王玉炯，劉熹

(華電國(guó)際鄒縣發(fā)電廠，山東 鄒城 273522)

0 引言

華電國(guó)際鄒縣發(fā)電廠#5發(fā)電機(jī)型號(hào)為DH-600-2，額定功率為600 MW，冷卻方式為水氫氫，額定工作氫壓為0.414 MPa，由日立公司生產(chǎn)，1997年1月投入商業(yè)運(yùn)行。運(yùn)行中存在發(fā)電機(jī)定子水箱含氫量高的問(wèn)題，停機(jī)后為盡快查找設(shè)備原因，不等停盤車，在做好防止發(fā)電機(jī)機(jī)殼內(nèi)進(jìn)油的運(yùn)行措施，破壞發(fā)電機(jī)密封，將4組氫冷器吊出，進(jìn)行發(fā)電機(jī)定子線棒漏點(diǎn)查找并更換定子單根上層線棒。

1 修前狀況

#5發(fā)電機(jī)修前漏氫量設(shè)計(jì)值為19 m3/d，發(fā)電機(jī)定子水箱氫氣含量偏高，手持便攜測(cè)量?jī)x顯示為34～46 LEL(Lower Explosion Limited，指爆炸下限)，對(duì)應(yīng)氫氣的體積分?jǐn)?shù)為1.36% ～1.84%，在線監(jiān)測(cè)裝置顯示氫氣的體積分?jǐn)?shù)為1.30%～1.90%。測(cè)量#6發(fā)電機(jī)同期定子水箱漏氫值，手持便攜測(cè)量?jī)x顯示測(cè)量值為17～21 LEL，在線監(jiān)測(cè)裝置顯示氫氣的體積分?jǐn)?shù)為0。機(jī)組運(yùn)行期間加強(qiáng)對(duì)#5發(fā)電機(jī)漏氫情況的檢測(cè)，無(wú)明顯變化趨勢(shì)，決定利用機(jī)組小修機(jī)會(huì)對(duì)#5發(fā)電機(jī)定子水箱氫氣含量偏大的缺陷做全面檢查處理。

2 漏點(diǎn)查找

#5機(jī)組小修開(kāi)始后，進(jìn)行發(fā)電機(jī)定子線棒的氣壓試驗(yàn)，試驗(yàn)初始?xì)鈮簽?.50MPa，24h后氣壓降至0.36 MPa，發(fā)電機(jī)線棒溫度由36℃降至33℃，氣壓降低明顯異常。在排除發(fā)電機(jī)外部無(wú)滲漏點(diǎn)后，初步分析發(fā)電機(jī)定子內(nèi)冷水系統(tǒng)存在滲漏情況，但滲漏點(diǎn)不大。

隨后用氦氣對(duì)發(fā)電機(jī)定子線棒進(jìn)行查漏，在發(fā)電機(jī)定子線棒水路充氦氣，用氦質(zhì)譜儀對(duì)發(fā)電機(jī)定子進(jìn)行檢漏，發(fā)現(xiàn)勵(lì)側(cè)3點(diǎn)鐘至5點(diǎn)鐘位置(從勵(lì)端看)有2處手包絕緣處氦氣量值顯示為0.010 0(Pa·m3)/s，勵(lì)側(cè)另一側(cè)氦氣量值為 0.000 1(Pa·m3)/s，汽側(cè)氦氣量值為0.000 1(Pa·m3)/s，在勵(lì)側(cè)3點(diǎn)鐘、5點(diǎn)鐘位置發(fā)現(xiàn)氦氣濃度較其他部位高出10倍以上，初步判斷勵(lì)側(cè)3點(diǎn)鐘至5點(diǎn)鐘位置有輕微滲漏點(diǎn)，但無(wú)法確認(rèn)漏點(diǎn)位置。重新進(jìn)行定子線棒水壓試驗(yàn)(0.50 MPa，8 h)，對(duì)勵(lì)側(cè)3點(diǎn)鐘、5點(diǎn)鐘位置進(jìn)行重點(diǎn)、持續(xù)的觀察，最終在發(fā)電機(jī)勵(lì)側(cè)5點(diǎn)鐘位置引水管手包絕緣處發(fā)現(xiàn)有水珠滲出，大約1滴/min。

為進(jìn)一步確定發(fā)電機(jī)定子線棒是否還存在其他隱性滲漏點(diǎn)，對(duì)發(fā)電機(jī)勵(lì)側(cè)線圈進(jìn)行手包絕緣表面電位測(cè)試工作，水壓試驗(yàn)時(shí)有明顯漏水點(diǎn)處(#31槽線棒)的表面電位達(dá)到了18kV以上(如圖1所示)，其余各處表面電位均在100 V以下。測(cè)試結(jié)果顯示:定子第#31槽手包絕緣表面電位不合格，其他定子線圈未見(jiàn)異常。

圖1 發(fā)電機(jī)定子線棒滲漏點(diǎn)滲水

3 處理方法

發(fā)電機(jī)定子線圈滲漏點(diǎn)確認(rèn)后，按常規(guī)的處理方案需要抽出發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子來(lái)進(jìn)行處理，但工期較長(zhǎng)。為最大限度縮短檢修工期，先采用較保守的方式來(lái)進(jìn)行此項(xiàng)工作，嘗試在不抽發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的情況下進(jìn)行滲漏點(diǎn)的補(bǔ)焊處理。

在拆除發(fā)電機(jī)刷架、#8軸瓦、密封瓦及發(fā)電機(jī)勵(lì)側(cè)上部導(dǎo)風(fēng)環(huán)、上端蓋，勵(lì)側(cè)風(fēng)扇罩螺栓、定位銷和轉(zhuǎn)子風(fēng)扇葉片后，風(fēng)扇罩整個(gè)外移，由身材瘦小的工作人員從轉(zhuǎn)子勵(lì)側(cè)護(hù)環(huán)和擋風(fēng)圈間的狹小空間擠入定子膛內(nèi)，進(jìn)行發(fā)電機(jī)定子線圈#31槽手包絕緣的剝除工作。從故障絕緣引水管處拆除其手包絕緣歷時(shí)24 h，從絕緣引水管一路向上，經(jīng)三通接頭和接水盒，直至將連接片組和2個(gè)水盒全部剝出，剝至勵(lì)側(cè)撐環(huán)處，仍未發(fā)現(xiàn)明顯漏點(diǎn)。再進(jìn)行發(fā)電機(jī)定子線棒的水壓試驗(yàn)，在0.5 MPa的水壓下，該線棒空心導(dǎo)線第1、第2排間有水珠滲出。滲漏點(diǎn)在定子#31槽上層線棒接水盒位置(如圖2、圖3所示)，靠近發(fā)電機(jī)定子膛方向，需要抽出發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子才能進(jìn)行處理。

抽出發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子后，拆除勵(lì)側(cè)端部撐環(huán)，繼續(xù)剝除線棒絕緣，然后進(jìn)行定子線棒的水壓試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)滲漏點(diǎn)在線圈端部接水盒根部，位于內(nèi)部空心導(dǎo)線與實(shí)心導(dǎo)線之間，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法處理，必須更換發(fā)電機(jī)定子#31槽上層線棒。

4 更換線棒的過(guò)程

(1)吊出發(fā)電機(jī)定子汽側(cè)內(nèi)端蓋，拆除汽側(cè)撐環(huán)綁帶。清理干凈勵(lì)側(cè)線棒綁帶，剝開(kāi)汽側(cè)定子#31槽線棒手包絕緣。拆除汽側(cè)撐環(huán)，焊開(kāi)故障線棒兩端水電接頭，清理勵(lì)側(cè)殘余的撐環(huán)綁帶，敲掉汽勵(lì)兩側(cè)故障線棒固定墊塊。

(2)用倒鏈及圓木棍將定子故障線棒撬開(kāi)，抬出定子膛外。用內(nèi)窺鏡觀察其下層線棒結(jié)垢情況，發(fā)現(xiàn)勵(lì)側(cè)干凈，汽側(cè)稍有堵塞，遂將污垢清理干凈。用銅堵頭焊死下層線棒水管，對(duì)剩余線棒進(jìn)行0.5 MPa的氣壓試驗(yàn)，8 h無(wú)泄漏，確認(rèn)其余線棒無(wú)問(wèn)題。拆除汽側(cè)撐環(huán)殘余綁帶，取出汽勵(lì)兩側(cè)共42個(gè)拉緊撐環(huán)的T形螺栓。對(duì)剩余線棒進(jìn)行33 kV交流耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)合格。

(3)對(duì)新線棒進(jìn)行54 kV交流耐壓試驗(yàn)，按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)耐壓1 min后合格。對(duì)新線棒進(jìn)行0.6 MPa的氣壓試驗(yàn)，12 h無(wú)泄漏。

(4)將新線棒抬入定子膛內(nèi)，因東方電機(jī)廠生產(chǎn)的線棒與日立公司生產(chǎn)的線棒在端部漸開(kāi)線處稍有區(qū)別，故在安裝時(shí)較費(fèi)勁。需先將勵(lì)側(cè)線棒放入槽內(nèi)，再逐步往汽側(cè)方向放入線棒，最后汽側(cè)槽口一段用倒鏈拉住，用撬棍和打板配合將新線棒撬入槽內(nèi)。然后用滌玻繩、槽楔和墊條將線棒整形，使新線棒與下層線棒緊密貼合，防止運(yùn)行中產(chǎn)生振動(dòng)。

(5)進(jìn)行單根新線棒59 kV的直流耐壓試驗(yàn)，按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)耐壓1 min后合格。焊接兩側(cè)水電接頭，用銀焊條逐層焊接每側(cè)14層銅片。焊后對(duì)定子整體線圈進(jìn)行0.5 MPa的氣壓試驗(yàn)，8 h無(wú)泄漏。然后對(duì)發(fā)電機(jī)定子鐵芯進(jìn)行鐵損試驗(yàn)，試驗(yàn)合格。

(6)恢復(fù)其手包絕緣、墊塊、綁帶、撐環(huán)、T形螺栓和綁帶。

(7)將發(fā)電機(jī)定子線圈測(cè)溫元件的5個(gè)臨時(shí)測(cè)點(diǎn)信息引至集控室大屏幕顯示，以便監(jiān)測(cè)定子線圈溫度。開(kāi)啟烘焙機(jī)，溫度升至90℃時(shí)，記錄起始保溫時(shí)間，恒溫2 h。繼續(xù)升溫至定子端部溫度達(dá)到110℃，記錄起始保溫時(shí)間，恒溫48 h。

(8)勵(lì)、汽兩側(cè)分別結(jié)束烘焙后，對(duì)兩側(cè)端部線棒潑膠。潑膠時(shí)應(yīng)注意:定子線圈下部絕緣引水管要包繞耐高溫布帶，包扎測(cè)溫元件時(shí)用力要輕，不要損壞測(cè)溫元件。發(fā)電機(jī)下部進(jìn)氫管道、排污管道、測(cè)振探頭出線孔處及高壓套管室應(yīng)進(jìn)行封堵，防止膠流入。端部滑銷、滑塊要做好防護(hù)(非常重要)，防止膠流入后固化，在發(fā)電機(jī)線圈運(yùn)行中膨脹受阻。

(9)加裝汽側(cè)定子膛堵板后，將定子端部升溫至100℃，記錄起始保溫時(shí)間，恒溫12 h。對(duì)定子#31槽線棒進(jìn)行打槽楔，固定好線棒;然后進(jìn)行發(fā)電機(jī)定子線圈表面電位試驗(yàn)、定子繞組耐壓試驗(yàn)和定子端部模態(tài)試驗(yàn)，試驗(yàn)全部合格;再對(duì)發(fā)電機(jī)定子進(jìn)行壓力為0.5 MPa的8 h耐壓試驗(yàn)。

(10)發(fā)電機(jī)整體復(fù)裝。

5 線圈漏氫原因

將原定子#31上層舊線棒勵(lì)側(cè)端部表面絕緣往上剝除大約50 cm，并對(duì)舊線棒進(jìn)行了查漏試驗(yàn)，水壓試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)勵(lì)側(cè)端部并頭套焊接處有細(xì)微噴水現(xiàn)象，分析其原因:

(1)焊接工藝不良，存在虛焊或砂眼。

(2)定子空心導(dǎo)線材質(zhì)差，發(fā)電機(jī)定子繞組端部固定不牢，發(fā)電機(jī)在運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生100 Hz的高頻振動(dòng)，使發(fā)電機(jī)定子端部線圈產(chǎn)生裂紋。

6 結(jié)束語(yǔ)

發(fā)電機(jī)運(yùn)行中如果定子線棒存在漏點(diǎn)，會(huì)導(dǎo)致氫氣向定子冷卻水中泄漏。如果泄漏點(diǎn)很大，氫氣會(huì)在線圈內(nèi)部聚集，使發(fā)電機(jī)定子冷卻水流量降低，嚴(yán)重時(shí)可產(chǎn)生氣堵，導(dǎo)致定子線圈過(guò)熱甚至出現(xiàn)裂紋，損壞發(fā)電機(jī)定子線圈絕緣和鐵芯。因此，在機(jī)組運(yùn)行中要加強(qiáng)監(jiān)視檢查，發(fā)現(xiàn)缺陷及時(shí)處理，確保發(fā)電機(jī)安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行。

［1］毛穎清.氫冷發(fā)電機(jī)定子繞組電氣絕緣試驗(yàn)［J］.華電技術(shù)，2010，32(6):42-43.

［2］劉國(guó)洪.400 MW全氫冷發(fā)電機(jī)漏氫原因分析及處理［J］.華電技術(shù)，2008，30(10):51-53.