660MW空冷超临界发电机组定子线棒在线带负荷反冲洗简论

66 0MW空冷 超临界发电机组定子线棒在线 带负荷反冲洗简论

樊建勋

大唐蒲城第二 发电有限责 任公司 陕西省渭南市 715501

导读：现代大型发电机组普遍采取水氢氢冷却方式，即定子线棒直接水内冷，转子线棒氢内冷，定子铁芯氢表面冷却。定子线棒由实心和空心两种股线混合编织而成，实心股线增加刚性、减少涡流损耗，空心股线中通以冷却水防止运行中不超温。但在实际运行期间，常出现定子线棒局部堵塞引起温度异常升高的现象。若处理不及时，会引起对应线棒过热而烧坏绝缘，引发重大设备事故。因此，防止发电机线棒温度异常升高，对发电机的安全、经济运行具有重大意义。　

摘要：蒲城发电公司No.5发电机定子线棒#38槽层间温度在高负荷期间异常升高，综合分析判断异常原因为定子线棒定冷水回路局部堵塞，采用在线带部分负荷反冲洗方法消除了异常，确保了发电机安全稳定运行。

关健词：发电机 定冷线棒 在线 反冲洗

一、蒲城电厂No.5号机组异常现状

2015年3月11日5:25并网，No.5发电机#38槽温度与最低槽#25槽温差同负荷下持续上升，热工检查#25、#38槽测点正常，综合分析判断异常原因为定子线棒定冷水回路局部堵塞，通过降负荷等临时措施限制其发展，并决定在3月22日负荷低谷期间对线棒进行在线反冲洗。

冲洗前No.5发电机工况及线棒数据：

二、定冷水系统带负荷反冲洗情况

为了保证工作安全、高效，进行了如下措施：

进行了严密的组织措施；

进行了充分的技术论证和前期准备；

生技部门提供发电机线棒不通水情况下载流能力为4000A，考虑到冗余度和负荷波动，反冲洗期间定子电流控制取安全系数0.5，这样，发电机线棒冲洗方式切换时最大限制电流就为2000A，发电机额定电流为19245A（对应660MW），负荷限制为不大于69MW。

极端情况下处理：

根据电机厂提供的发电机断水运行曲线：

1. 第一种方式：带额定负荷运行30S，若30S后定冷水不能恢复，则应机组打闸，解列发电机并使发电机端电压降至0（见下图）

2. 第二种方式：断水5S后，开始减负荷，2分钟内负荷必须减至26%额定负荷（171.6MW）以内，此后，根据离子交换器出口、发电机入口、定冷水回水管（发电机出口）共3个水的导电率选择运行方式，如三个点定冷水导电率均≤0.5us/cm，运行1小时（见上图C段）：如其中一个点≥0.5us/cm，运行3分钟（见上图B段）；如三个点均≥0.5us/cm，立即停机（见上图A段）。

正常情况下采取措施：

1. 发电机定冷水进水温度应高于冷氢温度至少2～5℃，以避免在事故状态下，气湿度严重超标时，水蒸汽在定子绕组或定冷水管上结露。

2. 任何情况下，定子冷却水及氢冷器冷却水在发电机内的压力值都应低于氢气压力至少0.04MPa。当机内氢压下降时，应减小定冷水及氢冷器冷却水压力以保持气、水压差。

3. 电热分部校验发电机入口、离子交换器出口导电度表计正确，并在定冷水回管加装定冷水导电度表，化学实测核对表计正确。

4. 离子交换器树脂再生正常，投运出水正常，离子交换器及发电机入口导电度≤0.5us/cm。

5. 检查并清理发电机反冲洗滤网，保持清洁干净。

6. 发电机补氢至0.45Mpa，定冷水温度38-40℃，保持线棒温度高于冷氢温度2℃以上，以防结露；定冷水压力0.38-0.4Mpa，维持氢水差压不小于0.04Mpa，以防定冷水压力波动时漏入发电机。

7. 专人监视并拍摄记录发电机定冷水压力、流量、温度、电导率及定子线圈、铁芯各处温度及出水温度。

8. 保证锅炉在低负荷时燃烧稳定性，防止低负荷时受热面温度变化引起落灰掉焦，扑灭火焰。

9. 热工切除相关保护，打开发电机断水保护压板。

10. 油库启动燃油泵，试投A、B层小油枪良好以备燃烧不稳时投油稳燃。

11. 试转汽机交、直流润滑油泵、启动油泵、盘车电机、顶轴油泵、直流密封油泵，切换定冷水泵正常，做好停机事故预想和防范措施。

定冷水反冲洗切换操作：（确认离子交换器出口、发电机入口、定冷水回水管三个定冷水导电率测点值均小于0.5us/cm，）：

1. 指定专人监视发电机定冷水画面各参数及发电机定子线圈各点温度画面，专人负责读秒记时，派一人在定冷水泵出口阀处待命，以防定冷水出口调节阀故障时就地手动调整。

2. 专人负责指挥就地阀门操作，并通过对讲机与集控室联系。

3. 先开启反冲洗滤网后隔离门，注意管道中应无过流声；

4. 稍开反冲洗滤网前隔离门至管道有过流声即可；

5. 稍开反冲洗供水门至管道有过流声即可；

6. 缓慢关小发电机定冷水供、回水门至定冷水流量比之前下降5t/h左右；

7. 确认开启发电机定冷水回水管顶部排空门以防虹吸。

8. 总指挥下达开始切换操作命令，迅速进行下列操作：关闭发电机定冷水供水门、关闭定冷水回水门、开启反冲洗供水门、开启反冲洗滤网前隔离门，操作在约二十秒内完成；

9. 反冲洗切换操作完成后关闭发电机定冷水回水管顶部排空门，稍开启发电机定冷水出口集水环排污门，排污1小时后关闭；

10. 恢复机组先前撤运的联锁保护。

11. 反冲洗过程中连续监视发电机、定冷水、氢系统等参数，连续监视发电机绝缘过热监测装置，对定冷水水质连续化验、监测、监督。

定冷水反冲洗切换操作中的注意事项

1. 操作开始后集控室专人密切监视发电机进水压力不超420KPa，否则立即节流定冷水泵出口门，严防发电机水侧超压；

2. 切换期间密切监视发电机定冷水流量，及时用定冷水压力调节阀调整定冷水流量不低于80 t/h，如低于70 t/h 且1分钟内不能恢复时，立即对切换阀门进行反向操作：即开启发电机定冷水供、回水门，关闭反冲洗供水门及滤网前隔离门。如定冷水流量低于70 t/h且3分钟内不能恢复时，申请停机；

3. 切换期间如发电机定冷水流量与进水压力的调整互相冲突时以控制进水压力不超420KPa为原则；

4. 切换期间密切监视定冷水泵电流不超80A，如因流量过大引起则节流定冷水泵出口门，如定冷水泵出力不够时启动备用泵；

5. 切换期间密切监视离子交换器出口、发电机入口、定冷水箱回水管导电度均≤0.5us/cm，其中任一点导电度超过0.5us/cm且3分钟内不能恢复时，申请停机；如三个点均超过0.5us/cm时立即打闸；

6. 切换期间密切监视发电机线棒、定子铁心各点温度，防止发电机线棒过热，如温度异常上升至定子线圈温度超过 70℃，温差超过14℃时，立即对切换阀门进行反向操作，操作无效时申请停机；

7. 发电机定子线棒在线反冲洗方式切换至正常方式操作按上述操作反方向执行，并于3月26日成功切换。

三、冲洗前和冲洗后线棒温度分析：

冲洗后线棒数据：

通过以上数据分析认为：

1、2015年3月份之前，No.5发电机有功负荷在450MW时，发电机线棒#38槽温度53℃，最大温差4-6℃；

2、3月15日开始，No.5发电机有功负荷升至450MW，发电机线棒#38槽温度57℃，发电机线棒温差升至9.9℃，且同负荷下温差有缓慢上升趋势，最大至3月17日的11.7℃。

3、3月22日之后，No.5发电机有功负荷在452MW，发电机线棒#38槽温度50.6℃，发电机线棒温差6.8℃；

4. 反冲洗后，No.5发电机#38槽温度其他工况参数在正常范围内、负荷450MW左右时，温度下降明显，温差均在8℃范围内。

四、结束语

大唐蒲城发电第二有限责任公司No.5机组定冷水系统反冲洗的实践成功，表明在660MW机组在线反冲洗可以实现，为发电机厂家所允许，只要严格遵守发电机断水曲线的要求，控制好定冷水导电率和机组负荷，做好前期组织工作，尽量缩短定冷水系统由正洗切换为反洗的时间，并在切换间隙严密监视发电机各线棒温度，就能保证机组安全和在线带负荷反冲洗工作，在线棒堵塞时能有效地减少机组的非停，确保设备的安全稳定运行。

参考文献：

1. 《No.5机组集控运行规程主机部分B版》陕西华电发电有限责任公司2018；

2. 《QFSN-660-2-22型660MW汽轮发电机用户手册》东方电机股份有限公司

3. 《国产600MW超临界发电机组定冷水系统带负荷反冲洗的探讨》 申跃华