一起300MW發(fā)電機氫冷器冷氫溫度超標的故障處理

摘 要：簡單介紹QFQS-300-2型汽輪機發(fā)電機氫氣冷卻系統(tǒng)工作原理。對發(fā)電機氫氣冷卻系統(tǒng)溫度超標的原因進行分析并處理，消除氫冷器溫度超標現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機氫氣冷卻系統(tǒng) 原理 氫冷器溫度超標分析 處理

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2018）12-0-01

一、我廠發(fā)電機氫氣冷卻器系統(tǒng)介紹

3、4號機組為哈爾濱電機廠制造的QFQS-300-2型發(fā)電機組，冷卻方式為水氫氫冷卻：定子繞組用水冷卻，轉(zhuǎn)子繞組用氫氣冷卻，定子鐵芯用氫氣冷卻。發(fā)電機氫氣冷卻器為水和氫氣熱交換的方式。

氫氣冷卻系統(tǒng)由高效冷卻管和兩端的水箱組成，冷卻器橫置于發(fā)電機兩端頂部的外罩內(nèi)。汽、勵端各一組，每組冷卻器由兩個冷卻器組成，水路為各自獨立的并聯(lián)系統(tǒng)。氫冷器為兩組共4個冷卻器，冷卻水在氫冷器內(nèi)循環(huán)帶走熱量。氫冷器入口處的水溫最高為38℃、最低水溫為20℃，額定入口壓力為最高為0.25MPa、最低為0.2 MPa，氫氣冷卻器的水壓降為0.04 MPa，一個氫氣冷卻器額定水流量為100m3/h。

二、發(fā)電機氫氣冷卻器結(jié)構(gòu)原理

四個氫氣冷卻器水平安裝在兩個端罩的頂部冷卻器包內(nèi)。氫氣冷卻器與機座之間的密封結(jié)構(gòu)，即可以密封氫氣，又可以在氫氣冷卻器因溫度變化而漲縮時起補償?shù)淖饔?，從而始終具有良好的密封效果。氫氣冷卻器的水箱結(jié)構(gòu)，使發(fā)電機在充氫狀態(tài)下可以打開水箱清洗冷卻水管。當冷卻器水管與外部水管拆開后，氫氣冷卻器就可以從發(fā)電機中抽出。

冷卻水從水室入口進入冷卻器銅管中，通過冷卻水管表面的吸熱片進行熱量交換。然后有冷卻器水室出口將熱量帶走，從而降低了發(fā)電機內(nèi)部氫氣的溫度。

三、氫冷器冷氫溫度超標故障原因分析

通過發(fā)電機運行中對氫冷器排空、排污、調(diào)整氫冷器冷卻水流量、溫度、冷卻溫度測點檢查校驗等方法，均未取得效果。進行進出水管測溫對比，進出水溫度溫差最大3℃，而3號機組氫冷器進出水溫度溫差最大8℃，充分說明氫冷器冷卻效果差，初步判斷氫冷器存在冷熱氫竄氫、冷卻水進回水竄水問題。機組運行中通過紅外成像檢查，發(fā)現(xiàn)4號發(fā)電機氫冷器上部明顯存在風(fēng)路短路現(xiàn)象。

解體氫冷器檢查，根據(jù)紅外成像結(jié)果對比氫路短路位置檢查發(fā)現(xiàn)共三處問題。

1.氫冷器上部密封隔板安裝位置不合理，由于氫冷器外罩腔室頂部為弓子型，密封隔板安裝于氫冷器內(nèi)側(cè)，密封隔板安裝后與外殼頂部存在近150mm縫隙，密封隔板無法形成有效密封面，用手電照射發(fā)現(xiàn)存在透光現(xiàn)象。

2.氫氣冷卻器下部接水板存在與氫冷器密封不嚴情況，導(dǎo)致熱氫未經(jīng)冷卻器冷卻直接在發(fā)電機內(nèi)參與循環(huán)，使氫冷器冷卻效率不能充分利用。

3.氫氣冷卻器四組水室密封采用普通耐油膠皮密封，在回裝水室端蓋時造成密封條擠壓錯位，氫氣冷卻器內(nèi)的冷卻水進水直接竄入回水室，水路短路降低了冷卻效果。

四、氫冷器冷氫溫度超標的處理方法

1.氫冷器上部密封隔板安裝位置合理改進，將氫冷器5mm密封隔板由氫冷器上部中間移至外側(cè)與氫冷器外殼形成全接觸無縫密封面，有效解決冷熱氫串氫問題。如圖2所示。

2.在氫冷器接水板底部焊接和鉚接了一塊40×40的角鋼，使其能夠更好的阻斷熱氫從氫冷器底部的接水板和發(fā)電機定子鐵芯框架之間串風(fēng)的問題。為防止氫冷器下部密封隔板破損，對氫冷器底部和接水板的密封由單層改為雙層5mm耐油膠皮密封，至此氫冷器冷熱氫上、下部三道密封面全部有效建立，保證熱氫只能通過氫冷器進行循環(huán)，杜絕緣冷、氫串氫問題，從而有效的提高了氫氣冷卻器的冷卻效果。

3.進回水密封、水室蓋板密封采用艾志密封條（延展帶狀墊片，能夠使密封條自身粘貼在水室結(jié)合面）替代3mm普通耐油膠皮，具有檢修施工便利、密封延展性能高等優(yōu)點，防止回裝水室端蓋時密封條發(fā)生擠壓斷裂和錯位現(xiàn)象，避免了進水室和回水室相互之間竄水。增加了氫氣冷卻器內(nèi)冷卻水的流量，從而提高了氫氣的冷卻效果。

結(jié)語

連城發(fā)電公司4號發(fā)電機氫氣冷卻器通過氫冷器上部密封隔板安裝位置合理改進、氫冷器底部和接水板的密封雙層布置、氫冷器底部的接水板和發(fā)電機定子風(fēng)道隔板密封共三道密封面的合理改進，以及丁晴橡膠、艾志密封條等新材料的使用，有效解決了氫氣冷卻器運行中冷熱氫竄氫、冷卻水竄入問題，消除了冷氫溫度超標設(shè)備缺陷，機組投入運行后，在對系統(tǒng)未做調(diào)整的情況下，氫冷器出風(fēng)溫度為30℃，氫冷器冷卻水回水調(diào)閥開度5%，使夏季循環(huán)水溫度高時調(diào)節(jié)冷氫溫度留有裕度，為機組接帶負荷及發(fā)電機絕緣管理奠定了良好基礎(chǔ)。

作者簡介：蒲曉東：（1990-），男，高級工，助理工程師，長期從事火力發(fā)電廠電機檢修及電氣點檢。