300MW發(fā)電機定子繞組溫差大缺陷分析及處理

盧洪坤，何朝暉，王建松

（1.浙江省電力試驗研究院，杭州310014；2.浙能溫州發(fā)電有限公司，浙江溫州325602）

300MW發(fā)電機定子繞組溫差大缺陷分析及處理

盧洪坤1，何朝暉2，王建松2

（1.浙江省電力試驗研究院，杭州310014；2.浙能溫州發(fā)電有限公司，浙江溫州325602）

對某發(fā)電廠5號發(fā)電機定子線棒層間及定子線棒引水管出水溫差大的缺陷進行了分析，介紹了采用內(nèi)窺鏡對定子線棒空心導(dǎo)線進行檢查的情況。采用化學(xué)清洗的辦法清除堵塞物，解決了定子繞組溫差大的缺陷。

發(fā)電機；定子繞組；溫差；化學(xué)清洗；內(nèi)窺鏡

《國家電網(wǎng)公司發(fā)電廠重大反事故措施（試行）》規(guī)定：加強監(jiān)視定子線棒層間測溫元件的溫差和出水支路的同層各定子線棒引水管出水溫差。溫差控制值應(yīng)依照制造廠的有關(guān)規(guī)定；制造廠未明確規(guī)定的，在機組新投產(chǎn)或大修后應(yīng)通過溫升試驗確定定子線棒各測溫元件的有效性，并參考以下控制值：發(fā)電機定子線棒層間最高與最低溫度間的溫度差達8K或定子線棒引水管出水溫差達8K時應(yīng)報警，此時應(yīng)查明原因和加強監(jiān)視，并降低負荷。某電廠5號發(fā)電機投運約一年半就出現(xiàn)滿負荷時定子線棒層間及定子線棒引水管出水溫差超過8K的現(xiàn)象。本文對缺陷原因進行分析，提出化學(xué)清洗是處理由腐蝕引起的發(fā)電機溫差大的有效手段。

1 概況

1.1 發(fā)電機概況

5號發(fā)電機型號為QFSN2-300-2，上海汽輪發(fā)電機廠2004年4月出廠，2005年3月投運。其冷卻方式是定子繞組及連接線、出線瓷套管為水內(nèi)冷，轉(zhuǎn)子線圈為氫內(nèi)冷，定子鐵芯及其端部為氫外冷。該發(fā)電機定子共有54槽線棒，每槽有上下2根線棒，每根線棒有6組定子槽嵌線，每組定子槽嵌線由“四實一空”5根銅導(dǎo)線組成，其中空心導(dǎo)線的內(nèi)孔尺寸為2×6.7mm。定子線棒測溫元件埋在每槽上下層線棒間，定子出水測溫元件埋在每根汽側(cè)引水管的匯水管端。

1.2 發(fā)電機溫差大現(xiàn)象

根據(jù)制造廠規(guī)定，定子線棒層間測溫元件的溫差和出水支路的同層各定子線棒引水管出水的溫差采用最高溫度與平均溫度的差值。2006年12月10日，5號發(fā)電機滿負荷運行時首次出現(xiàn)溫差大現(xiàn)象：定子線圈第10點溫度與定子線圈平均溫度、定子線圈引水管出水第1點溫度與定子線圈引水管出水平均溫度的溫差均超過8℃，第3，19，40點定子線圈溫度和第9，10，18，19點定子線圈引水管出水溫度與對應(yīng)平均溫度的溫差超過6℃。造成這次溫差大的原因是空心導(dǎo)線內(nèi)有異物，檢修時拆除絕緣引水管，用水及高壓氮氣沖洗線棒，沖洗出月牙形固體異物及黑色沉淀物。處理后5號發(fā)電機溫差大現(xiàn)象仍然存在，多次在運行中以改變定冷水壓力的擾動操作來降低溫差，至2010年，每運行1個月就需要操作1次。將混床中的樹脂更換成堿性樹脂，定冷水pH值提至7.5左右后，溫差上升速度減慢，但仍需每3個月進行1次定冷水壓力擾動，且效果越來越差。

2 原因分析

定冷水系統(tǒng)由于各種原因存在固體異物堵塞空心導(dǎo)線、定子線棒漏氫形成氣堵、緩蝕劑凝結(jié)或銅腐蝕產(chǎn)物堵塞空心導(dǎo)線等現(xiàn)象，這些都會引起定子線棒溫差大。由于改變定冷水壓力的擾動操作能夠降低溫差、提高定冷水pH值能減慢溫差上升速度，根據(jù)這一情況，可初步判斷引起溫差大的原因是銅的腐蝕產(chǎn)物堵塞線棒。

根據(jù)腐蝕理論，銅的腐蝕及結(jié)垢有以下特點：

（1）銅的腐蝕只能緩解，不能根除。在溫度及含氧量相同的情況下，銅的腐蝕速率與內(nèi)冷水pH值的關(guān)系如圖1所示[1]。

圖1 銅腐蝕與pH值的關(guān)系

（2）溫度越高，銅離子的溶解度越低，越容易形成沉淀。

（3）銅材質(zhì)表面越粗糙，腐蝕速率越高。

（4）溫度越高，銅的腐蝕速率越高。

5號發(fā)電機在運行初期的pH值為7.0，未達到理想的pH值（8～9），內(nèi)冷水中的銅離子含量相對較高。由于有固體雜質(zhì)的存在，部分線棒出水溫度較高，銅離子濃度超出該溫度點的溶解度，就在這部分線棒空心導(dǎo)線內(nèi)沉淀或結(jié)垢，從而堵塞空心導(dǎo)線引起出水溫度再次升高，形成惡性循環(huán)，加劇腐蝕和結(jié)垢。在首次溫差大缺陷處理時，清除了固體雜質(zhì)及腐蝕產(chǎn)物（黑色沉淀物）后，空心導(dǎo)線內(nèi)表面由于腐蝕變得粗糙，內(nèi)部的結(jié)垢也未清洗徹底，引起腐蝕和結(jié)垢的環(huán)境仍然存在，溫差大現(xiàn)象仍未徹底解決。

3 處理過程

利用5號發(fā)電機C修，對空心導(dǎo)線進行內(nèi)窺鏡檢查，確認了引起溫差的原因為銅的腐蝕產(chǎn)物堵塞線棒。發(fā)現(xiàn)定子線棒勵側(cè)（進水側(cè)）煙斗盒及空心導(dǎo)線呈黑色，但未出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象；線棒汽側(cè)（出水側(cè)）煙斗盒及空心導(dǎo)線呈黑色，空心導(dǎo)線被結(jié)垢物嚴重堵塞。

為清除空心導(dǎo)線內(nèi)的堵塞物，采用4%的復(fù)合酸DH-96對5號發(fā)電機進行除垢清洗，清洗后采用還原性保護液沖洗直到系統(tǒng)潔凈，完成清洗除垢和后期保護工作。

4 處理效果

清洗結(jié)束后再次用內(nèi)窺鏡檢查，煙斗盒及空心導(dǎo)線呈黃色，空心導(dǎo)線內(nèi)堵塞物已清除。

清洗前后發(fā)電機滿負荷時定子繞組及出水溫度見表1。

表1 清洗前后溫度變化℃

定子繞組空心導(dǎo)線經(jīng)過化學(xué)清洗后，定子繞組層間溫差降至2.4℃，出水溫差降至3.5℃，達到新機組的水平，化學(xué)清洗取得了理想的效果。

5 結(jié)論

（1）引起發(fā)電機定子線棒溫差大的原因較多，如果是由腐蝕產(chǎn)物引起則需要進行化學(xué)清洗。事先用內(nèi)窺鏡對定子線棒空心導(dǎo)線進行觀察，可以避免不必要的化學(xué)清洗。

（2）出現(xiàn)因腐蝕原因引起的發(fā)電機溫差大缺陷后，改變定冷水壓力的擾動操作只能暫時降低溫差，若腐蝕繼續(xù)發(fā)展，擾動的效果只會越來越差。腐蝕原因引起的溫差大缺陷采用化學(xué)清洗能取得很好的效果。

（3）由于銅離子溶解度隨溫度上升而下降，腐蝕產(chǎn)物一般沉淀在定子線棒出水側(cè)（汽側(cè)）。

（4）化學(xué)清洗后，空心導(dǎo)線內(nèi)表面光潔度不如新機組，且有腐蝕斑點殘留，導(dǎo)致在相同水質(zhì)條件下的腐蝕速率較新機組快。清洗后的發(fā)電機要關(guān)注定冷水pH值及水箱密封，檢修中注意空心導(dǎo)線的充氮保養(yǎng)，避免再次出現(xiàn)溫差大缺陷。

[1]蘇堯，馬英.大型發(fā)電機內(nèi)冷卻水處理方法介紹[J].內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2008，26（2）∶29-32.

[2]白亞民，戴驥，宋朝暉.優(yōu)化發(fā)電機內(nèi)冷卻水防止銅腐蝕的方法和措施[J].電力設(shè)備，2006，7（4）∶76-78.

（本文編輯：徐晗）

Analysis and Treatment of Excessive Temperature Difference for 300MW Generator Stator Winding

LU Hong-kun1，HE Zhao-hui2，WANG Jian-song2
（1.Zhejiang Electric Power Test and Research Institute，Hangzhou 310014，China；2.Zheneng Wenzhou Power Generation Co.，Ltd，Wenzhou Zhejiang 325602，China）

The problem of the excessive difference of interlay temperature and water pipe effluent temperature of the stator winding bars for No.5 generator in a power plant is analyzed.The examination of the hollow conductors of the winding bars with an endoscope is introduced.The chemical cleaning method is adopted to eliminate the blockage and solves the problem of the excessive temperature difference of stator winding.

generator；stator winding；temperature difference；chemical cleaning；endoscope

TM311

：B

：1007-1881（2012）06-0044-02

2011-08-22

盧洪坤(1979－)，男，四川遂寧人，助理工程師，主要從事電廠調(diào)試及發(fā)電機試驗研究工作。