發電機不拆端蓋更換絕緣引水管工藝研究

劉秀明

摘 要：結合東方電機廠發電機絕緣引水管分布位置特點，根據發電機產品出廠說明書關于發電機絕緣引水管安裝及手包絕緣處理工藝要求，論證在不拆開發電機端蓋和內隔板的條件下，對發電機缺陷絕緣引水管進行更換和后續電氣預防性試驗的可行性。通過現場實踐，該項工藝能夠大大縮短絕緣引水管更換工作的整體工期，縮小檢修作業面，減輕檢修工作量，降低消缺成本，提高了發電機的可靠性。

關鍵詞：發電機；不拆端蓋；絕緣引水管更換；手包絕緣

中圖分類號：TM934 文獻標識碼：A

某電廠#2汽輪發電機組是由東方電機廠生產的QFSN-300-2-20型三相兩極同步發電機。發電機定子繞組采用水內冷冷卻。定子進水壓力0.1MPa～0.2MPa。2012年11月，檢修人員在對#2發電機停備例行內檢過程中，發現發電機勵端9點鐘方向引水管匯水管側銅螺母存在一長度46mm橫向裂紋，需要更換絕緣引水管。如果按照發電機絕緣引水管標準流程進行，需要停運油系統，拆除主副勵磁機、發電機端蓋和內隔板，至少要在機組停運10天后才能進行，消缺時間成本、人力成本和檢修工作量太高。勵端9點鐘方向接近水平位置，作業空間相對寬敞，檢修人員作業難度小，通過充分的分析、論證，決定進行不拆端蓋更換絕緣引水管工作。

1 工作準備

1.1 安全措施

1.1.1 制定更換引水管作業指導書和三措一案，并經過審批。

1.1.2 進入膛內工作人員必須熟悉發電機膛內結構，熟悉絕緣引水管更換作業指導書和技術方案。

1.2 工器具、材料準備

1.2.1 主要材料

絕緣引水管（3Q1952）2根，錐形墊圈（4Q5388）4個，無堿玻璃纖維帶（0.1×25）5盤，五維玻璃絲帶（0.3×25）5盤，環氧樹脂（618）5kg，固化劑（650）5kg，環氧桐馬玻璃粉云母帶（D606-10.14×25）5盤，云母粉3kg，丙酮5瓶，白面3kg，氟利昂氣體10kg。

1.2.2 主要工具

鋒鋼刨刀2把，小號木柄鐵錘一把，乳膠手套4雙，白洋布10m，250W紅外線燈4盞。

2 舊絕緣引水管拆除

2.1 聯系運行人員停運內冷水系統，打開發電機內冷水回水母管放水門將機內存水放干凈。

2.2 將高純氮氣管接入定子內冷水放空氣門，打開閥門，使用高純氮氣從定子內冷水放空氣門處對發電機內冷水管路進行吹掃，將發電機內存水吹干凈。

2.3 將缺陷引水管鼻端一側錐形體用白洋布與其他絕緣引水管周圍完全隔離，防止在剔除手包絕緣過程中產生的雜物、碎片散落發電機膛內。

2.4 用刨刀敲打定子線棒與引水管接頭處外絕緣層（錐型體外絕緣），剔除絕緣層。剔除靠近絕緣引水管壓接處絕緣時，應輕輕敲擊，防止絕緣引水管損壞，管內殘留積水流入發電機定子膛內。

2.5 對引水管兩端管口螺紋進行檢查，將雜物清理干凈，防止擰開銅螺母時雜物進入線棒空心導線內。

2.6 對比舊絕緣引水管尺寸，按原有長度制作新絕緣引水管，確保新引水管與缺陷引水管型號及外形尺寸一致。

2.7 用扳手首先拆開引水管與匯水管一端螺母，查看管路內是否有積水，如有將管口用塑料布包扎好，防止存水流入膛內；繼續拆除另外一端螺母，同時做好防止管內存水流入膛內措施。

2.8 對引水管匯水管、鼻端兩側管口螺紋進行檢查，確認螺牙無磨損后，將定子出線鼻端管口、內冷水匯水管管口分別用白布包好，防止異物進入。

2.9 用和好的白面（以不黏手為宜）對發電機膛內所有在剔除絕緣過程中可能落入絕緣碎片的部位進行吸附，防止雜物遺留在定子膛內，造成線棒絕緣磨損。

3 新絕緣引水管試驗、安裝及手包絕緣制作

3.1 新絕緣引水管試驗

（1）對新引水管進行外觀檢查，重點檢查各部位有無磨損、裂紋。

（2）根據引水管管徑，制作發電機內冷水引水管專用打壓工具一套，在環境溫度相對穩定的房間內，向引水管內緩慢充入氟利昂氣體至0.2MPa，用鹵素檢測儀檢查絕緣引水管各部位氣體無泄漏。

（3）將引水管內氟利昂氣體逐漸升壓至0.3MPa，檢查壓力表有無下降，用壓縮空氣將引水管周圍氣體吹干凈，用鹵素檢漏儀檢漏。

（4）將引水管內氟利昂氣體逐漸升壓至0.8MPa，保壓30min，觀察壓力表無下降，用鹵素檢漏儀再次檢漏，試驗合格后泄壓。

3.2 新絕緣引水管安裝

（1）再次對比、確認新引水管與舊引水管型號及外形尺寸一致。過短螺母將無法與兩側螺紋對接，過長則將影響到絕緣引水管與發電機內隔板端蓋的絕緣距離。更換后絕緣引水管與端蓋的距離應大于2cm。

（2）將已經退火處理的紫銅密封墊安裝在管口螺母內，裝上新引水管，對引水管兩端螺母進行緊固，兩頭螺母同時帶上后，引水管應無受力、扭曲。

（3）內冷水水質化驗合格后，聯系運行人員投入發電機內冷水。為防止發電機定子膛內進水，安排一個人在發電機勵端人孔門處，持對講機與集控室運行監視人員保持聯系，一人監視運行人員操作內冷水進出水門，壓力達到0.1MPa時，保持壓力10min，觀察引水管兩端管口密封墊處無滲漏水。

（4）確認引水管兩端密封良好后，全開內冷水泵入口手動門，逐步關閉內冷水出口門，使內冷水壓力達到0.5MPa，觀察引水管管口密封墊處無滲漏水。同時檢查汽勵端定子線棒所有引水管接口，應無滲漏水情況，如發現有滲水現象，立即通知運行人員停運內冷水系統。

（5）全面檢查內冷水系統漏點后，0.5MPa下對發電機內冷水系統打壓8h。檢查汽勵兩端定子線棒所有引水管接口無滲漏水，轉入下一道工序。

3.3 絕緣引水管線棒側手包絕緣處理

（1）確認內冷水系統保壓試驗合格，超聲波流量試驗正常，測量發電機直阻合格。

（2）將塑料盆用白洋布蘸丙酮擦洗干凈，調和環氧樹脂，按照1∶1比例將環氧樹脂與固化劑調好，用毛刷充分攪拌均勻。

（3）將環氧桐馬玻璃粉云母帶截成長度50cm左右若干段，放入調好的環氧樹脂內，浸泡5min。

（4）戴上用丙酮擦洗干凈的醫用乳膠手套，將引水管與定子線棒接頭處用浸泡好的云母帶半壓疊式對鼻端絕緣引水管進行包裹，依次包扎30～40層，包扎在絕緣引水管上的長度不小于150mm。包繞期間保持力度均勻，一邊包繞，一邊用手從表面積壓，擠出各層之間殘留的氣泡，避免出現手包絕緣質量不合格。

（5）將環氧樹脂絕緣膩子和成稠泥狀，環氧膩子配方要求：環氧樹脂100%+環氧固化劑100%+環氧云母粉200%，環氧膩子以不黏手為宜，中間不允許有氣泡或云母粉疙瘩，濕度偏小時添加丙酮進行稀釋。

（6）將環氧膩子填料均勻填滿水電接頭鼻端縫隙，并將填料修成錐形，錐形頭外徑不小于原來絕緣層厚度。手包絕緣外部應該色澤均勻，形狀適當，沒有明顯的錯位、突起或者氣泡等現象。

（7）在環氧填料外層繼續用浸泡好的云母帶半壓疊式包扎8～12層。

（8）將無堿玻璃絲帶浸泡在調和好的環氧樹脂內5min，用半疊包的方式包在手包絕緣錐形頭云母帶層外側，包扎4～5層。檢查手包絕緣有平滑的外形，各層間粘接良好，沒有空隙、氣泡、鼓包、突起等。

（9）手包絕緣包繞完成后，用250W功率的紅外線燈泡進行烘烤干燥，烘烤干燥時間不少于24h。烘烤時紅外線燈泡距離手包絕緣距離不小于150mm，手包絕緣表面溫度應維持在50℃～65℃，防止溫度過高，造成手包絕緣和附近引水管損壞，每4h調整一次紅外線燈泡照射角度，保證手包絕緣錐形頭各個部位都得到充分烘烤。

（10）在手包絕緣錐形頭外側刷環氧酯紅瓷漆。

4 絕緣引水管更換后電氣預防性試驗

4.1 化驗內冷水水質合格，在定子繞組通水情況下對手包絕緣進行電位外移試驗。

4.2 在發電機手包絕緣外部用金屬箔紙包扎，錫箔紙厚度0.5mm～1mm，包扎部位包括手包錐形絕緣與絕緣盒接縫處，以及絕緣盒與定子線棒接縫處。

4.3 對手包絕緣施加20kV直流電壓，采用反向加壓法，高壓引線搭接在金屬箔紙上，手包絕緣引線接頭的泄漏電流應不大于8μA。

結語

2012年11月，#2發電機絕緣引水管更換后，經過兩年多的觀察運行，絕緣引水管各項參數正常，發電機電氣預防性試驗各項參數均合格。實踐證明，結合汽輪發電機內部的結構特點，經過詳細的技術分析、論證，控制好絕緣引水管更換的關鍵工藝和技術流程，不拆端蓋更換絕緣引水管工作是完全可行的。不拆端蓋更換絕緣引水管工作的實施，既消除了發電機運行中存在的安全隱患，也不需要停運盤車，縮短了發電機檢修時間，同時因為不需要拆裝發電機端蓋和內隔板，也避免了一次發電機勵磁機、油系統、密封瓦系統拆裝的檢修工作，安全效益和經濟效益非常明顯，值得各兄弟單位借鑒和推廣應用。

參考文獻

[1] QFSN-300-2-20型300MW汽輪發電機隨機說明書[R].東方電機廠，1998.

[2] Q/CDT 107 001-2005，電力設備交接和預防性試驗規程[S].