150MW空冷汽輪發(fā)電機(jī)溫度異常分析及處理

郭洪然

（神華神東電力有限責(zé)任公司上灣熱電廠，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017209）

150MW空冷汽輪發(fā)電機(jī)溫度異常分析及處理

郭洪然

（神華神東電力有限責(zé)任公司上灣熱電廠，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017209）

在空冷汽輪發(fā)電機(jī)出現(xiàn)溫度異常時(shí)，應(yīng)該首先進(jìn)行通風(fēng)實(shí)驗(yàn)，對(duì)其在運(yùn)行時(shí)的實(shí)際通風(fēng)量進(jìn)行相關(guān)的測(cè)試，第二步就是對(duì)發(fā)電機(jī)的風(fēng)量分配以及總風(fēng)量利用網(wǎng)絡(luò)計(jì)算法進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算，并且根據(jù)以上的數(shù)據(jù)利用有限元的計(jì)算方法對(duì)相關(guān)的定子溫度場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算；最后根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)空冷汽輪發(fā)動(dòng)機(jī)因?yàn)闇囟犬惓６荒苓_(dá)到額定負(fù)荷進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、分析，對(duì)相關(guān)問(wèn)題的解決提供一些思路與具體的解決辦法。

150MW空冷汽輪發(fā)電機(jī)；溫度異常；分析處理

在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)的同時(shí)，我國(guó)的電力需求也在以很大的速度增長(zhǎng)。在20世紀(jì)80年代我國(guó)電力工業(yè)進(jìn)入了大電網(wǎng)的時(shí)期，現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入了能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)互聯(lián)、更好地實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置的時(shí)代。對(duì)于發(fā)電廠來(lái)說(shuō)，汽輪發(fā)電機(jī)是電廠的必不可少的設(shè)備之一，是直接進(jìn)行發(fā)電的設(shè)備。目前我國(guó)有八成以上的電是由汽輪發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的，所以說(shuō)汽輪發(fā)電機(jī)的發(fā)展對(duì)于我國(guó)的電力工業(yè)是十分重要的。下面我們就汽輪發(fā)電機(jī)中經(jīng)常出現(xiàn)的溫度異常問(wèn)題進(jìn)行深入地探討分析，結(jié)合實(shí)例，對(duì)于如何解決這個(gè)問(wèn)題也提出一些具體的方法。

一、對(duì)于空冷汽輪發(fā)電機(jī)的介紹和實(shí)例

提高空冷汽輪發(fā)電機(jī)的容量主要是通過(guò)增加電磁負(fù)荷以及增大發(fā)電機(jī)的線性尺寸等兩種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的。然而在實(shí)際的設(shè)計(jì)中受很多客觀因素制約而不能完全依靠增加電磁負(fù)荷的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，如果過(guò)度的增加線負(fù)荷就很有可能導(dǎo)致溫度上升超過(guò)容許的溫度。所以也就有必要對(duì)空冷汽輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行有效地降溫。保證其能夠安全的運(yùn)行，所以冷卻技術(shù)是保證汽輪機(jī)技術(shù)發(fā)展的重要一步。

某電廠1臺(tái)編號(hào)為8#的150MW空冷汽輪發(fā)電機(jī)在運(yùn)行中存在溫度異常現(xiàn)象，第一次進(jìn)行的是在工作不停機(jī)狀態(tài)下的檢查，主要包括以下幾個(gè)部分，根據(jù)發(fā)電機(jī)的工作聲音進(jìn)行判斷，對(duì)相關(guān)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)以及指示儀表進(jìn)行觀察看能不能發(fā)現(xiàn)異常，其次就是用手去接觸發(fā)電機(jī)端蓋、定子以及冷卻器的基礎(chǔ)風(fēng)道墻壁，檢查是否有溫度異常，如果無(wú)法做出判斷的話還可以通過(guò)手動(dòng)紅外測(cè)試設(shè)備對(duì)風(fēng)道的溫度進(jìn)行測(cè)定。

在機(jī)組負(fù)荷不超過(guò)110MW的情況下對(duì)發(fā)電機(jī)的溫度做了相關(guān)的檢查。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)在發(fā)電機(jī)的勵(lì)端進(jìn)風(fēng)溫度是54℃，汽端進(jìn)風(fēng)溫度44℃，定子繞組的最高溫度不超過(guò)115℃，在發(fā)電機(jī)的中心線處溫度是84℃。汽勵(lì)端入口風(fēng)溫偏差大，且風(fēng)溫偏高。同時(shí)在進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中，還有一些其他的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，主要有冷卻器的工作水壓力為0.13MPa，不超過(guò)0.20MPa的設(shè)定值，最終確定機(jī)組的冷卻器存在很大的問(wèn)題，主要包括散熱片人工修理過(guò)，進(jìn)出水溫度沒(méi)有變化。而且機(jī)組汽端風(fēng)道沒(méi)有吸力甚至還有排風(fēng)。

二、對(duì)有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行分析

（一）在對(duì)問(wèn)題進(jìn)行一定分析的基礎(chǔ)上，相關(guān)的技術(shù)人員展開(kāi)了第一次的檢修工作：

1.風(fēng)道存在比較嚴(yán)重的漏風(fēng)現(xiàn)象，不用儀器用手都可以明顯感覺(jué)的到。

2.位于發(fā)電機(jī)下方的梯形區(qū)域漏風(fēng)。

3.經(jīng)過(guò)以上的調(diào)查我們可以發(fā)現(xiàn)，冷卻器工作水壓較低，散熱器曾經(jīng)進(jìn)行過(guò)修理，這樣不僅會(huì)對(duì)風(fēng)阻有很大的影響，對(duì)冷卻效果也是有不小的影響。根據(jù)冷卻水的溫度變化我們可以得知在冷卻器中進(jìn)行的熱量交換是比較小的。

4.機(jī)組的風(fēng)道問(wèn)題一直都存在，在機(jī)組的進(jìn)氣端風(fēng)道門(mén)進(jìn)行檢查打開(kāi)后是沒(méi)有任何吸力的，甚至還有一些向外排風(fēng)。經(jīng)過(guò)初步的檢查分析，我們提出了第一次的修改建議：

（1）對(duì)于機(jī)組先進(jìn)行停機(jī)，觀察風(fēng)葉的安裝是否無(wú)誤，這是十分重要的一個(gè)檢查步驟。

（2）對(duì)于機(jī)組的相關(guān)設(shè)備包括出線板等進(jìn)行更加嚴(yán)密的密封。

（3）對(duì)冷卻器的水壓進(jìn)行提高，觀察是否正常工作。

在一些生產(chǎn)任務(wù)比較緊急的狀況下，如果在不允許相關(guān)的發(fā)電設(shè)備停機(jī)的情況下，就應(yīng)該暫時(shí)停止檢修，在任務(wù)不緊張的時(shí)候再進(jìn)行如下的檢查：

（1）對(duì)于有關(guān)的通風(fēng)處、管道是不是有漏風(fēng)或者堵塞處。

（2）冷卻器損壞是否嚴(yán)重，對(duì)于風(fēng)阻影響是不是特別大。

（3）對(duì)于電機(jī)基礎(chǔ)部分跟電機(jī)部分的結(jié)合是否穩(wěn)定。

（4）對(duì)于有關(guān)的汽勵(lì)端風(fēng)葉是不是進(jìn)行角度的調(diào)整或者說(shuō)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)換。

（二）在第一次檢修的基礎(chǔ)上，相關(guān)的技術(shù)人員展開(kāi)了第二次檢修：

第二次停機(jī)檢查情況：

1.機(jī)組的冷卻管道與散熱片的接觸不是太好，表現(xiàn)出的問(wèn)題就是水壓比較低，進(jìn)出水的溫度變化不是太明顯等問(wèn)題。

2.對(duì)于引線沒(méi)有進(jìn)行絕緣處理，相關(guān)的引線安裝后應(yīng)該進(jìn)行手包絕緣處理。

3.墻壁比較粗糙，不是特別的光滑，對(duì)風(fēng)阻值的影響是比較大的。

4.位于汽、勵(lì)端口位置的風(fēng)葉安裝是合格的。

5.因?yàn)樵趬Ρ谝约袄鋮s器之間的縫隙可能導(dǎo)致漏風(fēng)。

6.對(duì)機(jī)組的冷卻器進(jìn)行水流測(cè)試，測(cè)試值為446m3/h。

對(duì)于以上這些問(wèn)題我們給出的改進(jìn)建議是對(duì)于冷卻器進(jìn)行更換處理，對(duì)于有可能發(fā)現(xiàn)的漏氣處進(jìn)行封堵處理。

（三）第一次對(duì)問(wèn)題的處理

1.對(duì)位于發(fā)電機(jī)引線位置的夾板進(jìn)行了更換安裝。

2.對(duì)一組位于進(jìn)氣段的冷卻板進(jìn)行了更換。

3.對(duì)檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的漏風(fēng)處應(yīng)該進(jìn)行相關(guān)的封堵處理。

4.將臨時(shí)安置的風(fēng)扇做了拆除處理。

（四）重新啟動(dòng)后的運(yùn)行情況

發(fā)電機(jī)在負(fù)荷為130MW、cosφ= 0.88穩(wěn)定的工作了24h，對(duì)其進(jìn)行檢修之后發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的勵(lì)端進(jìn)風(fēng)溫度為44℃，汽端的進(jìn)風(fēng)溫度是45℃，冷卻器的進(jìn)水溫度為17℃，出水溫度是23℃，發(fā)電機(jī)的中心線溫度是82℃，在工作條件下定子繞組的最高溫度不超過(guò)115℃。

經(jīng)過(guò)處理后的發(fā)電機(jī)，兩個(gè)端口的水、氣溫差都在5℃以上，如果負(fù)荷在105MW之下的話對(duì)于發(fā)電機(jī)的進(jìn)出風(fēng)的溫度有一定程度地改善。但是如果將負(fù)荷提高到135MW之后，定子溫度以及線圈溫度雖然沒(méi)有超過(guò)120℃，但是和其他機(jī)組比較來(lái)看依然是比較高的。所以我們根據(jù)以上的檢驗(yàn)與修理我們斷定是問(wèn)題主要是在空冷器的身上。

（五）第二次對(duì)問(wèn)題進(jìn)行處理

1.對(duì)高空冷器的安裝進(jìn)行了位置上的變動(dòng)，將新安裝的位置提高了400mm，這樣的話可以減少熱風(fēng)的停留時(shí)間，達(dá)到降低溫度目的。

2.對(duì)空冷器進(jìn)行了更換處理，為了增加新安裝的空冷器的換熱面積，在新空冷器的上部添加了一組用來(lái)?yè)Q熱的銅管。將舊的空冷器進(jìn)行拆除。

3.對(duì)安裝質(zhì)量提出了更高的要求，在安裝過(guò)程中應(yīng)該嚴(yán)格地執(zhí)行工藝指標(biāo)，在安裝之前對(duì)其應(yīng)該進(jìn)行必要的水壓測(cè)試，對(duì)空冷機(jī)的密封應(yīng)該格外注意，還應(yīng)該在安裝之前對(duì)空冷機(jī)進(jìn)行打掃，對(duì)施工區(qū)域的墻面應(yīng)該做防水處理。

（六）第二次啟動(dòng)情況檢驗(yàn)

這一次啟動(dòng)發(fā)電機(jī)負(fù)荷在130MW，工作時(shí)長(zhǎng)為24h。

檢驗(yàn)工作情況為：在發(fā)電機(jī)的汽勵(lì)端進(jìn)風(fēng)溫度為33℃，出風(fēng)溫度為61℃，定子線圈位置的最高溫度75℃。冷卻器進(jìn)出水溫差也在5℃左右。

結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)對(duì)有關(guān)器件的更換和維修，發(fā)現(xiàn)故障的8#機(jī)組也能夠正常地工作。對(duì)于其他沒(méi)有出現(xiàn)故障的機(jī)組也做了相應(yīng)的檢查，確保機(jī)組的安全運(yùn)行。對(duì)于以上的兩次改進(jìn)，我們消除了機(jī)組運(yùn)行中可能出現(xiàn)的安全隱患，確保整個(gè)機(jī)組安全、穩(wěn)定地運(yùn)行。無(wú)論是設(shè)備的購(gòu)進(jìn)還是檢修都應(yīng)該堅(jiān)持認(rèn)真仔細(xì)的原則，還應(yīng)該對(duì)于這類(lèi)事件時(shí)刻保持高度的警惕，對(duì)于相關(guān)設(shè)備的安裝，應(yīng)該首先要保證質(zhì)量，質(zhì)量是整個(gè)機(jī)組得以進(jìn)行后續(xù)工作的重要前提，也只有在質(zhì)量上下功夫才能保證效益。

［1］高陽(yáng)，于濤.150MW空冷汽輪發(fā)電機(jī)溫度異常分析［J］.防爆電機(jī)，2011（4）：10-12.

［2］李云虎.電廠150MW空冷汽輪發(fā)電機(jī)溫度異常分析［J］.石河子科技，2010（3）：27+26.

［3］路義萍，鄭國(guó)麗，豐帆，等.大型空冷汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子多種通風(fēng)方案比較［J］.電機(jī)與控制學(xué)報(bào)，2010（8）：24-30.

［4］江建明，濮峻嵩，馬輝，等. 150MW空冷汽輪發(fā)電機(jī)定子繞組端部磨損動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)分析［J］.大電機(jī)技術(shù)，2009（2）：6-9+24.

［5］范春安.新疆天業(yè)電廠150MW汽輪發(fā)電機(jī)溫度異常分析［J］.中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2012（1）：317-318.

［6］李俊卿，符建民，張平平.汽輪發(fā)電機(jī)水路堵塞時(shí)定子流體場(chǎng)和溫度場(chǎng)的數(shù)值仿真［J］.高電壓技術(shù)，2012（6）：1313-1320.

［7］金煦，袁益超，劉聿拯，等.大型空冷汽輪發(fā)電機(jī)冷卻技術(shù)的現(xiàn)狀與分析［J］.大電機(jī)技術(shù)，2004（4）：33-37.

TM311

A