一起300MW發電機氫冷器冷氫溫度超標的故障處理

摘 要：簡單介紹QFQS-300-2型汽輪機發電機氫氣冷卻系統工作原理。對發電機氫氣冷卻系統溫度超標的原因進行分析并處理，消除氫冷器溫度超標現象。

關鍵詞：發電機氫氣冷卻系統 原理 氫冷器溫度超標分析 處理

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2018）12-0-01

一、我廠發電機氫氣冷卻器系統介紹

3、4號機組為哈爾濱電機廠制造的QFQS-300-2型發電機組，冷卻方式為水氫氫冷卻：定子繞組用水冷卻，轉子繞組用氫氣冷卻，定子鐵芯用氫氣冷卻。發電機氫氣冷卻器為水和氫氣熱交換的方式。

氫氣冷卻系統由高效冷卻管和兩端的水箱組成，冷卻器橫置于發電機兩端頂部的外罩內。汽、勵端各一組，每組冷卻器由兩個冷卻器組成，水路為各自獨立的并聯系統。氫冷器為兩組共4個冷卻器，冷卻水在氫冷器內循環帶走熱量。氫冷器入口處的水溫最高為38℃、最低水溫為20℃，額定入口壓力為最高為0.25MPa、最低為0.2 MPa，氫氣冷卻器的水壓降為0.04 MPa，一個氫氣冷卻器額定水流量為100m3/h。

二、發電機氫氣冷卻器結構原理

四個氫氣冷卻器水平安裝在兩個端罩的頂部冷卻器包內。氫氣冷卻器與機座之間的密封結構，即可以密封氫氣，又可以在氫氣冷卻器因溫度變化而漲縮時起補償的作用，從而始終具有良好的密封效果。氫氣冷卻器的水箱結構，使發電機在充氫狀態下可以打開水箱清洗冷卻水管。當冷卻器水管與外部水管拆開后，氫氣冷卻器就可以從發電機中抽出。

冷卻水從水室入口進入冷卻器銅管中，通過冷卻水管表面的吸熱片進行熱量交換。然后有冷卻器水室出口將熱量帶走，從而降低了發電機內部氫氣的溫度。

三、氫冷器冷氫溫度超標故障原因分析

通過發電機運行中對氫冷器排空、排污、調整氫冷器冷卻水流量、溫度、冷卻溫度測點檢查校驗等方法，均未取得效果。進行進出水管測溫對比，進出水溫度溫差最大3℃，而3號機組氫冷器進出水溫度溫差最大8℃，充分說明氫冷器冷卻效果差，初步判斷氫冷器存在冷熱氫竄氫、冷卻水進回水竄水問題。機組運行中通過紅外成像檢查，發現4號發電機氫冷器上部明顯存在風路短路現象。

解體氫冷器檢查，根據紅外成像結果對比氫路短路位置檢查發現共三處問題。

1.氫冷器上部密封隔板安裝位置不合理，由于氫冷器外罩腔室頂部為弓子型，密封隔板安裝于氫冷器內側，密封隔板安裝后與外殼頂部存在近150mm縫隙，密封隔板無法形成有效密封面，用手電照射發現存在透光現象。

2.氫氣冷卻器下部接水板存在與氫冷器密封不嚴情況，導致熱氫未經冷卻器冷卻直接在發電機內參與循環，使氫冷器冷卻效率不能充分利用。

3.氫氣冷卻器四組水室密封采用普通耐油膠皮密封，在回裝水室端蓋時造成密封條擠壓錯位，氫氣冷卻器內的冷卻水進水直接竄入回水室，水路短路降低了冷卻效果。

四、氫冷器冷氫溫度超標的處理方法

1.氫冷器上部密封隔板安裝位置合理改進，將氫冷器5mm密封隔板由氫冷器上部中間移至外側與氫冷器外殼形成全接觸無縫密封面，有效解決冷熱氫串氫問題。如圖2所示。

2.在氫冷器接水板底部焊接和鉚接了一塊40×40的角鋼，使其能夠更好的阻斷熱氫從氫冷器底部的接水板和發電機定子鐵芯框架之間串風的問題。為防止氫冷器下部密封隔板破損，對氫冷器底部和接水板的密封由單層改為雙層5mm耐油膠皮密封，至此氫冷器冷熱氫上、下部三道密封面全部有效建立，保證熱氫只能通過氫冷器進行循環，杜絕緣冷、氫串氫問題，從而有效的提高了氫氣冷卻器的冷卻效果。

3.進回水密封、水室蓋板密封采用艾志密封條（延展帶狀墊片，能夠使密封條自身粘貼在水室結合面）替代3mm普通耐油膠皮，具有檢修施工便利、密封延展性能高等優點，防止回裝水室端蓋時密封條發生擠壓斷裂和錯位現象，避免了進水室和回水室相互之間竄水。增加了氫氣冷卻器內冷卻水的流量，從而提高了氫氣的冷卻效果。

結語

連城發電公司4號發電機氫氣冷卻器通過氫冷器上部密封隔板安裝位置合理改進、氫冷器底部和接水板的密封雙層布置、氫冷器底部的接水板和發電機定子風道隔板密封共三道密封面的合理改進，以及丁晴橡膠、艾志密封條等新材料的使用，有效解決了氫氣冷卻器運行中冷熱氫竄氫、冷卻水竄入問題，消除了冷氫溫度超標設備缺陷，機組投入運行后，在對系統未做調整的情況下，氫冷器出風溫度為30℃，氫冷器冷卻水回水調閥開度5%，使夏季循環水溫度高時調節冷氫溫度留有裕度，為機組接帶負荷及發電機絕緣管理奠定了良好基礎。

作者簡介：蒲曉東：（1990-），男，高級工，助理工程師，長期從事火力發電廠電機檢修及電氣點檢。