备停机时间，三是加装排水装置。四是加装结露传感器。通过加装加热装置消除温差的同时合理安排设备倒换缩短单台设备停运时间和加装排水装置三管齐下，效果更佳。无法安装加热装置的设备如离相封母等可通过和加装结露传感器和加装排水装置来及时发现排除因结露导致的内部积水，有效防止短路事故发生。

电加热装置除露在实际工作中用的最多，在此重点介绍一下。电加热系统是由合适的加热板和保温材料经过设计而成，配套相关电气要求，经过安装调试后组成了整体的电加热系统。电加热选用的主要控制参数为功率、最高维持温度、最高承受温度。按加热装置的不同可分为加热棒加热、加热板加热、加热丝加热。按电加热装置投运的方式可分为：自动投入电加热装置与手动投入电加热装置。电加热的选用主要有以下几点：

1、选择电加热产品时，应综合考虑各种因素，如实用性、经济性、供电条件等。根据设备维持温度及偶然性的最高操作温度，选定电加热装置的耐温等级和发热温度等级。

2、根据设备单位体积散热量或设备单位面积上的散热量，来确定所需电加热的单位功率。

3、根据不同使用环境来确定所需电加热产品的结构型式，一般场合下选用屏蔽型，有腐蚀性物质的场合选用加强型。

施工安装要点如下：

1、一般规定（1）电加热安装工程，施工前应具备下列条件：设计图纸；设备、管道的安装、焊接、试压和防腐工序办妥交接手续；施工机具、施工力量，能保证正常施工；施工现场、施工用料、用电、材料储放场地临时设施，能满足施工需要。（2）电加热施工前，应了解设备情况。安装人员应熟悉电加热的一般性能，掌握基本操作要点和工序，严禁盲目施工。

2、电加热装置应紧贴设备、管道表面，以利热传导及满足绝缘要求。

3、电加热装置配电系统应具有过载、短路和漏电保护。

4、安装一个加热点，测量一次绝缘。绝缘值不能低于50MΩ/1000V。

一例所举高压给水泵电机结露问题通过以下2个举措得到解决：

（1）停机时及时联锁投运电机内部电加热装置消除电机内、外部温差。

（2）电机底部开通排水孔，引出加装结门的排水管。

二例中的循环水泵电机接线盒内部结露问题通过以下2个举措也得到解决：

（1）在接线盒内加装停机时自动联投的加热板消除接线盒内、外温差。

（2）合理安排停机时间缩短结露时间。

三例中的封母结露问题通过以下改造得到了根治：

（1）将封母盆式绝缘子倒置。

（2）盆式绝缘子最低处加装排水装置。

（3）加装结露传感器。

具体如下图所示：

作者简介：

姓名：宋敬东，出生年份：1967年11月，性别：男，籍贯：河北省张家口市，职称：工程师，主要从事工作：大唐国际绍兴热电设备部电气设备管理工作。