馬 波

（河北國(guó)華定洲發(fā)電有限責(zé)任公司，河北 定州 073000）

哈電660MW發(fā)電機(jī)氫氣冷卻器改造

馬 波

（河北國(guó)華定洲發(fā)電有限責(zé)任公司，河北 定州 073000）

本文主要介紹了哈電600MW級(jí)發(fā)電機(jī)氫氣冷卻器兩個(gè)方面的常見故障，一是關(guān)于氫氣及冷卻水泄漏方面的故障，二是氫氣冷卻器冷卻效果不能滿足發(fā)電機(jī)散熱要求方面的故障，并提供了這兩個(gè)方面的故障分析和解決方案。本文對(duì)氫氣冷卻器的相關(guān)故障進(jìn)行了深入的分析，提高了氫氣冷卻器的可靠性，不僅保證了發(fā)電機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，也為氫氣冷卻器的正常檢修和其他缺陷的處理做了很好的鋪墊，提供了良好的借鑒意義。

發(fā)電機(jī)；氫氣冷卻器；改造

1 設(shè)備的簡(jiǎn)歷及運(yùn)行情況

600MW發(fā)電機(jī)氫氣冷卻器臥放在機(jī)組頂部的氫氣冷卻器外罩內(nèi)，在發(fā)電機(jī)汽、勵(lì)兩端的氫氣冷卻器外罩內(nèi)各有一臺(tái)氫氣冷卻器，每臺(tái)分為二個(gè)獨(dú)立的水支路。氫氣冷卻器外罩為鋼板焊接的圓拱形結(jié)構(gòu)，橫向?qū)ΨQ布置安裝在發(fā)電機(jī)機(jī)座的兩端頂部。

故障氫氣冷卻器運(yùn)行簡(jiǎn)歷（故障氫氣冷卻器應(yīng)用于4號(hào)發(fā)電機(jī)）。

（1）4號(hào)發(fā)電機(jī)為哈爾濱電機(jī)廠制造，發(fā)電機(jī)氫冷器為哈爾濱電機(jī)廠機(jī)電工業(yè)公司冷卻器廠配套制造，發(fā)電機(jī)組于2009年12月21日投產(chǎn)。

（2）2010年10月至2010年12月4號(hào)發(fā)電機(jī)進(jìn)行了第一次檢查性大修，對(duì)氫冷器解體檢查。檢修完畢機(jī)組啟動(dòng)后，發(fā)生了氫氣冷卻器漏氫現(xiàn)象，被迫停運(yùn)機(jī)組進(jìn)行搶修。

2 原有發(fā)電機(jī)氫氣冷卻器存在的主要問題

2.1 氫氣溫度超標(biāo)問題分析

（1）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與現(xiàn)狀說(shuō)明：4號(hào)發(fā)電機(jī)汽側(cè)冷、熱氫溫度高，冷氫溫度超過(guò)廠家說(shuō)明書的要求值。

2010-2013年夏季高溫天氣時(shí)，冷、熱氫最高溫度對(duì)比如表1所示。

表1 夏季冷熱氫最高溫度對(duì)比值

廠家說(shuō)明書要求冷氫溫度正常值為45±1℃，報(bào)警值為45±3℃，改造前的發(fā)電機(jī)的冷氫溫度已經(jīng)超過(guò)報(bào)警值48℃，且有逐年上漲趨勢(shì)。

（2）4號(hào)發(fā)電機(jī)氫氣溫度高原因分析：a.經(jīng)過(guò)歷次檢修，排除了以下可能導(dǎo)致氫氣溫度高的因素：冷卻器管壁可能有結(jié)垢現(xiàn)象，導(dǎo)致熱阻增加，使冷卻器傳熱性能下降。冷卻水路隔板密封墊錯(cuò)位或脫開，造成冷熱水混流，影響冷卻效果。冷卻器的風(fēng)罩密封不嚴(yán)，產(chǎn)生冷熱風(fēng)混流，影響冷卻效果。b.排除發(fā)電機(jī)本身發(fā)熱量大的因素：對(duì)3號(hào)發(fā)電機(jī)和4號(hào)發(fā)電機(jī)的發(fā)熱量進(jìn)行對(duì)比，選取一定時(shí)間1個(gè)小時(shí)計(jì)算各發(fā)電機(jī)的發(fā)熱量，并保證再此時(shí)間段內(nèi)3、4號(hào)發(fā)電機(jī)運(yùn)行工況一致，即3、4號(hào)發(fā)電機(jī)有功、無(wú)功基本相等均為負(fù)荷600MW，無(wú)功200Var），且負(fù)荷平穩(wěn)的條件下進(jìn)行計(jì)算對(duì)比。并保證此時(shí)間段3、4號(hào)發(fā)電機(jī)的氫冷水流量保持穩(wěn)定，進(jìn)出水溫差穩(wěn)定。根據(jù)熱量計(jì)算公式：Q=CM（T2-T1）

3 號(hào)發(fā)電機(jī)在此時(shí)間發(fā)熱量為：Q3=11651.43KJ

4 號(hào)發(fā)電機(jī)在此時(shí)間發(fā)熱量為：Q4=11053.01KJ

在工況一致的情況下，3號(hào)發(fā)電機(jī)發(fā)熱量和4號(hào)發(fā)電機(jī)相比差（11651-11053）/11053=5.4

結(jié)論：通過(guò)以上計(jì)算，在此時(shí)間段內(nèi)，考慮以上外界因素的變化，3、4號(hào)發(fā)電機(jī)發(fā)熱量基本相同。

2.2 發(fā)電機(jī)氫氣冷卻器漏氫、漏水的隱患分析

（1）4號(hào)發(fā)電機(jī)氫冷器在機(jī)組啟停過(guò)程中均有發(fā)現(xiàn)返回端水箱密封墊滲水的現(xiàn)象，并且在每次氫氣冷卻器上水過(guò)程中，由于水流沖擊和水壓變化過(guò)快，導(dǎo)致氫氣冷卻器漏水。

（2）4號(hào)發(fā)電機(jī)氫冷器結(jié)構(gòu)不夠合理導(dǎo)致氫氣冷卻器存在運(yùn)行中漏氫、漏水的隱患。由于氫冷器的特殊結(jié)構(gòu)，檢修時(shí)進(jìn)行的氫冷器密封性試驗(yàn)只能保證機(jī)組啟動(dòng)后氫冷器不會(huì)漏水，不能保證氫氣不會(huì)沿結(jié)合面外漏，故氫冷器結(jié)構(gòu)上的不合理對(duì)檢修安裝工藝要求苛刻。

（3）由于4號(hào)發(fā)電機(jī)氫冷器自身加工精度不夠，無(wú)法使用無(wú)石棉紙柏或TN-9001材質(zhì)襯墊，只能使用膠皮襯墊。使用膠皮襯墊造成氫冷器整體結(jié)構(gòu)偏軟，在氫冷器安裝時(shí)，容易造成密封面法蘭張口，導(dǎo)致漏氫。

3 針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，對(duì)制造廠家提出的技術(shù)改造要求

（1）發(fā)電機(jī)在額定氫壓、額定頻率運(yùn)行，在氫氣冷卻器進(jìn)水溫度38℃時(shí)，氫冷器冷卻器能保證發(fā)電機(jī)額定出力660MW，并長(zhǎng)期連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，運(yùn)行中的冷、熱風(fēng)溫度符合發(fā)電機(jī)制造廠“汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行和保護(hù)參數(shù) OEΑ.140.1213”中的正常值的要求。

（2）氫氣冷卻器工作水壓為0.35～0.60MPa，試驗(yàn)水壓1.2MPa，歷時(shí)30分鐘無(wú)泄漏。冷卻器按單邊至少按照承受0.8MPa（g）壓力進(jìn)行設(shè)計(jì)。冷卻管材質(zhì)應(yīng)為CuNi30Fe，管板為黃銅材質(zhì)，散熱翅片為銅片。

（3）氫氣冷卻器進(jìn)出水端蓋的密封墊、固定連接板與管板的密封墊等所有密封面處均應(yīng)采用進(jìn)口無(wú)石棉紙柏墊片，從而保證氫氣冷卻器在運(yùn)行期間有良好、可靠的密封性能。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)發(fā)電機(jī)氫氣冷卻器的相關(guān)缺陷和故障進(jìn)行深入分析，找到設(shè)備癥結(jié)所在，并針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，對(duì)氫冷器的制造工藝提出了相關(guān)改進(jìn)意見以及對(duì)結(jié)合面的密封方式提出了較為嚴(yán)格的要求，保證了新氫氣冷卻器的冷卻效果滿足要求和密封的可靠性。因此，發(fā)電機(jī)更換氫冷器前存在的2個(gè)問題：氫冷器冷卻效果不良和氫冷器漏氫隱患均得到了解決，發(fā)電機(jī)啟動(dòng)后各參數(shù)運(yùn)行正常。氫冷器更換效果良好，保證了發(fā)電機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

［1］GB/T7064-2008.隱極同步發(fā)電機(jī)技術(shù)要求［S］.

［2］GB 755-2008.旋轉(zhuǎn)電機(jī)定額和性能［S］.

［3］GBT7064-2002.透平型同步電機(jī)技術(shù)要求［S］.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.19.124

馬波（1983-），男，山東德州人，本科，主要從事發(fā)電廠電氣設(shè)備檢修工作。