600MW汽轮发电机定子冷却水系统运行状况测试及分析
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作者: 康顺英
摘要 ：随着社会的不断进步，经济高速发展，汽车走进人们的生活之中，在汽车的组成构建中，600MW汽轮发电机扮演着重要的角色，本文就600MW汽轮发电机定子冷却水系统运行状况进行测试以及浅析。
关键词：600MW汽轮发电机；定子冷却水系统；运营状况；测试；分析
汽轮发电机在汽车运行中起到了很大的作用，笔者认为，600MW汽轮发电机的定子冷却水系统值得引起我们的注意，因此，笔者在本文中就600MW汽轮发电机定子冷却水系统运行状况进行测试和浅析。
一、600MW汽轮发电机定子冷却水外部管路系统的运行维护
1.1汽轮发电机定子冷却水密封面漏点问题及防范
对发电机本体打开端盖及人孔门进行检查和定子水路反冲洗,按照厂家规定需先进行定子绕组气密试验,以检测发电机本体内部定子绕组水路是否有渗漏,并确保在没有定子膛内气压的状态下可通一定水压流动。
在进行定子绕组气密试验时发现被保留的定子冷水系统外部管道出现渗漏,其中漏气较为严重的有6 m层的平行环出水流量计两端法兰结合面,通过机械检查发现所采用的聚四氟乙烯垫片(GORE-TEX)材质不好,上紧法兰后垫片容易受压变形,为慎重起见,外部管道全部更换成另一种类型的聚四氟乙烯垫片。对外部管道进行检修后,可对外部管路进行气密试验或水压试验以检漏,以此为检验手段确保系统可长期正常运行。
1.2汽轮发电机定子冷却水检修残余物料
在对定子冷水系统检修完毕后,进行外部管路冲洗时发现从临时滤网捕获到许多大的旧密封垫碎片、密封胶、生料带等杂物。鉴此,外部管路一旦进行过检修或更换密封材料后,必须进行外部水路系统的冲洗;冲洗干净后方可与发电机定子绕组冷却水路相连,避免杂物冲进绕组引起阻塞。
1.3汽轮发电机定子冷却水永久滤芯问题及防范
在进行定子冷水系统反冲洗及正冲洗过程中,曾3次在进水主管口的临时不锈钢激光打孔滤网发现有类似白色棉线状异物,部分碎料长度达1. 5cm,经分析确认为发电机系统在0 m层的定子水系统过滤塔的永久滤芯碎料。对试验过程进行分析,发现当水泵出口压力偏大很多时(反冲洗时曾有一次由于系统问题出现启运水泵后出口压力达1MPa),进水口的临时滤网就捕获到滤芯碎料。正冲洗中依照正常运行规定进行水泵切换操作后(在另一台泵也启运后才停运行中的水泵),也在进水口临时滤网处发现滤棉碎料,但此时出口压力为0. 65MPa左右,并未超标;在其它临时操作中(先停已在运行中的水泵,再启另一台水泵),并未发现进水口滤网有滤棉碎料。
由于定子冷水系统自0m层永久滤罐出来后再没有其它滤网对水进行过滤,若永久滤罐出现问题,将直接把碎料冲进发电机定子绕组冷却水路并引起堵塞,由于材料本身的柔韧性,一旦冲进就很难再被冲出,防范措施如下: (1)检查永久滤罐的金属滤网是否完好,确认滤芯材质符合机组运行要求; (2)对定子冷水系统进行启运操作时应严格依照规程,密切监视出口压力,避免压力过大而可能出现将滤棉冲脱现象; (3)在试验过程中曾依照规程先启两泵后再停其中一台,并保持出口压力在正常范围内,仍出现冲出滤棉现象,因此,除保证滤芯材质适用于1号、2号机组运行要求外,可考虑在13 m平台发电机进水口处加永久性不锈钢滤网。
1.4汽轮发电机钉子冷却水并行环流量问题
1号发电机的并行环流量相对比2号发电机的偏少:在相同的进水总流量下, 2号机的并行环流量为194. 7 l/min, 1号机的只有173~176 l/min(规程要求流量要大于190 l/min),但1号发电机2005年~2006年并行环流量的历史曲线,都在162~169 l/min范围内,因此,可以认为流量还是稳定正常。流量偏低的原因可能是两台发电机的此类流量计未送检过,可能有误差;启停机过程中也是有可能形成轻微气堵,使并联环内冷水流量稍微降低。
二、600MW汽轮发电机定子冷却水系统运行状况测试及分析
1、汽轮发电机定子冷却水系统机组情况
受测发电机是由上海汽轮发电机有限公司生产的,发电机型号为QFSN 600 2,工作转速3 000r/min,额定功率600 MW,发电机采用水-氢-氢冷却方式,发电机定子为水冷方式,发电机氢压为0.4 MPa。机组布置2台定子冷却水泵,型号为DFB125 80 250,额定工况流量为105 t/h,发电机标高压力为0.38 MPa,略低于发电机氢压。系统布置2台100%容量的热交换器,每台热交换器可以冷却300 t/h定子冷却水,保证发电机的冷却水进水温度。发电机定子共有42个绕组温度测点、16个定子金属温度测点、6个发电机出线温度测点;定子冷却水出水共有84个温度测点,分成6组布置在发电机冷却水出水侧。
2、汽轮发电机定子冷却水系统工作原理
根据JB/T 6228 92《汽轮发电机绕组内部水系统检验方法及评定》,检查发电机内部水通流情况的方法有:测水流量、测气流量、定子绕组发热试验和热水流试验。其中前三项均需要另外配置仪表和设备,而发电机热水流试验利用发电机现有的测点即可完成,因此采用该方法对发电机通流情况进行检测。
机组正常运行时,如果线棒内冷却水路有阻塞,线棒内水流量减小,冷却水无法很好地带走发电机产生的热量,会使其所在线棒的温度逐渐高于其他线棒温度。
机组停运期间,发电机不产生热量,当定子冷却水温度变化时,有阻塞的线棒温度变化较正常的滞后。将定子冷却水温度升高到一定温度,待发电机定子温度稳定后,快速降低定子冷却水温度,通过发电机各线棒温度测点下降速度情况,间接判断发电机定子冷却水通流情况。
试验关键在于定子冷却水的降温速度,如果定子冷却水的温度下降速度足够快,就可以通过发电机金属和绕组的温度变化确认定子冷却水的通流情况。机组运行期间,投运1台定子冷却水换热器可以保证发电机正常运行。如果同时投入2台定子冷却水换热器,可以使定子冷却水供水温度迅速下降。
3、汽轮发电机定子冷却水系统防治措施
a)按电机制造厂要求的工艺组织施工,并对施工工艺进行精确测量,对汇流管引出至线棒的引水管两端要固定牢靠使不松动,同进对励磁端发电机底部的引水管布置要考虑到是否与引出线接头、支撑物等有可靠距离,防止运行中因振动发生磨擦损坏的现象。
b)每次大修对内冷水系统有关接头进行严格检查,防止松动或不严密。
c)每次大、小修后都必须进行发电机定冷水系统水压试验。
d)每次大、小修后都必须进行发电机气密试验。试验中必须保证定子冷却水泵停运,并开放定冷水系统各隔绝门,打开定冷水系统放空气门,以检测发电机内空气是否漏入定子冷却水系统内。
e)发电机水内冷系统是绝对不允许漏水的。现有的资料证明定子绕组的漏水会对发电机造成不同程度的损坏,为此运行中运行人员要严密监视氢―水压差,保证氢―水压差>0.04 MPa,并定期打开定子冷却水管放空气门取气检测其漏氢量,一旦确证定子冷却水系统漏氢量超过规定,应及时仔细检查,必要时安排停机检查。
参考文献
[1]刘海波.发电机定子冷却水系统水路试验分析和探讨[J].湖北电力，2009，（02）
[2]李宁，郭红专，孙志清，王红兵，赵长存，王建.600MW汽轮发电机定子冷却水系统运行状况测试及分析[J].河北电力技术，2005，（01）
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