330MW汽轮发电机定冷水箱氢气浓度高报警分析及处理

! 汽轮发 电机 定冷水箱氢气浓度高报警分析及 处理
孟昭 辉
∀ 国 电石 横发 电厂
( ∗ 摘 要 国 电石 横发电厂) 发电机为 + ,−. 一
,
山东
# ∃ %& # % ∋
。一 #
型水氢氢汽 轮发 电机 采用 水 氢 氢冷 却 方 式
,
,
一
一
对发电机进 行 冷却
,
发电机内部氢 气压 力始终高于定子线棒内的冷却水压 力
#
故 障情况介绍
我 厂 ) ∗ 机组 在启动调试 阶段 进 行发电机气 体置 换完毕后 发电机 内部 充 入 合 格的氢 气 投入
, , , , ,
氢 气在线检测仪 启动发 电机定子冷 却水系统 列
3
∗ 小 时后发 电机组 达 到 并网条件
,
,
发电机与系统并
,
在 发电机并 网运行# 小时 后
2
,
检查发 现 氢气 在线检测 仪报警 指 示 为定 冷水 箱氢气 浓度 高 报
警指 示值#
%& /
。
检 查与分析
近 期 上海 电气 集 团有 限公 司生产 的+ ,6 . 型号水氢氢汽轮发 电机频繁 出现 定冷水 泄漏
,
,
以至 造
成 发电机线圈烧 毁 的问题
,
仅 ∃ 年全 国 己有 % 余台 同型 号发 电机烧毁
、
,
我 厂 出现此 报警后引起 了我
们的高度重视
2
,
对 整个系统 及 设备 进行 了检 查
。
,
用 以排除定 子
线圈 中的 气体 该 排气管还 可在水 系统 断水时防 止虹吸 的作用
%#
2
定子通 风 冷却 系统
如图 # 所示
,
发电机定子 氢气冷却 系统
。 ,
,
采 用径 向多流 式密闭循环通 风方 式运 行
。
,
定子绕组 采
用单 独的水冷 却 系统
发 电机定子铁芯 沿轴 向分 为 % 个风 区 & 个进 风 区和 ∃ 个 出风 区相 间布置 装 在转 子上 的两 个 轴流 风扇 ∀汽
’ 道 从平行 线棒纵 向切面看成 4 形
, ,
因此
,
每个通
而垂直 线棒横断面投 视 图为 5 形 ’
“
,
, 。
。
对 于转子两端绕组 斜流 气隙取气 系统 所冷 却 不到的部分 冷却 气 体 由风 扇压 迫进 入护 环 下 的 轴 向风道 ∀第 ∃ 个 进风 区 ∋ 然后 从本 体端 部由径向风道进入 气隙
不能及 时的排出 积水
, ,
。
,
使析出 的气体
,
、
根据设计要求
,
定冷水箱煤气流量 表安装 高度不 得低 于发 电机 本体 而 设计 施
,
工 单 位将 此表 安 装在汽机房& 米并低 于 定冷水 箱 的位 置 从 而造成定冷水 箱煤气 流 量表回 路内部 管路
所 以 虽 然定冷水 箱排气安全 阀 已打 开
,
发
电机在正 常运 行 中 因设备制造 材料 的原因
,
,
允 许发 电机定子线棒有一 定的氢气析 出
,
当每天的氢
% 气析 出量在0 %9
2
∗
内为正 常范 围 当析 出量 每天 超过2 ∗ &
,
2
珑
,
时 需在下一 次停机时查出漏 点并
,
, ,
将 其修 复
,
7 当析 出量每天 超过 = #
时 需立 即停机检修
发 电机 内部氢气压 力仍为2
巧
≅<
。
9
结论
通过 以上 检查
、
分析 以及试 验 情况
,
可 以得出 以下 结论
,
。
∀7 氢气在线检测 仪定冷水箱一 路存在 故障 指 示不 准确 具体为在 线检测仪本 身故障还 是测点 ∋
,
损坏需进 一步分 析3
# ∀ ∋ 发 电机定子 线棒确实有氢 气析 出至 定冷水系统 最后 聚集在定冷水 箱内部 但 发电机 内压 力
以赢得 时 间进 行 处理
引起定冷水箱氢气浓度高的原因有
(
,
7 ∀ ∋ 因发 电机 内部氢气 压力 高于定冷 水压 力 造成 发电机内的氢气漏至 定子线 圈定冷水系统 漏
,
气 量 的大小需要通 过定冷水箱的煤气流量表 读数来判断 3
# ∀ ∋ 氢气在线检测仪故障或测点回路故障等
,
。
经查 阅发电机设备说明书 发电机定子 线棒进水处水 电接头采用聚 四氟乙 烯绝缘 水管材料
,
,
水箱 内部 有少量 气体 也 已 经排 出至大气 ∀ ∋ 定冷水 箱煤 气 流量 表和 以前读数进 行 比较 无 变化 说 明定冷 水箱 内部 排 出至 大气 的气 体 量很
小
。
∋ 9 ∀ 用手持式氢 气 浓度检 测仪 在 定冷 水箱 顶 部排 空 门处 测量 定冷水箱内部氢气含 量 为−:
∗ ∀ ∋ 测 量发 电机 定 冷 水导 电度 在正 常 范 围 内
考依据
。
2
;;
。
。
#
原 因分 析
& 在 发 电机 内部 定冷 水额 定压 力 为2 #
,
< ;
,
氢气额定 压 力 为2 %
,
。
< ; 此 种 设计 是 为 了即使发
,
,
电机 定子线 圈有 小量 泄漏 情况
,
因 为氢气压 力高 于 定冷 水压 力
,
也 会使 氢气 压 住冷 却水
不至 于大
量 冷却 水漏 入 发 电机 内部烧 毁 发 电机
3
流 出主引 线后 经绝缘 引水管汇 入 安置 在出线盒 内的 出水管 然 后也 经 管道 汇入 汽端 环 形 出水 管 路水流 最后从汽 端机座 上部流 出发电机 经 总出水 管返 回到定 子冷 却水 箱
,
。
,
双
环 形进水 和 出水管的顶 部通过 一 根排气 管相 互 连 接 管
,
,
排气管直接与水箱 相通
;<
。
%&/
,
定 冷水箱内部压 力为0 发电机 内部氢气
,
压力
%∗
# ∀ ∋ 将 氢气在线检测仪 的定冷 水箱一 路彻底隔 离 关 闭其 入 口 阀 3 将定冷 水箱排气安全 阀旁路 阀
,
关闭 3 将定冷水 箱所 有与外界联系 的测量 阀关闭3 即将 定冷水箱彻底隔离 观 察其参数变 化情 况
,
。
2 在 试验 过程 中 通过观 察 将氢 气在 线检测 仪的定冷水 箱一 路彻底 隔离后 仍指 示为# ∗ /
分析
。
%
检查情 况
7 ∀ ∋ 通过 比较数据 ) ∗ 发电机每 日补氢量 为#
, ,
发电机 说明书规定 发电机每 日补氢 量 8 %
, ,
为正 常范围 说 明发电机本 身漏氢 量 不大 # ∀ ∋ 检 查定冷水 箱排气安全 阀旁路 门在 开 启状态
,
。
。
定冷水 箱 内部 压 力表读数 为。 说 明即使 定冷
。 。
已 利 于现 在 的
情 况 下将定冷水箱内部气体及 时排 出 保证 设 备 的安全 运行 ∀ ∋ 对 氢气在线检测仪定冷 水箱一 路 进行 检查处 理
∋ 9 ∀ 维持发电机氢气压 力不低 于 2
不得小于 ∗
Α ;<
3
、
7
;<
,
定冷水压 力不高于 2 # &
,
、
≅<
,
任何情况下 氢水压 差
,
加强对发 电机线棒 出水等部件温 度 的监视 尤其加强对氢气干燥器运 行的监视
,
每两小时对发 电机放液一 次3 每 日对发电机补氢 量 氢 气湿 度进 行分析 &
发现 异 常及 时处理
存在 问题
如果发电机定子线棒确实存在大量泄漏 的情况
,
定冷水导 电度 铜 离子含量 是否有超标现象 两
、
,
者 之间是否存在必 然联系 有待进 一步研 究
,
,
以便 为因定子线圈大量泄漏防止发 电机烧毁而 提供参
, ,
。
9 ∀ ∋ 试 验共进行 了& 小时 ∀% 时一# 时 ∋ 定冷水 箱内部 压力升 高为2
,
?
;<
,
打 开氢气 在线检测仪入 口 阀 指 示定冷水 箱氢气浓 度为
,
2
?/
,
用手持 式氢气 浓度 检测 仪在定冷水箱
顶部排空门测 量 定冷水箱内部 氢气 含量 为#
化
,
;;
,
定 冷水 箱煤气 流量 表和 以前读数进 行 比较无变
,
由于回路积水
,
定冷水箱内压 力也无 法 泄 出
。
∗
采取的措施
% ∀ ∋督促 设计 院
、
电建施 工 单位
,
对此 回路 重新 进 行设计
,
,
,
并将定冷水 箱煤气 流 量 表安装位 置按
,
设计 要 求进行 移位
。
# ∀ ∋ 在定冷水箱 煤气流量 表安装位 置变 更前
,
打 开 定冷 水箱排气 安全 阀 旁路 门
出风 区的铁 芯
止 风 路 的短路
、
励侧各 一 ∋ 将 风分 别鼓 入 气 隙和 铁 芯背 部
3
,
进 入背部的气流沿铁芯 径 向风 道冷却 进
(
风 区铁 芯后 进入 气 隙
,
少部分 风进 入转 子 槽 内风道
,
,
冷 却 转子 绕组
,
其它大部 分 再折 回铁芯
。 。
,
冷却
最 后从 机座 风 道进 入 冷却 器
,
,
为
。
了找 出定 冷水 箱 氢气浓 度 高的报 警原 因
1
;;
2
我们 对发 电机定 冷水 系统 进行 了 泄 漏 试验
2
7 ∀ ∋ 试 验 前 在 定冷 水 箱 顶 部 排 空 门用 手 持式 氢气 浓 度 检测 仪测 量 定 冷 水 箱 内部 氢 气 量 为
,
在线氢气检测仪指 示定 冷水箱氢气浓 度为#
,
,
无 变化
说明析出量很小 在正 常析出 范围内 3 ? ≅ < 后 定冷水 箱煤气流 量表 和 以前读数 进 行 比较 无变化 ∀ ∋ 定冷水箱压 力升高至2
, , ,
,
定冷
水箱排气 安全阀打开压 力为2
、 ,
wk.baidu.com
∗
;< 并且 旁 路 门在 关 闭状态
,
说明此 回路 不 同 通过对 整 个定冷水
,
,
系统进行检查 分 析 发现 定冷水 箱煤气流量表 安装 位置过 低 造成管路内部存水
, ,
迫使氢气 以与转子转 速相 匹 配 的速 度通 过 斜流 通道到达 导 体 从每个进 风 口 鼓进的冷 风 是分成两 条斜 流通
。
然 后 拐向另 一 侧 同样沿斜流通 道流 出 导体
“
, ,
道 向两个方向流进 导体 同样 有 两 条 出风通 道汇 流 在一 起 从 出风 口 流 出进 入 气隙
,
在试运 期间
发现 )
∗ 发电机 定冷 水 箱氢气 浓 度高频 繁报 警
,
经 过检 查
、
分析
、
处理
,
排除 了发 电机线棒大量泄 漏的可 能
。
本文就) ∗ 发 电机定冷水箱氢气浓度 高报 警 问 题及 其 处理
过程 进行 阐述
%
+, . 一 −
+,−. 一
、
仆一# 型 水氢 氮汽轮发 电机冷却原理 简介
图#
%
2
(
发电机 内部通风 系统
转 子 通 风冷却 系统
如图
所 示 转子 本体段 的导体 冷却采用 的是 气 隙取气 系统
,
,
“
”
(
在 转子 线 棒凿 了两排 不 同方 向
。
的斜流孔至 槽底 槽 的底部
,
于是
,
沿 转子本体轴向就 形成 了若干个 平行的斜流 通道
, 。
通过 这 些 通道
,
氢气 交
替进 入和 流出转子绕 组进 风 口 的风 斗
。
即每天 定 子 线棒氢气析 出量 控制在
∗ > 一 %∗ > 以 内 3
从检查 情况 来看
,
我厂 定子线圈每天 的 析出量 远远 小 于规定的数值 所 以 基 本
可 以断定 发电机定子线圈没有大的泄漏情况 发生
2
根据 我厂 实际
,
结 合前几 日 兄 弟厂 同型 号发 电机 出现 定子 线棒 大量泄 漏 的 情况
被冷却器 冷却后 的氢气进 入 风扇前再 循 环
,
这 种交替
进 出的径 向多流通 风保证 了发 电机铁 芯和 绕组 的均 匀 冷却
,
减少 了构件 热应力 和局 部 过热 为 了防 常在 定转 子之 间气隙中冷热 风 区 间的定子 铁芯 上加装气 隙隔环 以避 免 由转子抛 出
。
的热风 吸 入 转子 再 循环
如 图 %所 示 定子 冷却 水系 统 是一 个 闭式循环 系统 定 子冷却 水通 过 外部 进水管 进 入 发电机励端
, ,
定子机座 内的环形 总进 水 管 其 中一 路通 过聚四 氟乙烯绝缘 水管流 入 定 子 线棒中 的空 心 导 线
,
,
然后
,
。
从线圈的另一 端 ∀汽端 ∋ 经绝缘引水管汇 入 环 形出水 管 另一 路 经 绝 缘引水 管流 入 定子 线圈主 引线
。
当定子线棒发生泄 漏
,
的情况下
,
不至 于 大量冷却水漏 入 发 电机内部而烧毁 发电机 我厂在 发电机定冷水箱 处安装有氢气
, ,
、 。
在线检测仪 检测 定冷 水箱氢气浓度 当其浓度超 过 # / 表计 指示后进 行报 警 本文就定 冷水 箱氢气
浓度 高报警后 的检查 分 析及 试验处 理 情况进 行了阐述
关键 词
(
定冷水 箱 氢气 浓 度高
、
分析处 理
0
国 电石 横发 电厂三 期工 程为 #
! 燃 煤机组 配 套的三 大动 力设 备之 一 的发 电机 是上海 电气
,
,
集团有限 公 司生 产的+ ,− 一 .
运 条 件进 入试运 行
。
。一# 型 水氢氢 汽轮 发 电机
,
% ∗ 其中) 发电机组于# ∃ 年1 月# 日具备试
・
仆一# 型汽轮 发 电机采 用水
、
氢 氢冷却 方式 其冷却 系统 主要 有定子冷却 水 系统
,
。
一
,
、
定子
,
通 风冷却 系统 转子 通风 冷却 系统 氢气冷却器 几 部分 组成
,
发 电机定子 绕组 及 引 出线 采用水 内冷
发电机转 子 绕组 采用氢 内冷 转子本体及 定子铁芯 采用氢冷
% %
2
定子 冷却 水 系统