【摘要】针对龙滩电站700MW机组1号水轮发电机空气冷却系统下风道存在甩风导致风洞环境温度过高现象，就产生的原因进行了分析和论证，提出解决方案和具体措施。在机组检修时对转子支臂进行技术改造，经运行观察，温度下降明显，运行情况良好，取得了不错的效果，可供有同类问题的水电机组提供参考与借鉴。
【关键词】700MW机组；空气冷却系统；风洞
；温度过高
0引言
龙滩水电站装机7台，单机容量700MW,电站保证出力1234MW，多年平均年发电量156.7亿kW·h，为立轴半伞式三相凸极同步发电机。
龙滩水轮发电机采用双路径向无风扇端部回风密闭自循环全空冷冷却方式。冷却空气由转子支架、磁轭、磁极旋转产生的风扇作用进入转子支架入口，流经磁轭风沟、磁极极间、气隙、定子径向风沟，冷却气体携带发电机损耗热经定子铁心背部汇集到冷却器与冷却水热交换散去热量后，重新分上、下两路流经定子线圈端部进入转子支架，构成密闭自循环端部回风通风系统。
在运行中，发电机空气冷却系统下风道存在甩风现象，每台冷却器右侧下方比左侧下方热风更多，贴近地表有50℃的热风流出,这使风洞内尤其是地表附近温度较高，不适宜工作人员长期在风洞内巡检，也加快风洞内电气、机械设备的老化。据此，本文对于此类型机组风洞内运行温度过高原因和处理工艺进行探讨和实施。
1 风洞环境温度过高分析及对策
1.1原因分析
电站进行通风试验分析，在试验过程中观测到，机组上风道没有热风回流现象，下风道存在热风回流现象。这股热风来自转子旋转挡风板与定子之间的间隙，设计中此处应有漏风，但应直接回流到转子支架入口。实际运行中每台冷却器右侧下方比左侧下方热风更多，贴近地表有50℃的热风流出，一部分在风洞内顺墙壁向上自上风道流回电机,这使风洞内尤其是地表附近温度较高。另一部分与冷却器流出的冷风混合后，又自下风道其余部分流回电机。
1.2对策
根据此结构，结合通风试验的实际情况，进行相关的计算，提出了通风系统的改进方案：在非传动端的转子支架上安装挡风板，减少电机下风道的甩风，以降低风洞内的温度。改造完成之后进行通风测试。
2
方案实施
2.1 挡风板装配图详见附件一，主要构成有：挡风板、垫板、止动垫圈和连接螺栓组成；
2.2 挡风板采用上下错位分层布置，用连接螺栓组成一周；
2.3
挡风板下部安装垫板，使用焊接方式与转子支臂连接；
2.4 现场安装时，先进行挡风板预装；
2.5
现场安装时，保证每块挡风板均须与转子支架外环的上环板靠近；
2.6
现场安装时，保证挡风板搭接时无间隙，可通过修磨垫板调整；
2.7
垫板与转子支臂焊接采用双边角焊缝，焊缝高度为16mm；
2.8
所有焊缝进行MT探伤检查，按照ASME标准第Ⅶ卷第一部分附录6执行；
2.9 改造后进行通风试验，根据试验得出改造后的数据。
3
效果
利用1号机组检修，通过对1号发电机风洞运行环境温度过高的治理，在机组投入运行半年以来，风洞温度下降明显，已达到预期效果，保证了设备的安全运行。
3.1冷却器平均出风风速为 3.97m/s,通过冷却器的总风量为 333.7 m 3 /s， 2017 年 1 月实测平均风速 3.73 m/s，总风量
314.5 m 3 /s。改造后通过冷却器的风量增长，有利于电机的定子线棒和定子铁心的冷却。
3.2 改造后下风道风量为 76.7 m 3
/s，上风道风量为 257 m 3 /s ；2017 年 1 月实测下风道风量为 158.5 m 3 /s，上风道风量为 156 m 3
/s。说明改造后，大部分风由上风道进入转子支架入口。由于铜环引线均在电机非传动端，上风道风量增大有利于铜环引线的冷却。
3.3
定子背部风沟风速两端低中间高，符合水轮发电机内冷却气体的流动分布规律。电机上下两段的定子风沟风速基本一致，说明改造后虽然上下风道进风量不同，但进入转子支架后，在转子之内冷却气体平均进入转子磁轭，电机内风量分布并未改变。
3.4 经丝带观测，上风道不存在热风回流现象。下风道有少量热风回流现象，但热风回流区域比改造前减小。热风回流使风洞内温度比冷却器出风温度高
3.2K，比改造前下降了 2.5K。
3.5 改造前通风损耗实地测试为 3534.1kW，本次试验测得通风损耗为
3460kW，通风损耗略有降低。通过冷却器的风量增大会增加部分通风损耗，但减少下风道甩风会降低通风损耗，从试验结果上看，两者综合体现为通风损耗下降，通风改造取得了一定效果。
3.6选取1号定子铁芯41号～43号测点和1号定子线圈121点～124号测点，对比修前2018年03月份有功功率529.5
MW与2019年03月份修后有功功率533MW温度最大值相比较，定子铁芯温度下降约8℃，定子线圈温度下将7～8℃。定子铁芯和线圈温度变化如下：
3.7
同一负荷下1号与1号与2号、4号、5号、7号机定子铁芯、线圈温度对比，1号与5号机定子铁芯、线圈温度持平；与其他机组相比，1号机定子铁芯温度降低约3～7度，定子线圈温度降低约6～8度。
3.8
同负荷下风洞内定子外贴近地表处温度下降效果明显，降低约5～7度。
4 总结
龙滩机组通过采取在非传动端的转子支架上安装挡风板，减少电机下风道的甩风，风洞及定子温度明显下降，延长了风洞内机械及电气设备寿命。该处理方案先进，改造工艺简单、可靠，效果良好。根据我厂风洞内温度过高治理经验及治理后的效果，对同类型机组的检修供有同类问题的水电机组参考和借鉴。
论文作者:刘丰
论文发表刊物:《中国电业》2019年第09期
论文发表时间:2019/9/5
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