300MW汽轮发电机的运行和维护

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　　摘要:介绍了2×300MW工程选用的QFSN-300-2型300MW汽轮发电机结构特点、运行方式、偏离允许值时应采取的措施和维护管理注意事项,为大型汽轮发电机运行和维护提供了一定的可借鉴方法。
　　关键词:汽轮发电机;运行;维护
　　
　　发电机三相隐极式同步发电机。发电机主要由定子、转子、端盖及轴承、氢气冷却器、出线盒、油密封装置、刷架等组成。采用"水氢氢"冷却方式,发电机整体为全密封结构。 2×300MW工程选用哈尔滨电机厂有限责任公司制造的QFSN-300-2型300MW汽轮发电机组的技术参数见
　　
　　1 QFSN-300-2型汽轮发电机结构特点
　　
　　1.1 定子
　　发电机机座为整体式。机座内腔沿周向均布18根弹性定位筋,构成机座和铁芯间的弹性支撑结构,以减少在发电机运行时,由定、转子铁芯间的磁拉力在定子铁芯中产生的倍频振动对机座的影响。定子机座和铁芯的固有频率避开了倍频振动频率。定子铁芯由高导磁、低比损耗的无取向冷轧硅钢板冲制的扇型片叠压而成。铁芯沿轴向分成64段,每段铁芯间形成8mm的径向通风沟。在两端外圈用特制的铜屏蔽板覆盖,以减少端部铁芯及结构件的损耗和发热,满足发电机进相运行的要求。
　　1.2 转子
　　发电机转轴是高强度螺栓高导磁率合金钢整体锻件。转子绕组每匝线圈由两股铜排组成,槽内部分加工出两排风孔构成斜流式气隙取气冷却风道护环材料为0Mn18Cr18N合金锻钢。发电机采用定子绕组水内冷、转子绕组氢内冷、定子铁芯及其结构件氢气表面冷却,为“水氢氢”冷却方式。转子绕组槽部采用气隙取气斜流通风系统。定子铁芯沿轴向分为9个分区,其中4个进风区、5个出风区,冷热风依次交替。
　　
　　2300MW汽轮发电机运行
　　
　　2.1调峰运行
　　当电网需要时,发电机允许调峰运行。在整个发电机使用寿命期限内,启、停次数不允许超过10000次。发电机负荷增减率,每分钟为额定负荷的3%～5%。
　　2.2进相运行
　　发电机进行运行的容许范围主要受发电机静态稳定和定子铁芯端部结构构件发热两个因素的限制。这在设计参数和结构上都充分考虑过。发电机能在超前功率因数为0.95的情况下持续运行。
　　2.3冷却器进水温度偏高,氢气压力变化时的氢温和负载调节
　　为了防止结露和可能的振动增加,发电机冷温度应尽量维持额定值45℃土1℃。但允许不低于30℃冷氢温度下运行,冷却器的进水温度和冷氢温度超过额定值的运行方式参见“发电机冷却器的进水温度,氢气压力变化时允许的负载能力曲线”当冷氢温度超过48℃时不允许发电机运行
　　2.4氢气冷却器发生故障时的运行
　　发电机正常运行时共有2组(每组2个,共4个)氢气冷却器,以维持机内冷氢温度恒定。当停用1个氢气冷却器时,发电机的负荷应降至额定负荷的80%或以下运行。
　　2.5在不同功率因数下运行
　　当功率因数在0.85(滞后)～0.95(超前)之间变化时,发电机可以额定功率连续运行,在更低的滞后功率因数下,转子励磁电流不允许大于额定值;在更低的超前功率因数下,发电机受静态稳定和定于端部发热的限制,因此,要限低功率运行。
　　2.6发电机失磁时的异步运行
　　在事故条件下,发电机允许短时失磁异步运行。当励磁系统故障后,在电网条件允许时,失磁运行的持续时间不得通过15min,这时的允许负荷应在额定值的40%以内。发生失磁时,在最初的60S内应将负荷降至额定值的60%,在此后的1.5min以内降至额定值的40%。
　　
　　3偏离允许值时应采取的措施
　　
　　3.1措施
　　当任何被监测参数偏离允许范围时,应遵循下列原则采取措施。首先应迅速查清监测装置是否发生故障或信号装置是否发生误动作,然后立即采取相应的措施,使异常参数复位或解列、灭磁、停机;如果被监测参数突然超过允许值(或短时内突变),运行操作人员应迅速将发电机解列、灭磁、停机。然后再查清故障原因。未查清故障原因之前不得重新投入运行。
　　3.2措施的具体实施
　　当发电机定子绕组(层间或出水)温度、定子铁芯温度等参数中的任何一项持续上升至规定的各自允许值以上时,信号装置自动报警。运行操作人员见到报警信号应迅速使发电机减负荷,直至该温度降至允许值以下为止。如果减负荷不奏效,应立即解除发电机负荷并与电网解列。当发电机轴承温度及其回油温度持续上升时,可适当提高进油温度。如果温度超过允许值,应立即停机并检查原因。当发电机内发现少量水时,应当将水排出并加强对发电机的监视。如果机内继续积水,则必须依次断开氢气冷却器,以查清哪台冷却器发生漏水故障。然后采取措施将故障清除。当发现内冷水压比机内氢压高时应对此情况立即处理,使其压力恢复正常,同时监视线棒的温度并注意机内是否有水放出。这时应尽可能停机,以便查清和消除隐患的根源。机内氢气应满足基本数据的要求。当机内氢气压力低于或高于额定值时,运行操作人员应立即补氢或排氢。当机内氢压急剧下降即漏氢量过大时,应尽快查清漏氢原因和部位。必要时应降负荷直至停机进行检查。当机内氢气纯度下降至允许下限值时,应采取补、排氢的方法提高机内氢气的纯度。机内氢气湿度偏高,对绕组绝缘及转子护环产生有害影响。因此,运行时机内冷氢气绝对湿度必须低于(或露点温度-18℃),即在机外常压下取样化验时氢气中的水汽浓度不高于1g/m3(或露点温度-18℃),在任何运行方式下都必须保持这一数值。当氢气冷却器及水水冷却器内的二次水流量降低至额定值的75%时,信号装置应报警。运行操作人员应适当减小发电机的负荷。同时应采取措施恢复至额定流量。当定子绕组进水温度、机内冷氢温度低于允许范围,应采取措施使其恢复正常(调节氢气冷却器,水水冷却器中的二次水温度或流量)。当内冷水导电率超过额定值到5μs/cm时,信号装置应当报警。运行操作人员接到报警信号后,必须用新鲜合格的内冷水更换原有的内冷水使导电率降至额定值以下。如果不能奏效,则当导电率达到10μs/cm时,应迅速解除发电机负荷并与电网解列。当发电机轴承室及主油箱内或发电机轴承回油中的氢气含量超过1%,必须尽快停机,消除漏氢的根源。当封闭母线外壳内的氢气含量超过1%时,必须迅速向其内充入惰性气体(二氧化碳或氮气)。同时立即解除发电机负荷并与电网解列、灭磁、停机。不等机组停下便开始排出机内氢气。随后找出并消除漏氢根源。
　　
　　4 发电机维护
　　
　　4.1 集电环和电刷的维护
　　日检查:每个工作班应对碳刷做直观的检查。观察是否有火花及火花的大小,集电环和电刷装置的温升及噪声情况等。如发现碳刷火花、过多的碳粉或碳刷振动,应按周期检查要求进行维修。周检查:每周对碳刷做一次全面的检查。检查碳刷的活动情况;检查弹簧压力是否均匀;检查碳刷的振动;检查碳刷的磨损情况;检查是否有脱辫现象。
　　4.2 氢冷器的维护
　　每年应清理水室、盖子和管板的内表面,清理管板内表面,根据二次水的状况而定。每次检修和清理后,应进行0.6 MPa的水压试验,保持30min。

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