关键词：发电机；定冷水系统；定冷水流量
一、发电机定冷水系统组成
定冷水系统为发电机定子线圈空芯导线提供连续的高纯水流，用于带走线圈损耗产生的热量，保证发电机线圈工作在安全的温度下。定子冷却水系统主要包括定子冷却水箱、定冷水泵、定冷水冷却器、定冷水滤网、离子交换器、锥形滤网、定冷水温度调节阀、气表及充氮、补水、加药系统等设备和部件，以及连接各设备、部件的阀门和管道，用以监视调整定子冷却水的热工表计等。
二、概况
某660 MW 超超临界燃煤发电机组的发电机，发电机定子绕组采用水冷却方式，由定冷水泵提供动力。冷却水源来自于化学除盐水或凝结水，经过冷却器、滤网、流量计、调节阀从励端集电环端进入发电机。在发电机内部的冷却水从励端的总进水汇流管通过连接的聚四氟乙烯绝缘引水管流入定子线棒，再经线棒出水接头通过绝缘引水管流入总出水汇流管。每根上层或下层线棒各自形成一个独立的水支路，共形并联的线棒水支路。每个支路均设置了1只温度检测仪，实时监测发电机运行时上下各线棒绕组的温度。从总出水汇流管流出的水流回定子水箱。
故障原因，600 MW负荷下发电机定冷水系统定冷水流量下降前、后主要参数变化见表所示。
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从表可以看出，定冷水流量下降前、后定冷水母管压力变化较大，由0.37 MPa 增至0.47 MPa，，说明导致定冷水流量下降的主要原因为发电机定冷水母管压力测点后管路发生堵塞。通过对比定冷水流量下降前、后定子绕组冷却水出口温度最大值、最小值及定子线圈温度最大值、最小值可知，定冷水流量下降前、后定子绕组冷却水出口温度最大值、最小值及定子线圈温度最大值、最小值变化不大，说明进入发电机各定子线圈的冷却水量分配比较均匀，定子冷却水线圈无堵塞现象，分析认为堵塞位置可能发生在发电机定冷水系统锥形滤网处。之后利用机组停备期间对发电机定冷水系统的锥形滤网进行检查，发现锥形滤网处有布条堵塞。
三、故障处理方法及效果
1、处理方法
（1）增设辅助管路。由于发电机定冷水系统锥形滤网在机组正常运行中无法进行隔离，为了防止锥形滤网堵塞情况进一步加剧进而影响机组的安全运行，必须采取措施增加一路冷却水绕过定冷水入口锥形滤网进入发电机。根据机组实际情况，决定另增设一路从定子冷却器出口至发电机励端汇流管底部放水的辅助管路。辅助管路设有滤网、流量计、温度表、压力表及相应阀门。
（2）分段冲洗管路。系统改造完毕后需对新增设管路进行分段冲洗，关闭励端汇流管底部放水阀，先通过设置在新增辅助管路最高点的排空阀进行管路上段冲洗，再通过设置在新增管路最低点的放水阀进行管路下段冲洗，最后对原励端放水管路进行冲洗。为防止冲洗过程污染滤网，应事先将滤网拆除；冲洗过程中要缓慢打开阀门，监视系统流量变化，当系统流量稳定后，再将阀门开度固定在某一位置进行冲洗；对冲洗水质进行化验，水质满足发电机进水要求后停止管路冲洗。
（3）投运新增管路。管路冲洗完毕后，恢复已拆除的滤网，投运23定子水冷却器，开启汇流管底部放水阀，投运新增设管路。投运操作如下：由于主水路流量分流，投运新增管路之前需将系统流量保护退出；开启定冷水冷却器出口阀前新增蝶阀开度至30°位置，缓慢开启原发电机进水汇水管放水阀，投入临时管路供发电机进水，同时注意监测DCS监控画面中的发电机定子冷却水进出口压差，待发电机定子冷却水进出口压差增至210 kPa时，维持放水阀开度；停运定冷水水泵，视发电机定子冷却水进出口压差变化情况调整原发电机进水汇水管放水阀开度，维持发电机定子冷却水进出口压差在200-210 kPa。
2、处理效果。定冷水系统600 MW负荷下发电机定冷水系统改造投运后，发电机定子绕组温度无明显变化，避免了2台定冷水泵同时运行时因单台泵跳闸而导致定冷水流量偏低。此外，由于定冷水母管压力降低，使得发电机定冷水系统锥形滤网前后压差降低，也避免了长期压差较大损坏锥形滤网后使得异物进入发电机，导致定子绕组堵塞，影响机组安全运行。
四、机组检修中处理措施
利用C 级检修机会，通过专业清洗公司，用化学清洗的方法对发电机线棒进行清洗，即采用复合酸DH-96 循环清洗除垢，清洗后用钝化剂对空芯导线内表面进行预膜处理，完成清洗除垢和后期保护工作。
1、清洗工艺。根据线棒内沉积腐蚀产物类型及定冷水系统所涉及的材料，化学清洗采用的复合酸DH-96，以氨基磺酸为主剂复配而成。氨基磺酸是一种固体酸，具有腐蚀性低、不挥发、无臭味且对人体毒性极小的特点。氨基磺酸水溶液可去除铁、铜、不锈钢等材料表面的水垢和腐蚀产物。酸洗完成后再采用氧化剂活化和BTA 预膜工艺对空芯导线内表面进行钝化处理，对定子线棒进行更好地保护。
2、清洗范围。系统清洗范围包括定子线圈所有空芯导线，定冷水箱，发电机进水和回水管道包括过滤器，不包括水冷器、加热器和交换器。
3、清洗效果与质量评定。线棒内腐蚀产物基本清洗干净，线棒通流能力明显提高。线棒通流能力改善是清洗效果的直接体现，线棒通流能力改善可从以下方面进行判断，与清洗前比较，在发电机冷却水入口压力0.28MPa 时，流量恢复达到额定值92t/h 以上。与清洗前比较，在相同进水流量情况下，发电机进、出水压差明显下降。与清洗前比较，在相同进水压力情况下单根线棒流量上升，且各线棒流量均一次性提高。发电机冷却效果明显改善，线圈普遍超温情况消除，发电机线圈温度间接体现清洗效果，可通过发电机复役后的线棒温度情况进行判断，铜腐蚀指示片腐蚀速率＜1g/（m2·h），腐蚀总量＜6g/m2。
发电机定冷水系统定冷水流量下降不仅威胁着机组的正常运行，还可能导致主保护动作而造成机组跳闸或被迫选择停运机组，因此在异常发生后准确判断异常原因并采取切实可行的处理措施，能够保障机组的安全运行，避免由于定冷水流量低引起机组非计划停运。
参考文献：
[1] 王怀龙. 许晓光.600 MW发电机冷却系统有关问题[J].内蒙古科技与经济，2017（20）：19.
[2] 杨郁池. 刘院英.发电机定子冷却水出入口压差异常原因及处理[J].东北电力技术，2017（6）：22-24.
论文作者:刘国栋
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年 第18期
论文发表时间:2020/4/9
标签：定子论文; 发电机论文; 冷水论文; 冷却水论文; 管路论文; 滤网论文; 流量论文; 《当代电力文化》2019年 第18期论文;