發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)優(yōu)化

【摘要】本文主要對(duì)發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)進(jìn)行分析，針對(duì)發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)存在的問(wèn)題進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，提高發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)的可靠性，確保發(fā)電機(jī)能安全可靠運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)；可靠性；流量；優(yōu)化

1、發(fā)電機(jī)定子冷卻水系統(tǒng)介紹

發(fā)電機(jī)定子冷卻水系統(tǒng)采用閉式循環(huán)方式，使連續(xù)的高純水流通過(guò)定子線圈空心導(dǎo)線，帶走線圈損耗。使定子線圈得到冷卻，使定子線圈溫度保持在允許范圍內(nèi)。發(fā)電機(jī)定子冷卻水系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，線捧內(nèi)部的冷卻水使其溫度維持在一合理的范圍內(nèi)。一旦斷水，水內(nèi)冷途經(jīng)阻斷，傳熱僅靠線捧的外冷途徑，溫度會(huì)迅速升高。會(huì)導(dǎo)致線捧直線部分的變形（軸向伸展），主要是軸向的拉伸熱膨脹受到定子線圈端部固定裝置的約束而產(chǎn)生的應(yīng)力超過(guò)絕緣材料的強(qiáng)度極限而導(dǎo)致拐角處絕緣開(kāi)裂現(xiàn)象。

因此當(dāng)定子冷卻水?dāng)嗨畷r(shí)，發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)是否能夠及時(shí)、有效和正確的反映出發(fā)電機(jī)定子冷卻水?dāng)嗨⒓皶r(shí)動(dòng)作，對(duì)于發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行十分重要。認(rèn)真、全面的分析發(fā)電機(jī)斷水的原因，并針對(duì)這些原因建立有效的發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)設(shè)置方案，并進(jìn)行不斷的優(yōu)化改進(jìn)是確保發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)正確有效動(dòng)作的重要途徑和措施。

2、發(fā)電機(jī)斷水的原因

在發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行過(guò)程中可能導(dǎo)致發(fā)電機(jī)斷水的原因有很多，如：定冷水泵輸出功率不夠或輸出閥門(mén)沒(méi)有完全打開(kāi)、定子冷卻水泵出水不足或跳閘、定冷水系統(tǒng)有泄露或檢修后反沖洗未關(guān)死、水系統(tǒng)堵塞、水箱水位低、誤操作等。

介于本文主要是對(duì)堵塞導(dǎo)致發(fā)電機(jī)斷水時(shí)，原有發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)的動(dòng)作情況進(jìn)行分析，進(jìn)而對(duì)發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)進(jìn)行優(yōu)化，在此對(duì)可能造成定子冷卻水堵塞原因進(jìn)行分析，可能造成定冷水堵塞的原因有：

1）電機(jī)制造及安裝時(shí)遺留在水系統(tǒng)的異物（橡皮塞、堵頭、鐵屑等）

2）進(jìn)水管路濾網(wǎng)破損或設(shè)備檢修時(shí)，將雜物進(jìn)入定子冷卻水回路

3）定子冷卻水PH值控制不嚴(yán)，有氧化沉淀物形成結(jié)垢堵塞

4）各種原因形成的“氣堵”（由于管路中出現(xiàn)氣體，造成水流堵塞）

3、發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)介紹

山西大唐國(guó)際臨汾熱電有限責(zé)任公司機(jī)組配置為2臺(tái)國(guó)產(chǎn)300MW亞臨界、一次中間再熱、燃煤、脫硫、空冷、抽汽凝汽式發(fā)電機(jī)組。三大主機(jī)分別由哈爾濱鍋爐有限責(zé)任公司、上海電氣集團(tuán)股份有限公司和上海電機(jī)集團(tuán)股份有限公司制造。

對(duì)山西大唐國(guó)際臨汾熱電有限責(zé)任公司原有的發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)方案進(jìn)行分析，指出在發(fā)電機(jī)內(nèi)部定冷水堵塞導(dǎo)致發(fā)電機(jī)斷水時(shí)，原有發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)不能有效動(dòng)作及保護(hù)拒動(dòng)，嚴(yán)重危害發(fā)電機(jī)的安全。針對(duì)這一現(xiàn)象對(duì)發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)進(jìn)行優(yōu)化，防止發(fā)電機(jī)內(nèi)部定冷水堵塞導(dǎo)致發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)拒動(dòng)的發(fā)生，確保發(fā)電機(jī)能安全可靠的運(yùn)行。

3.1發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)的設(shè)置方式

在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)的設(shè)置是考慮讓發(fā)電機(jī)在定子線圈冷卻水突然中斷后暫時(shí)繼續(xù)運(yùn)行一個(gè)較短的時(shí)間（例如30秒），以便通過(guò)啟動(dòng)備用泵等措施來(lái)恢復(fù)供水，如在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)發(fā)電機(jī)的定子冷卻水系統(tǒng)不能恢復(fù)供水，發(fā)電機(jī)將立即解列跳閘停機(jī)。

3.2發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)方案

山西大唐國(guó)際臨汾熱電有限責(zé)任公司原有的發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)方案為：

1）聯(lián)啟備用泵條件（或）：

a）運(yùn)行的定子冷卻水泵停止（運(yùn)行取非）；

b）定子冷卻水流量低1或差壓低低（65KPa）三取二，或差壓低（95KPa）

c）發(fā)電機(jī)定子冷卻水泵出入口差壓低（140KPa）且該發(fā)電機(jī)定子冷卻水泵運(yùn)行（延時(shí)5S）

2）解列發(fā)電機(jī)保護(hù)：

在發(fā)電機(jī)定子冷卻水進(jìn)出口母管獨(dú)立設(shè)計(jì)三組差壓開(kāi)關(guān)信號(hào)，定值為65KPa，三組開(kāi)關(guān)信號(hào)送至DCS系統(tǒng)SCS控制柜內(nèi)，由SCS系統(tǒng)三取二判斷后送至發(fā)電機(jī)保護(hù)C柜，經(jīng)30秒延時(shí)后發(fā)電機(jī)保護(hù)動(dòng)作。

3.3存在的問(wèn)題

現(xiàn)有的發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)方案，若因?yàn)榘l(fā)電機(jī)內(nèi)部定子冷卻水堵塞導(dǎo)致發(fā)電機(jī)斷水時(shí)，在發(fā)電機(jī)定子冷卻水進(jìn)出口母管上安裝的測(cè)量其進(jìn)出口差壓的差壓開(kāi)關(guān)，因?yàn)檎龎簜?cè)不受堵塞影響壓力仍然存在且較大，而負(fù)壓側(cè)受堵塞影響壓力變?yōu)?或者很小，這樣導(dǎo)致發(fā)電機(jī)定子冷卻水實(shí)際斷水時(shí)，差壓開(kāi)關(guān)不動(dòng)作，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)拒動(dòng)，因保護(hù)拒動(dòng)進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)在定子冷卻水?dāng)嗨那闆r下繼續(xù)運(yùn)行，若后續(xù)措施處理不當(dāng)將導(dǎo)致發(fā)電機(jī)嚴(yán)重?fù)p壞。這種現(xiàn)象在實(shí)際運(yùn)行中是絕對(duì)不允許發(fā)生的，為確保發(fā)電機(jī)能安全可靠的運(yùn)行，現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)進(jìn)行優(yōu)化，在發(fā)電機(jī)勵(lì)端入口前管道上加裝流量測(cè)量裝置，用流量測(cè)量裝置測(cè)量實(shí)際發(fā)電機(jī)定子冷卻水的流量變化，用流量模擬信號(hào)在DCS做判斷取代原設(shè)計(jì)的進(jìn)出口差壓信號(hào)以便及時(shí)反映出發(fā)電機(jī)是否斷水，希望能進(jìn)一步提高發(fā)電機(jī)運(yùn)行的安全系數(shù)。

3.4發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)的優(yōu)化

在滿足標(biāo)準(zhǔn)截流孔板測(cè)量條件需求的條件下，在發(fā)電機(jī)勵(lì)端入口前管道上加裝一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)截流孔板，由孔板取出三對(duì)儀表管，并安裝差壓變送器（安裝位置為汽輪機(jī)房0米，要求為美國(guó)ROSMENT 3051系列，帶液晶顯示和4-20MA信號(hào)遠(yuǎn)傳），以測(cè)取發(fā)電機(jī)入口水流量，敷設(shè)電纜（要求敷設(shè)3根相互獨(dú)立的屏蔽電纜）將信號(hào)送至DCS判斷（同時(shí)送DCS畫(huà)面顯示），定冷水流量低I值（44t/h）三取二判斷后聯(lián)鎖啟備用泵，定冷水流量低II值（38.5t/h）三取二判斷后，觸發(fā)斷水保護(hù)，送至電氣保護(hù)C柜，延時(shí)30S后解列發(fā)電機(jī)。

發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)的優(yōu)化，在發(fā)生發(fā)電機(jī)內(nèi)部定子冷卻水堵塞導(dǎo)致發(fā)電機(jī)斷水的現(xiàn)象時(shí)，安裝在在發(fā)電機(jī)勵(lì)端入口前管道上的流量測(cè)量裝置能夠及時(shí)的反映出發(fā)電機(jī)定子冷卻水?dāng)嗨默F(xiàn)象，進(jìn)而觸發(fā)發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)，正確有效的保護(hù)發(fā)電機(jī)的安全。

4、優(yōu)化后的試驗(yàn)方案和保護(hù)設(shè)置方案

優(yōu)化工作結(jié)束后，必須采取有效的試驗(yàn)方案對(duì)新加設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)，確保優(yōu)化后的保護(hù)用信號(hào)能夠正確反映定子冷卻水系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行工況，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確認(rèn)發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)的設(shè)置方案。

4.1試驗(yàn)方案

利用機(jī)組停機(jī)技改機(jī)會(huì)，通過(guò)做定子冷卻水動(dòng)態(tài)試驗(yàn)確認(rèn)流量孔板測(cè)量準(zhǔn)確可靠，可以用于測(cè)量發(fā)電機(jī)定子冷卻的流量。做定子冷卻水系統(tǒng)停運(yùn)試驗(yàn)，確認(rèn)優(yōu)化后的發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)信號(hào)與原有發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)信號(hào)動(dòng)作一致，可以作為發(fā)電機(jī)的斷水保護(hù)使用。同時(shí)運(yùn)行定子冷卻水系統(tǒng)，實(shí)際模擬發(fā)電機(jī)內(nèi)部堵塞斷水時(shí)的工況，經(jīng)確認(rèn)優(yōu)化后的流量測(cè)量信號(hào)能夠正確反映實(shí)際定子冷卻水系統(tǒng)的運(yùn)行工況，斷水保護(hù)正確動(dòng)作。

4.2保護(hù)設(shè)置方案

機(jī)組運(yùn)行初期仍采用原有發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)，對(duì)優(yōu)化后發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)進(jìn)行連續(xù)觀察，確認(rèn)優(yōu)化后的方案能夠適應(yīng)機(jī)組實(shí)際運(yùn)行下的各種工況后，可以考慮將優(yōu)化后的方案正式投入使用。

鑒于原有的差壓開(kāi)關(guān)在山西大唐國(guó)際臨汾熱電有限責(zé)任公司機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中以及定冷水系統(tǒng)故障時(shí)能及時(shí)有效的動(dòng)作保護(hù)發(fā)電機(jī)，且考慮到由于受定冷水系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)工藝的限制，只能使用一個(gè)一托三的流量孔板，孔板故障時(shí)不能有效的保證斷水保護(hù)的正確動(dòng)作，所以發(fā)電機(jī)的斷水保護(hù)方案設(shè)置為：由三組獨(dú)立的定冷水流量測(cè)量信號(hào)經(jīng)DCS邏輯判斷后作為發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)的信號(hào)使用，而原有的三組獨(dú)立的差壓信號(hào)在DCS作為重要信號(hào)報(bào)警用于提示運(yùn)行人員，以便在事故工況下能夠采取及時(shí)有效的措施確保機(jī)組能安全運(yùn)行。

5、總結(jié)

發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)的正確動(dòng)作對(duì)發(fā)電機(jī)的安全可靠運(yùn)行十分重要，是確保發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行的重要措施。雖然本次發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)的優(yōu)化工作能夠有效的降低發(fā)電機(jī)堵塞時(shí)造成發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)拒動(dòng)的可能性，但是若發(fā)生在發(fā)電機(jī)勵(lì)端入口前管道流量孔板安裝位置之后，定子冷卻水管道出現(xiàn)泄漏情況時(shí)，原有保護(hù)方案和優(yōu)化后的保護(hù)方案均不能有效的動(dòng)作，這種事故的發(fā)生嚴(yán)重危害機(jī)組的安全運(yùn)行，所以我們的優(yōu)化工作沒(méi)有結(jié)束，需要我們不斷的努力優(yōu)化改進(jìn)來(lái)確保發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行。雖然優(yōu)化后的發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)仍存在許多不足之處，但是我堅(jiān)信通過(guò)我們的努力，不斷的優(yōu)化改進(jìn)，這些安全隱患會(huì)逐漸的減少，發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行系數(shù)會(huì)逐步提高，我們的目標(biāo)就是發(fā)電機(jī)能夠安全、可靠和經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。