郭洪然

（神華神東電力有限責任公司上灣熱電廠，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017209）

150MW空冷汽輪發(fā)電機溫度異常分析及處理

郭洪然

（神華神東電力有限責任公司上灣熱電廠，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017209）

在空冷汽輪發(fā)電機出現(xiàn)溫度異常時，應(yīng)該首先進行通風實驗，對其在運行時的實際通風量進行相關(guān)的測試，第二步就是對發(fā)電機的風量分配以及總風量利用網(wǎng)絡(luò)計算法進行相關(guān)的計算，并且根據(jù)以上的數(shù)據(jù)利用有限元的計算方法對相關(guān)的定子溫度場進行計算；最后根據(jù)計算結(jié)果對空冷汽輪發(fā)動機因為溫度異常而不能達到額定負荷進行數(shù)據(jù)監(jiān)測、分析，對相關(guān)問題的解決提供一些思路與具體的解決辦法。

150MW空冷汽輪發(fā)電機；溫度異常；分析處理

在我國國民經(jīng)濟快速增長的同時，我國的電力需求也在以很大的速度增長。在20世紀80年代我國電力工業(yè)進入了大電網(wǎng)的時期，現(xiàn)在已經(jīng)進入了能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)互聯(lián)、更好地實現(xiàn)資源優(yōu)化配置的時代。對于發(fā)電廠來說，汽輪發(fā)電機是電廠的必不可少的設(shè)備之一，是直接進行發(fā)電的設(shè)備。目前我國有八成以上的電是由汽輪發(fā)電機產(chǎn)生的，所以說汽輪發(fā)電機的發(fā)展對于我國的電力工業(yè)是十分重要的。下面我們就汽輪發(fā)電機中經(jīng)常出現(xiàn)的溫度異常問題進行深入地探討分析，結(jié)合實例，對于如何解決這個問題也提出一些具體的方法。

一、對于空冷汽輪發(fā)電機的介紹和實例

提高空冷汽輪發(fā)電機的容量主要是通過增加電磁負荷以及增大發(fā)電機的線性尺寸等兩種方式來實現(xiàn)的。然而在實際的設(shè)計中受很多客觀因素制約而不能完全依靠增加電磁負荷的方式來實現(xiàn)，如果過度的增加線負荷就很有可能導致溫度上升超過容許的溫度。所以也就有必要對空冷汽輪發(fā)電機進行有效地降溫。保證其能夠安全的運行，所以冷卻技術(shù)是保證汽輪機技術(shù)發(fā)展的重要一步。

某電廠1臺編號為8#的150MW空冷汽輪發(fā)電機在運行中存在溫度異常現(xiàn)象，第一次進行的是在工作不停機狀態(tài)下的檢查，主要包括以下幾個部分，根據(jù)發(fā)電機的工作聲音進行判斷，對相關(guān)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)以及指示儀表進行觀察看能不能發(fā)現(xiàn)異常，其次就是用手去接觸發(fā)電機端蓋、定子以及冷卻器的基礎(chǔ)風道墻壁，檢查是否有溫度異常，如果無法做出判斷的話還可以通過手動紅外測試設(shè)備對風道的溫度進行測定。

在機組負荷不超過110MW的情況下對發(fā)電機的溫度做了相關(guān)的檢查。通過對數(shù)據(jù)進行調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)在發(fā)電機的勵端進風溫度是54℃，汽端進風溫度44℃，定子繞組的最高溫度不超過115℃，在發(fā)電機的中心線處溫度是84℃。汽勵端入口風溫偏差大，且風溫偏高。同時在進行檢測的過程中，還有一些其他的監(jiān)測數(shù)據(jù)，主要有冷卻器的工作水壓力為0.13MPa，不超過0.20MPa的設(shè)定值，最終確定機組的冷卻器存在很大的問題，主要包括散熱片人工修理過，進出水溫度沒有變化。而且機組汽端風道沒有吸力甚至還有排風。

二、對有關(guān)問題進行分析

（一）在對問題進行一定分析的基礎(chǔ)上，相關(guān)的技術(shù)人員展開了第一次的檢修工作：

1.風道存在比較嚴重的漏風現(xiàn)象，不用儀器用手都可以明顯感覺的到。

2.位于發(fā)電機下方的梯形區(qū)域漏風。

3.經(jīng)過以上的調(diào)查我們可以發(fā)現(xiàn)，冷卻器工作水壓較低，散熱器曾經(jīng)進行過修理，這樣不僅會對風阻有很大的影響，對冷卻效果也是有不小的影響。根據(jù)冷卻水的溫度變化我們可以得知在冷卻器中進行的熱量交換是比較小的。

4.機組的風道問題一直都存在，在機組的進氣端風道門進行檢查打開后是沒有任何吸力的，甚至還有一些向外排風。經(jīng)過初步的檢查分析，我們提出了第一次的修改建議：

（1）對于機組先進行停機，觀察風葉的安裝是否無誤，這是十分重要的一個檢查步驟。

（2）對于機組的相關(guān)設(shè)備包括出線板等進行更加嚴密的密封。

（3）對冷卻器的水壓進行提高，觀察是否正常工作。

在一些生產(chǎn)任務(wù)比較緊急的狀況下，如果在不允許相關(guān)的發(fā)電設(shè)備停機的情況下，就應(yīng)該暫時停止檢修，在任務(wù)不緊張的時候再進行如下的檢查：

（1）對于有關(guān)的通風處、管道是不是有漏風或者堵塞處。

（2）冷卻器損壞是否嚴重，對于風阻影響是不是特別大。

（3）對于電機基礎(chǔ)部分跟電機部分的結(jié)合是否穩(wěn)定。

（4）對于有關(guān)的汽勵端風葉是不是進行角度的調(diào)整或者說進行適當?shù)恼{(diào)換。

（二）在第一次檢修的基礎(chǔ)上，相關(guān)的技術(shù)人員展開了第二次檢修：

第二次停機檢查情況：

1.機組的冷卻管道與散熱片的接觸不是太好，表現(xiàn)出的問題就是水壓比較低，進出水的溫度變化不是太明顯等問題。

2.對于引線沒有進行絕緣處理，相關(guān)的引線安裝后應(yīng)該進行手包絕緣處理。

3.墻壁比較粗糙，不是特別的光滑，對風阻值的影響是比較大的。

4.位于汽、勵端口位置的風葉安裝是合格的。

5.因為在墻壁以及冷卻器之間的縫隙可能導致漏風。

6.對機組的冷卻器進行水流測試，測試值為446m3/h。

對于以上這些問題我們給出的改進建議是對于冷卻器進行更換處理，對于有可能發(fā)現(xiàn)的漏氣處進行封堵處理。

（三）第一次對問題的處理

1.對位于發(fā)電機引線位置的夾板進行了更換安裝。

2.對一組位于進氣段的冷卻板進行了更換。

3.對檢查過程中發(fā)現(xiàn)的漏風處應(yīng)該進行相關(guān)的封堵處理。

4.將臨時安置的風扇做了拆除處理。

（四）重新啟動后的運行情況

發(fā)電機在負荷為130MW、cosφ= 0.88穩(wěn)定的工作了24h，對其進行檢修之后發(fā)現(xiàn)發(fā)電機的勵端進風溫度為44℃，汽端的進風溫度是45℃，冷卻器的進水溫度為17℃，出水溫度是23℃，發(fā)電機的中心線溫度是82℃，在工作條件下定子繞組的最高溫度不超過115℃。

經(jīng)過處理后的發(fā)電機，兩個端口的水、氣溫差都在5℃以上，如果負荷在105MW之下的話對于發(fā)電機的進出風的溫度有一定程度地改善。但是如果將負荷提高到135MW之后，定子溫度以及線圈溫度雖然沒有超過120℃，但是和其他機組比較來看依然是比較高的。所以我們根據(jù)以上的檢驗與修理我們斷定是問題主要是在空冷器的身上。

（五）第二次對問題進行處理

1.對高空冷器的安裝進行了位置上的變動，將新安裝的位置提高了400mm，這樣的話可以減少熱風的停留時間，達到降低溫度目的。

2.對空冷器進行了更換處理，為了增加新安裝的空冷器的換熱面積，在新空冷器的上部添加了一組用來換熱的銅管。將舊的空冷器進行拆除。

3.對安裝質(zhì)量提出了更高的要求，在安裝過程中應(yīng)該嚴格地執(zhí)行工藝指標，在安裝之前對其應(yīng)該進行必要的水壓測試，對空冷機的密封應(yīng)該格外注意，還應(yīng)該在安裝之前對空冷機進行打掃，對施工區(qū)域的墻面應(yīng)該做防水處理。

（六）第二次啟動情況檢驗

這一次啟動發(fā)電機負荷在130MW，工作時長為24h。

檢驗工作情況為：在發(fā)電機的汽勵端進風溫度為33℃，出風溫度為61℃，定子線圈位置的最高溫度75℃。冷卻器進出水溫差也在5℃左右。

結(jié)語

經(jīng)過對有關(guān)器件的更換和維修，發(fā)現(xiàn)故障的8#機組也能夠正常地工作。對于其他沒有出現(xiàn)故障的機組也做了相應(yīng)的檢查，確保機組的安全運行。對于以上的兩次改進，我們消除了機組運行中可能出現(xiàn)的安全隱患，確保整個機組安全、穩(wěn)定地運行。無論是設(shè)備的購進還是檢修都應(yīng)該堅持認真仔細的原則，還應(yīng)該對于這類事件時刻保持高度的警惕，對于相關(guān)設(shè)備的安裝，應(yīng)該首先要保證質(zhì)量，質(zhì)量是整個機組得以進行后續(xù)工作的重要前提，也只有在質(zhì)量上下功夫才能保證效益。

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