黃振憲 何進(jìn)波 徐 健

(湛江電力有限公司，廣東 湛江 524099)

目前，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，會(huì)進(jìn)一步拉大供電需求缺口。為了緩解供電緊張局面，部分發(fā)電廠為了減緩新機(jī)組建設(shè)周期長、任務(wù)重、資金調(diào)配困難等，紛紛利用機(jī)組大修的機(jī)會(huì)，對發(fā)電機(jī)組進(jìn)行增容改造，實(shí)現(xiàn)了周期短、見效快、經(jīng)濟(jì)顯著的效果。

湛江電力有限公司的發(fā)電機(jī)是東方電機(jī)股份有限公司生產(chǎn)的QFSN-300-20-2型汽輪發(fā)電機(jī)，為提高汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)的效率，在汽輪機(jī)進(jìn)行通流改造時(shí)，同步進(jìn)行發(fā)電機(jī)增容改造。通過增容改造后，將發(fā)電機(jī)原來的300MW出力提高到額定功率330MW。通過對發(fā)電機(jī)通風(fēng)冷卻系統(tǒng)的改進(jìn)，優(yōu)化以及局部部件的更換等技術(shù)措施，進(jìn)而提高機(jī)組效率，降低發(fā)電煤耗。可以以較少的投入，獲取可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

一 發(fā)電機(jī)增容改造的主要項(xiàng)目：

1.定子鐵心內(nèi)圓冷、熱風(fēng)區(qū)之間加裝氣隙隔板

發(fā)電機(jī)采用定、轉(zhuǎn)子相匹配的“四進(jìn)五出”多流式通風(fēng)系統(tǒng)，機(jī)座配置隔板和風(fēng)管，與鐵心徑向風(fēng)道一起組成定子“四進(jìn)五出”風(fēng)區(qū)，與轉(zhuǎn)子風(fēng)路系統(tǒng)相匹配。轉(zhuǎn)子本體部分繞組采用氣隙銑孔斜流式氫內(nèi)冷，轉(zhuǎn)子端部繞組采用了縱橫兩路氫內(nèi)冷。根據(jù)平時(shí)運(yùn)行時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)，發(fā)電機(jī)定子鐵芯溫升性能狀況良好，溫升還有較大裕度，滿足增容要求。增容改造后，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子溫升相對提高，為克服這一缺點(diǎn)，在定子鐵心內(nèi)圓冷熱風(fēng)區(qū)之間加裝徑向氣隙隔板，以減少冷熱風(fēng)氣流的混合串風(fēng)，確保轉(zhuǎn)子具有較低的進(jìn)風(fēng)溫度，強(qiáng)迫氣隙處的冷卻氣體流經(jīng)轉(zhuǎn)子，提高轉(zhuǎn)子冷卻風(fēng)量，降低發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組和定子鐵心的溫升，同時(shí)也減少端部氣隙氣流對內(nèi)部風(fēng)區(qū)的干擾，從而可確保轉(zhuǎn)子溫升分布的均勻性和定子風(fēng)量分布的合理性。根據(jù)溫升試驗(yàn)計(jì)算：在TMCR工況下，發(fā)電機(jī)出力比額定工況增加10%時(shí)，發(fā)電機(jī)溫升都只有小幅度增加。所以結(jié)合發(fā)電機(jī)額定負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的溫升情況判斷，發(fā)電機(jī)增容10%各部溫升不會(huì)超標(biāo)。

2.更換定子槽楔

更換全部定子槽楔，新型定子槽楔(即在槽楔上對應(yīng)定子鐵心進(jìn)出風(fēng)方向通風(fēng)孔的部位銑斜孔)可以減少風(fēng)阻，提高定子鐵心的冷卻效果。改造后在冷、熱風(fēng)區(qū)之間加裝的氣隙隔板。

3.更換氫氣冷卻器

由于發(fā)電機(jī)原設(shè)計(jì)的氫氣冷卻器換熱裕度只有7%，因此滿足不了增容到330MW的要求，必須全部換為新型的氫氣冷卻器。發(fā)電機(jī)按額定功率為330MW、效率為98.7%計(jì)算得出電能損耗值約為4.3MW。發(fā)電機(jī)電能損耗絕大部分都會(huì)轉(zhuǎn)變成熱能，發(fā)電機(jī)定冷水約帶走1MW電能轉(zhuǎn)換的熱量，還有0.3MW損耗含在機(jī)殼散熱以及輔助設(shè)備損耗中，因此氫氣冷卻器需要有3MW的換熱能力，每組氫氣冷卻器需要有705kW的換熱能力(原來的冷卻器換熱功率650KW)，才能滿足發(fā)電機(jī)增容后換熱容量增加的要求，新型冷卻器保持原冷卻器安裝尺寸不變.

二 增容改造對定子線圈的固定

1.定子線圈槽部固定：槽底和層間墊有適形材料，并采用漲管熱壓工藝，使線棒在槽底及層間各處接觸面服帖，受力均勻，槽口處用槽楔楔緊，楔下設(shè)有波紋板，以保證槽楔對線棒有長期穩(wěn)定的壓力，從而有效地避免了槽內(nèi)線棒的振動(dòng)磨損。

2.定子線圈切向固定：在鐵心的擴(kuò)槽處打入對頭斜楔，在其他部位也用半導(dǎo)體墊片填滿線棒與槽壁之間的空隙，使線棒緊貼槽壁(順轉(zhuǎn)向一側(cè))以降低表面電位，避免腐蝕。

3.定子線圈端部固定：線圈端部設(shè)有若干個(gè)固定在壓圈上的絕緣支架及三個(gè)玻璃鋼綁環(huán)，上下層之間設(shè)有幅向楔塊。線圈通過綁扎固定在上述綁環(huán)及支架上，綁繩為浸膠的高強(qiáng)度滌綸玻璃絲繩，下層線圈沿綁環(huán)及支架處進(jìn)行小綁，上層線圈除沿支架小綁外，沿線棒端部漸開線法線方向，若干線棒相互大綁，在線棒鼻端用粗的滌綸玻璃絲繩進(jìn)行綁扎。線棒間用絕緣墊塊外包浸膠后的適形材料塞進(jìn)，線棒與支架、綁環(huán)等接觸處均墊以適形材料，使之接觸可靠。整個(gè)端部經(jīng)熱烘固化后為一牢固的整體。

三 發(fā)電機(jī)增容改造后的主要試驗(yàn)項(xiàng)目

1.發(fā)電機(jī)定子鐵損試驗(yàn)。2.定子繞組端部自振頻率試驗(yàn)，測試結(jié)果應(yīng)符合預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程要求。3.定子繞組內(nèi)冷水流量試驗(yàn)。4.定子繞組水壓試驗(yàn)。5.發(fā)電機(jī)定子繞組測量絕緣電阻和吸收比。6.測試定子線圈直流電阻，其相間相差不得大于最小值的2%。7.定子繞組交流耐壓試驗(yàn)。8.定子繞組直流耐壓和泄漏電流試驗(yàn)。9.發(fā)電機(jī)定子測溫元件測量。10.發(fā)電機(jī)整體密封性試驗(yàn)。11.發(fā)電機(jī)三相穩(wěn)定短路試驗(yàn)。12.發(fā)電機(jī)空載特性試驗(yàn)。

四 增容改造后發(fā)電機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)

增容改造后的主要技術(shù)參數(shù)如下：1.額定功率：330MW 2.額定電壓：20kv3.額定電流：11207A 4.功率因數(shù)：0.85 5.額定勵(lì)磁電流：2363A 6.額定勵(lì)磁電壓：498V 7.額定氫氣壓力：0.3MPa8.定子繞組冷卻水出水溫度：≤85℃ 9.定子繞組溫度：≤120℃ 10.定子鐵心溫度：≤120℃ 11.轉(zhuǎn)子繞組溫度：≤110℃ 12.發(fā)電機(jī)進(jìn)風(fēng)溫度：≤46℃ 13.氫氣冷卻水進(jìn)水溫度：20～33℃ 14.氫氣冷卻器冷卻水量：4×100t/h 15.定子繞組冷卻水水量：50t/h 16.定子繞組冷卻水進(jìn)水溫度：35 ～45℃效率：≥98.7

五 增容改造后的效果

出力：增容后發(fā)電機(jī)均能在滿負(fù)荷330MW下安全、連續(xù)運(yùn)行。

轉(zhuǎn)子繞組溫升：增容后，在330MW工況下的轉(zhuǎn)子繞組平均溫升較改造前不僅沒有升高，反而下降4～6K左右。

定子鐵心溫度最高溫度：增容前的300MW發(fā)電機(jī)，其中部風(fēng)區(qū)(5風(fēng)區(qū))的鐵心溫度較高，有的高達(dá)80～90℃。增容改造后，該區(qū)域的鐵心溫度得以較低，在330MW工況下，降低幅度達(dá)到8～14℃左右。

目前，發(fā)電機(jī)組已全部增容改造完畢，現(xiàn)在運(yùn)行參數(shù)穩(wěn)定，額定出力可達(dá)到了33萬千瓦，實(shí)現(xiàn)機(jī)、爐容量相匹配，充分發(fā)揮機(jī)組整體效率，降低機(jī)組的發(fā)電煤耗和廠用電率，經(jīng)濟(jì)性能得到提高，達(dá)到了增容改造的目的，提高機(jī)組的競爭力，大大滿足電網(wǎng)對機(jī)組的要求和電力市場競爭需求，從而提高了機(jī)組的可靠性、可調(diào)性。