300MW發電機定子繞組溫差大缺陷分析及處理

盧洪坤，何朝暉，王建松

（1.浙江省電力試驗研究院，杭州310014；2.浙能溫州發電有限公司，浙江溫州325602）

300MW發電機定子繞組溫差大缺陷分析及處理

盧洪坤1，何朝暉2，王建松2

（1.浙江省電力試驗研究院，杭州310014；2.浙能溫州發電有限公司，浙江溫州325602）

對某發電廠5號發電機定子線棒層間及定子線棒引水管出水溫差大的缺陷進行了分析，介紹了采用內窺鏡對定子線棒空心導線進行檢查的情況。采用化學清洗的辦法清除堵塞物，解決了定子繞組溫差大的缺陷。

發電機；定子繞組；溫差；化學清洗；內窺鏡

《國家電網公司發電廠重大反事故措施（試行）》規定：加強監視定子線棒層間測溫元件的溫差和出水支路的同層各定子線棒引水管出水溫差。溫差控制值應依照制造廠的有關規定；制造廠未明確規定的，在機組新投產或大修后應通過溫升試驗確定定子線棒各測溫元件的有效性，并參考以下控制值：發電機定子線棒層間最高與最低溫度間的溫度差達8K或定子線棒引水管出水溫差達8K時應報警，此時應查明原因和加強監視，并降低負荷。某電廠5號發電機投運約一年半就出現滿負荷時定子線棒層間及定子線棒引水管出水溫差超過8K的現象。本文對缺陷原因進行分析，提出化學清洗是處理由腐蝕引起的發電機溫差大的有效手段。

1 概況

1.1 發電機概況

5號發電機型號為QFSN2-300-2，上海汽輪發電機廠2004年4月出廠，2005年3月投運。其冷卻方式是定子繞組及連接線、出線瓷套管為水內冷，轉子線圈為氫內冷，定子鐵芯及其端部為氫外冷。該發電機定子共有54槽線棒，每槽有上下2根線棒，每根線棒有6組定子槽嵌線，每組定子槽嵌線由“四實一空”5根銅導線組成，其中空心導線的內孔尺寸為2×6.7mm。定子線棒測溫元件埋在每槽上下層線棒間，定子出水測溫元件埋在每根汽側引水管的匯水管端。

1.2 發電機溫差大現象

根據制造廠規定，定子線棒層間測溫元件的溫差和出水支路的同層各定子線棒引水管出水的溫差采用最高溫度與平均溫度的差值。2006年12月10日，5號發電機滿負荷運行時首次出現溫差大現象：定子線圈第10點溫度與定子線圈平均溫度、定子線圈引水管出水第1點溫度與定子線圈引水管出水平均溫度的溫差均超過8℃，第3，19，40點定子線圈溫度和第9，10，18，19點定子線圈引水管出水溫度與對應平均溫度的溫差超過6℃。造成這次溫差大的原因是空心導線內有異物，檢修時拆除絕緣引水管，用水及高壓氮氣沖洗線棒，沖洗出月牙形固體異物及黑色沉淀物。處理后5號發電機溫差大現象仍然存在，多次在運行中以改變定冷水壓力的擾動操作來降低溫差，至2010年，每運行1個月就需要操作1次。將混床中的樹脂更換成堿性樹脂，定冷水pH值提至7.5左右后，溫差上升速度減慢，但仍需每3個月進行1次定冷水壓力擾動，且效果越來越差。

2 原因分析

定冷水系統由于各種原因存在固體異物堵塞空心導線、定子線棒漏氫形成氣堵、緩蝕劑凝結或銅腐蝕產物堵塞空心導線等現象，這些都會引起定子線棒溫差大。由于改變定冷水壓力的擾動操作能夠降低溫差、提高定冷水pH值能減慢溫差上升速度，根據這一情況，可初步判斷引起溫差大的原因是銅的腐蝕產物堵塞線棒。

根據腐蝕理論，銅的腐蝕及結垢有以下特點：

（1）銅的腐蝕只能緩解，不能根除。在溫度及含氧量相同的情況下，銅的腐蝕速率與內冷水pH值的關系如圖1所示[1]。

圖1 銅腐蝕與pH值的關系

（2）溫度越高，銅離子的溶解度越低，越容易形成沉淀。

（3）銅材質表面越粗糙，腐蝕速率越高。

（4）溫度越高，銅的腐蝕速率越高。

5號發電機在運行初期的pH值為7.0，未達到理想的pH值（8～9），內冷水中的銅離子含量相對較高。由于有固體雜質的存在，部分線棒出水溫度較高，銅離子濃度超出該溫度點的溶解度，就在這部分線棒空心導線內沉淀或結垢，從而堵塞空心導線引起出水溫度再次升高，形成惡性循環，加劇腐蝕和結垢。在首次溫差大缺陷處理時，清除了固體雜質及腐蝕產物（黑色沉淀物）后，空心導線內表面由于腐蝕變得粗糙，內部的結垢也未清洗徹底，引起腐蝕和結垢的環境仍然存在，溫差大現象仍未徹底解決。

3 處理過程

利用5號發電機C修，對空心導線進行內窺鏡檢查，確認了引起溫差的原因為銅的腐蝕產物堵塞線棒。發現定子線棒勵側（進水側）煙斗盒及空心導線呈黑色，但未出現堵塞現象；線棒汽側（出水側）煙斗盒及空心導線呈黑色，空心導線被結垢物嚴重堵塞。

為清除空心導線內的堵塞物，采用4%的復合酸DH-96對5號發電機進行除垢清洗，清洗后采用還原性保護液沖洗直到系統潔凈，完成清洗除垢和后期保護工作。

4 處理效果

清洗結束后再次用內窺鏡檢查，煙斗盒及空心導線呈黃色，空心導線內堵塞物已清除。

清洗前后發電機滿負荷時定子繞組及出水溫度見表1。

表1 清洗前后溫度變化℃

定子繞組空心導線經過化學清洗后，定子繞組層間溫差降至2.4℃，出水溫差降至3.5℃，達到新機組的水平，化學清洗取得了理想的效果。

5 結論

（1）引起發電機定子線棒溫差大的原因較多，如果是由腐蝕產物引起則需要進行化學清洗。事先用內窺鏡對定子線棒空心導線進行觀察，可以避免不必要的化學清洗。

（2）出現因腐蝕原因引起的發電機溫差大缺陷后，改變定冷水壓力的擾動操作只能暫時降低溫差，若腐蝕繼續發展，擾動的效果只會越來越差。腐蝕原因引起的溫差大缺陷采用化學清洗能取得很好的效果。

（3）由于銅離子溶解度隨溫度上升而下降，腐蝕產物一般沉淀在定子線棒出水側（汽側）。

（4）化學清洗后，空心導線內表面光潔度不如新機組，且有腐蝕斑點殘留，導致在相同水質條件下的腐蝕速率較新機組快。清洗后的發電機要關注定冷水pH值及水箱密封，檢修中注意空心導線的充氮保養，避免再次出現溫差大缺陷。

[1]蘇堯，馬英.大型發電機內冷卻水處理方法介紹[J].內蒙古電力技術，2008，26（2）∶29-32.

[2]白亞民，戴驥，宋朝暉.優化發電機內冷卻水防止銅腐蝕的方法和措施[J].電力設備，2006，7（4）∶76-78.

（本文編輯：徐晗）

Analysis and Treatment of Excessive Temperature Difference for 300MW Generator Stator Winding

LU Hong-kun1，HE Zhao-hui2，WANG Jian-song2
（1.Zhejiang Electric Power Test and Research Institute，Hangzhou 310014，China；2.Zheneng Wenzhou Power Generation Co.，Ltd，Wenzhou Zhejiang 325602，China）

The problem of the excessive difference of interlay temperature and water pipe effluent temperature of the stator winding bars for No.5 generator in a power plant is analyzed.The examination of the hollow conductors of the winding bars with an endoscope is introduced.The chemical cleaning method is adopted to eliminate the blockage and solves the problem of the excessive temperature difference of stator winding.

generator；stator winding；temperature difference；chemical cleaning；endoscope

TM311

：B

：1007-1881（2012）06-0044-02

2011-08-22

盧洪坤(1979－)，男，四川遂寧人，助理工程師，主要從事電廠調試及發電機試驗研究工作。