150MW空冷汽輪發電機溫度異常分析及處理

郭洪然

（神華神東電力有限責任公司上灣熱電廠，內蒙古 鄂爾多斯 017209）

150MW空冷汽輪發電機溫度異常分析及處理

郭洪然

（神華神東電力有限責任公司上灣熱電廠，內蒙古 鄂爾多斯 017209）

在空冷汽輪發電機出現溫度異常時，應該首先進行通風實驗，對其在運行時的實際通風量進行相關的測試，第二步就是對發電機的風量分配以及總風量利用網絡計算法進行相關的計算，并且根據以上的數據利用有限元的計算方法對相關的定子溫度場進行計算；最后根據計算結果對空冷汽輪發動機因為溫度異常而不能達到額定負荷進行數據監測、分析，對相關問題的解決提供一些思路與具體的解決辦法。

150MW空冷汽輪發電機；溫度異常；分析處理

在我國國民經濟快速增長的同時，我國的電力需求也在以很大的速度增長。在20世紀80年代我國電力工業進入了大電網的時期，現在已經進入了能夠實現電網互聯、更好地實現資源優化配置的時代。對于發電廠來說，汽輪發電機是電廠的必不可少的設備之一，是直接進行發電的設備。目前我國有八成以上的電是由汽輪發電機產生的，所以說汽輪發電機的發展對于我國的電力工業是十分重要的。下面我們就汽輪發電機中經常出現的溫度異常問題進行深入地探討分析，結合實例，對于如何解決這個問題也提出一些具體的方法。

一、對于空冷汽輪發電機的介紹和實例

提高空冷汽輪發電機的容量主要是通過增加電磁負荷以及增大發電機的線性尺寸等兩種方式來實現的。然而在實際的設計中受很多客觀因素制約而不能完全依靠增加電磁負荷的方式來實現，如果過度的增加線負荷就很有可能導致溫度上升超過容許的溫度。所以也就有必要對空冷汽輪發電機進行有效地降溫。保證其能夠安全的運行，所以冷卻技術是保證汽輪機技術發展的重要一步。

某電廠1臺編號為8#的150MW空冷汽輪發電機在運行中存在溫度異常現象，第一次進行的是在工作不停機狀態下的檢查，主要包括以下幾個部分，根據發電機的工作聲音進行判斷，對相關的基礎結構以及指示儀表進行觀察看能不能發現異常，其次就是用手去接觸發電機端蓋、定子以及冷卻器的基礎風道墻壁，檢查是否有溫度異常，如果無法做出判斷的話還可以通過手動紅外測試設備對風道的溫度進行測定。

在機組負荷不超過110MW的情況下對發電機的溫度做了相關的檢查。通過對數據進行調查可以發現在發電機的勵端進風溫度是54℃，汽端進風溫度44℃，定子繞組的最高溫度不超過115℃，在發電機的中心線處溫度是84℃。汽勵端入口風溫偏差大，且風溫偏高。同時在進行檢測的過程中，還有一些其他的監測數據，主要有冷卻器的工作水壓力為0.13MPa，不超過0.20MPa的設定值，最終確定機組的冷卻器存在很大的問題，主要包括散熱片人工修理過，進出水溫度沒有變化。而且機組汽端風道沒有吸力甚至還有排風。

二、對有關問題進行分析

（一）在對問題進行一定分析的基礎上，相關的技術人員展開了第一次的檢修工作：

1.風道存在比較嚴重的漏風現象，不用儀器用手都可以明顯感覺的到。

2.位于發電機下方的梯形區域漏風。

3.經過以上的調查我們可以發現，冷卻器工作水壓較低，散熱器曾經進行過修理，這樣不僅會對風阻有很大的影響，對冷卻效果也是有不小的影響。根據冷卻水的溫度變化我們可以得知在冷卻器中進行的熱量交換是比較小的。

4.機組的風道問題一直都存在，在機組的進氣端風道門進行檢查打開后是沒有任何吸力的，甚至還有一些向外排風。經過初步的檢查分析，我們提出了第一次的修改建議：

（1）對于機組先進行停機，觀察風葉的安裝是否無誤，這是十分重要的一個檢查步驟。

（2）對于機組的相關設備包括出線板等進行更加嚴密的密封。

（3）對冷卻器的水壓進行提高，觀察是否正常工作。

在一些生產任務比較緊急的狀況下，如果在不允許相關的發電設備停機的情況下，就應該暫時停止檢修，在任務不緊張的時候再進行如下的檢查：

（1）對于有關的通風處、管道是不是有漏風或者堵塞處。

（2）冷卻器損壞是否嚴重，對于風阻影響是不是特別大。

（3）對于電機基礎部分跟電機部分的結合是否穩定。

（4）對于有關的汽勵端風葉是不是進行角度的調整或者說進行適當的調換。

（二）在第一次檢修的基礎上，相關的技術人員展開了第二次檢修：

第二次停機檢查情況：

1.機組的冷卻管道與散熱片的接觸不是太好，表現出的問題就是水壓比較低，進出水的溫度變化不是太明顯等問題。

2.對于引線沒有進行絕緣處理，相關的引線安裝后應該進行手包絕緣處理。

3.墻壁比較粗糙，不是特別的光滑，對風阻值的影響是比較大的。

4.位于汽、勵端口位置的風葉安裝是合格的。

5.因為在墻壁以及冷卻器之間的縫隙可能導致漏風。

6.對機組的冷卻器進行水流測試，測試值為446m3/h。

對于以上這些問題我們給出的改進建議是對于冷卻器進行更換處理，對于有可能發現的漏氣處進行封堵處理。

（三）第一次對問題的處理

1.對位于發電機引線位置的夾板進行了更換安裝。

2.對一組位于進氣段的冷卻板進行了更換。

3.對檢查過程中發現的漏風處應該進行相關的封堵處理。

4.將臨時安置的風扇做了拆除處理。

（四）重新啟動后的運行情況

發電機在負荷為130MW、cosφ= 0.88穩定的工作了24h，對其進行檢修之后發現發電機的勵端進風溫度為44℃，汽端的進風溫度是45℃，冷卻器的進水溫度為17℃，出水溫度是23℃，發電機的中心線溫度是82℃，在工作條件下定子繞組的最高溫度不超過115℃。

經過處理后的發電機，兩個端口的水、氣溫差都在5℃以上，如果負荷在105MW之下的話對于發電機的進出風的溫度有一定程度地改善。但是如果將負荷提高到135MW之后，定子溫度以及線圈溫度雖然沒有超過120℃，但是和其他機組比較來看依然是比較高的。所以我們根據以上的檢驗與修理我們斷定是問題主要是在空冷器的身上。

（五）第二次對問題進行處理

1.對高空冷器的安裝進行了位置上的變動，將新安裝的位置提高了400mm，這樣的話可以減少熱風的停留時間，達到降低溫度目的。

2.對空冷器進行了更換處理，為了增加新安裝的空冷器的換熱面積，在新空冷器的上部添加了一組用來換熱的銅管。將舊的空冷器進行拆除。

3.對安裝質量提出了更高的要求，在安裝過程中應該嚴格地執行工藝指標，在安裝之前對其應該進行必要的水壓測試，對空冷機的密封應該格外注意，還應該在安裝之前對空冷機進行打掃，對施工區域的墻面應該做防水處理。

（六）第二次啟動情況檢驗

這一次啟動發電機負荷在130MW，工作時長為24h。

檢驗工作情況為：在發電機的汽勵端進風溫度為33℃，出風溫度為61℃，定子線圈位置的最高溫度75℃。冷卻器進出水溫差也在5℃左右。

結語

經過對有關器件的更換和維修，發現故障的8#機組也能夠正常地工作。對于其他沒有出現故障的機組也做了相應的檢查，確保機組的安全運行。對于以上的兩次改進，我們消除了機組運行中可能出現的安全隱患，確保整個機組安全、穩定地運行。無論是設備的購進還是檢修都應該堅持認真仔細的原則，還應該對于這類事件時刻保持高度的警惕，對于相關設備的安裝，應該首先要保證質量，質量是整個機組得以進行后續工作的重要前提，也只有在質量上下功夫才能保證效益。

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