姚瑞強

(大唐淮北發(fā)電廠， 安徽淮北　235000)

兩例發(fā)電機冷卻介質泄露引發(fā)的停機事故分析與處理

姚瑞強

(大唐淮北發(fā)電廠， 安徽淮北235000)

摘要：介紹了對兩例水內冷汽輪發(fā)電機冷卻介質滲漏故障進行的分析，指出了發(fā)生事故的原因，提出了技術改進措施。指出對水內冷繞組容易發(fā)生滲漏的發(fā)電機組，大修時要對定子繞組端部進行擴大檢查、水電接頭和端部固有頻率檢查繞組；連接彎頭進行探傷檢查，對繞組端部緊固情況應進行改進以減小繞組端部振動等；對運行時間較長的發(fā)電機冷卻器要進行換型改造，以徹底消除設備隱患；設備運行要加強發(fā)電機的氫壓和漏氫率監(jiān)視，以及氫冷器回水管的含氫量檢查；設備檢修必須科學地進行技術管理及設備管理。

關鍵詞：汽輪發(fā)電機；水內冷；繞組；冷卻器；水電接頭；疲勞；腐蝕；泄漏

0引言

發(fā)電機是發(fā)電廠的核心設備，其安全運行與否將直接關系到企業(yè)的安全和經濟效益，也關系到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。電力系統(tǒng)的安全生產事故可能對國民經濟造成巨大沖擊。

結合對兩例大型發(fā)電機組冷卻介質泄露所引發(fā)的跳閘事故和停機事件進行分析，進而提出技術改進措施和完善管理制度。以期與廣大電力生產工作者，共同做好發(fā)電機組的生產管理，提高企業(yè)生產效益。

1英國GEC公司發(fā)電機冷卻水泄漏跳閘事故

1.1　設備介紹

某發(fā)電廠2號機組，是由英國GEC公司成套引進的N362 .5-171/543/541型汽輪發(fā)電機組。其發(fā)電機定子繞組為水內冷、定子鐵心和轉子直接氫冷、無刷勵磁型，額定容量426.47 MVA，額定功率362.5 MW，發(fā)電機出口額定電壓18 kV。該發(fā)電機設有2臺定子冷卻水泵，型式為RYAXF 65/20離心式， 發(fā)電機正常定子冷卻水壓為2.6 MPa，發(fā)電機額定氫壓為0.3 MPa，發(fā)電機定子水額定流量為44 m3/h，定子水流量低發(fā)電機跳閘值為27.9 m3/h。

1.2　事故經過

某年8月14日22∶22，2號發(fā)電機組跳閘。SOE(Sequence Of Event)，事件順序記錄系統(tǒng)顯示機組跳閘首出原因為：定子水流量低保護動作。同時運行人員監(jiān)視發(fā)現(xiàn)2號發(fā)電機內氫壓下降，定子冷卻水回路氣泡也增大增多。22∶45分，打開2號發(fā)電機6.3 m層發(fā)電機檢漏器，汽輪機端排出大約40 L水。判斷為發(fā)電機定子水回路發(fā)生泄漏。

故障發(fā)生后，對發(fā)電機進行直流電阻測量如下：A相，0.003 228 MΩ；B相，0.001 619 MΩ；C相，0.001 616 MΩ；發(fā)電機三相繞組直流電阻不平衡，且A相偏大。

打開發(fā)電機汽端人孔門檢查發(fā)現(xiàn)：發(fā)電機定子繞組第21槽上層線棒繞組端部與同槽下層線棒連接銅彎頭側部爆裂直徑約16 mm孔洞，絕緣表層僅有局部過熱痕跡(面積約22 mm×21 mm)。當剝開絕緣層后，發(fā)現(xiàn)該發(fā)電機定子繞組水電接頭上層線棒連接部分已熔斷、有直徑約12 mm貫穿性孔洞，且熔化的銅末已經進入上層和下層線棒的水電盒內(損壞部位見圖1及圖2)。

1.3　事故原因分析與處理

1) 發(fā)電機定子繞組，在機組啟動和運行期間端部存在共振。該定子繞組第21槽線棒水電接頭處，由于端部振動導致金屬疲勞產生裂紋。當裂紋發(fā)展到一定程度，導電面積減少，在裂紋處出現(xiàn)局部過熱和起弧，最終導致穿孔。

2) 從故障的部位查看和分析，基本可以確定為材質裂紋引起。引起裂紋原因是材質缺陷。

3) 將該水電接頭進行了更換處理(焊接)，重包絕緣。進行絕緣測量，冷卻水耐壓試驗合格后，重新并網運行。

4) 發(fā)電機組大修。對定子繞組端部進行擴大檢查，包括水電接頭和端部固有頻率檢查，對發(fā)電機繞組端部緊固情況進行全面檢查和改進，以減小繞組端部的振動。對發(fā)電機定子繞組端部繞組連接彎頭進行探傷檢查。還要對發(fā)電機定子冷卻水質及水壓、水流力學再進行分析與優(yōu)化改進。對發(fā)電機繞組端部緊固情況進行全面檢查。

圖1　上、下層線棒水電盒內損壞部位之一

圖2　上、下層線棒水電盒內損壞部位之二

2哈電機QFSN-300-2型發(fā)電機及勵磁機冷卻器漏氫停機

2.1　設備介紹

某廠A號發(fā)電機由哈爾濱電機廠生產，型號為QFSN-300-2，定子繞組為水內冷，轉子繞組為氫冷，定子鐵心為氫冷，容量為353 MVA，額定電壓20 kV，定子電流10 190 A。冷卻方式采用水、氫、氫冷卻。

2.2　事故經過

2011年10月11日，A號發(fā)電機運行中的補氫量超標。24 h約補氫50 m3，且內冷水箱含氫量在0～8%間波動，每天都有超過50 m3的補氫量。專業(yè)技術人員對發(fā)電機的外部系統(tǒng)進行跟蹤觀察，未發(fā)現(xiàn)較明顯的大漏點。10月18日A號發(fā)電機的勵磁機A組冷卻器泄漏加大，同時發(fā)電機氫壓下降較快，(0.285 MPa降低至0.26 MPa)兩小時左右就需補氫一次。懷疑是發(fā)電機冷卻器有滲漏。遂將D、C、B、A組冷卻器依次停運排查，確認是A、B組冷卻器泄漏。至19日上午，A號發(fā)電機的漏氫量，一個運行班次高達500 m3，制氫量完全跟不上。且氫溫上升很快。隨即向調度申請停機，進行消缺，工作完畢后機組并網運行。

3事故原因分析與處理

1) 事故之前在A號發(fā)電機大修中，電氣檢修人員對發(fā)電機A、B兩組冷卻器和勵磁機冷卻器進行的氣密試驗加壓為0.35 MPa(規(guī)程要求為0.4 MPa，6 h不泄漏)。因降低了標準，致使發(fā)電機冷卻器的泄露缺陷未及時暴露和發(fā)現(xiàn)。長期在日常的A號發(fā)電機小修工作中，檢修人員未按檢修規(guī)程要求對冷卻器進行清洗，致使冷卻器銅管內壁結垢、腐蝕，因而降低了冷卻器的使用壽命。

2) A號發(fā)電機及勵磁機冷卻器均為銅管繞簧式結構。因該廠使用的開放式冷卻水為長江水，水中雜質多，特別在夏季泥沙含量大，對管壁磨損、腐蝕較嚴重。加之使用10多年時間較長，銅管管壁較薄，使用年限將盡。因此，機組運行中多次發(fā)生滲漏現(xiàn)象。

3) 停機檢修中發(fā)現(xiàn)A號發(fā)電機A、B兩組冷卻器共40根銅管泄漏。更換處理，并進行氟里昂檢漏(氣壓3 MPa)，進行水壓試驗。A號發(fā)電機的勵磁機A組冷卻器，進行0.42 MPa水壓試驗2 h正常(參照規(guī)程要求為0.6 MPa，0.5 h不泄漏)。

為了保證機組的安全運行，發(fā)電機和勵磁機冷卻器進行換型改造，以徹底消除設備隱患。運行人員應加強發(fā)電機的氫壓監(jiān)視，嚴密監(jiān)督氫冷器回水管的含氫量及發(fā)電機的漏氫率。加強技術管理、設備管理、三級驗收等全面落實到位，以深刻的吸取教訓。

姚瑞強，男，1969年生，工程師，大學學歷，從業(yè)于大唐淮北發(fā)電廠，歷任生產總調度十多年，研究方向：電力系統(tǒng)及其自動化，發(fā)表技術論文多篇。

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