熱力發電廠設備檢修及維護措施分析

鄭州新力電力有限公司 衛玉鋒

當前，熱力發電廠作為重要的能源供應單位，其發電機組、電廠和電氣設備的運行效率直接關系到能源的穩定供應和經濟的可持續發展。然而，由于設備長時間運行及外界環境等多種因素，故障時有發生。在這種情況下，需要善于分析故障原因，采取合適的解決方法，確保設備的正常運行。

1 火電廠發電機組故障排除的基本原則

在新時期下，火力發電廠的設備檢修及維護對于穩定供電和提高發電效率較為重要。然而，設備故障也是不可避免的。在排除發電機組故障時，有幾個基本原則需要遵循。第一，要及時發現故障，以避免更大的損失。第二，要快速定位故障原因，以便采取正確的解決方法。對于電氣設備故障，應該注意檢查電路是否正常，以及電氣元件是否損壞。對于火力發電機組故障，應該檢查機械部件是否磨損或損壞，以及是否需要更新換代[1]。

2 火電廠發電機組常見電氣故障與維修

2.1 強化火電廠發電機組電氣系統分析

火電廠發電機組的電氣系統主要包括高壓線路、調節裝置、變壓器、發電機和電池系統等部分，如圖1所示。這些部分相互協作，共同完成電力的生產和輸送。然而，在電氣系統的運行中，經常會出現各種故障，如高壓線路跳閘、調節裝置失靈、變壓器故障、發電機出現電氣問題等。這些故障不僅會影響火電廠的生產，還可能對電氣設備造成嚴重的損壞[2]。因此，必須采取有效措施來保證電氣系統的可靠性和穩定性。對于電氣故障的處理，一是快速定位故障點。為此，可以通過運用先進的儀器設備和專業的知識，對電氣系統進行全面地檢查和分析，找出故障點。二是對電氣系統進行定期檢查和維護，及時更換老化的電池等關鍵部件，保證其正常運行。在處理電氣故障時，還需要進行養護記錄和零部件更換記錄，以便及時了解電氣設備的運行狀況和存在的問題，并采取相應的措施進行處理。同時，還需要加強對高壓線路保護、調節裝置、變壓器保護和發電機保護等重要部分的維護和管理。三是建立科學的管理方式，提高維修操作的管理水平。可以通過建立獎懲機制和工作績效考核等方式來促進工作的開展，提高故障排查能力和維修水平，保證電氣系統的正常運行，并最大限度地減少生產影響。

圖1 電氣系統

2.2 加強火電廠發電機組電氣系統運行、養護記錄管理

在日常工作中，需要通過對發電機組的運行記錄、故障記錄、設備運行情況等數據進行分析和處理，以便及時發現和排除故障，保證發電機組的安全運行。第一，需要對發電機組的運行記錄進行精細化管理。通過記錄發電機組的運行時間、輸出功率、溫度指標等數據，可以及時發現異常情況，對發電機組進行調整和維護，避免出現故障。第二，對于故障記錄，需要及時記錄故障癥狀、故障點、故障原因等信息，并進行分析，以便在以后的維修中避免類似故障的再次發生。此外，對于設備的使用壽命到期和更換周期，需要制訂相應的計劃，并在規定的時間內進行更換和維護，以保證發電機組的正常運行。在維護發電機組的過程中，需要對設備進行定期的維護和檢測，包括絕緣檢測、回路校正、保護等工作，以及直流耐壓測驗、色譜化驗等特殊檢測工作。同時，也需要制訂安全操作規程，對工作人員進行培訓，避免人為故障的發生，并保證故障維修質量。第三，需要建立定期故障排除效率和特殊故障預案，以便在發生故障時能夠及時處理，并保證發電機組的安全運行。通過加強火電廠發電機組電氣系統運行、養護記錄管理，可以更好地保障發電機組的安全運行，提高發電效率，為社會經濟發展做出貢獻。

3 火電廠設備電氣故障的維修步驟和注意事項

在熱力發電廠中，火電廠設備電氣系統是非常重要的一部分。由于設備故障、線路故障等原因，火電廠設備電氣故障的發生是不可避免的。為了確保設備的正常運行，及時采取維修措施是非常必要的。本文就火電廠設備電氣故障的維修步驟和注意事項進行分析。在火電廠設備電氣故障發生后，第一，查看設備的運行記錄，確定故障發生的時間及異常情況。第二，現場監控工作者也要及時觀察設備的運行情況，發現異常情況及時上報。根據事故發生的現象及損毀情況的初步分析，可以初步確定故障點和研究方向。此時需要對故障點進行檢測和細致分析。在確定故障點后，需要進行絕緣檢測。絕緣檢測可以確定設備出現故障的原因，及時采取維修措施。如果故障是由于回路接線不良或接觸不良引起的，需要進行回路校正，確保回路接線正確。直流耐壓試驗可以檢測設備的絕緣性能。在維修過程中，需要進行直流耐壓試驗，確保設備的絕緣性能符合要求。色譜化驗可以檢測設備中的雜質、水分等物質的含量。在維修過程中，需要進行色譜化驗，確保設備中的雜質、水分等物質的含量符合要求。在維修過程中，也需要注意人為因素的影響。維修人員需要具備專業知識和豐富的實踐經驗，確保維修過程中不會引入新的故障。

4 檢修實例分析

4.1 主設備狀況

4.1.1 汽機、鍋爐、發電機狀況

第一，汽機各項參數正常，沒有發現任何異常情況，運行穩定性得到了充分保障。其中，1#機組采用東方汽輪機廠生產的NZK590-24.2、565、565型超臨界汽輪機，設計額定功率為590MW，最大連續功率可達709MW。第二，采用的鍋爐為DG2099、25.4-112型號的國產超臨界參數變壓直流本生型鍋爐，各項參數正常，試運行時未出現任何問題。這樣的鍋爐在發電行業內也是比較先進的。第三，發電機型號為QFSN-599-2-22，由東方電機股份有限公司生產，額定容量為622MVA，額定功率為556MW，額定定子電壓為19kV，額定定子電流為18356A，勵磁電壓為317V，勵磁電流為3578A，出廠日期為2021年3月，投產日期為2022年12月29日。發電機經過電氣絕緣監督試驗和發水壓試驗，結果均為合格。需要注意的是，主要設備供應商為東方汽輪機廠和東方電機股份有限公司。在設備的檢修和維護方面也非常重視，確保每個設備都能得到及時地維護和保養，以保證設備的長期穩定運行。

4.1.2 保護裝置狀況

所有電氣和熱工保護裝置以及自動裝置都已經完全投入使用。發電機接地零序電壓保護已經在RCS-985A 和RCS-985B 保護裝置屏幕上設置，跳閘的動作設定值為低值7.5V，高值20V，延時0.5s。

4.2 事故經過及處理過程

按照操作程序一步一步地運行了風機、送風機和引風機，操作了電動給水泵，并啟動了磨煤機。隨后，將自動發電控制系統（AGC）投入使用，并激活了主發變壓器（MFT）。在準備好開始發電后，通過網調來打開#1主變高壓側的隔離開關75126。在檢查過程中，工作人員發現#1發電機的三相定子繞組絕緣出現問題，電氣維護人員對發電機進行檢查和修理。此時，#1機組的負荷處于569.67MW水平，主汽壓力已達到24.2MPa，給水流量維持在1820t/h，主汽流量維持在1925t/h，燃料總消耗量為225t/h，主汽溫度和再熱器溫度分別為565℃和566℃。然而，當ETS 動作時，汽輪機跳閘，導致發電機跳閘，應立即停止發電機的運行，并對此進行了詳細的檢查和分析。

4.3 故障分析及處理情況

4.3.1 電氣檢查分析情況

根據機組發變組保護柜跳閘信號被觸發的情況，進行了詳細的電氣檢查分析。第一，發電機定子零序電壓過高導致跳閘，動作值為11.99V，高于定值7.5V，動作時間為500ms（延時0.5s），這表明發電機保護系統運行正常，動作正確可靠，符合發電機保護要求。第二，C 相電壓明顯降低至最低26.47V，A 相電壓和B 相電壓明顯升高，發生單相接地故障，發電機定子線圈C相對地絕緣電阻值為零，這表明故障點在定子線圈中。進一步檢查發現，發電機定子線圈A、B相對地絕緣電阻值均超過5GΩ，但C相對地絕緣電阻值為零，說明C相接地故障點在定子線圈中而不是連接線路中。發電機定子線圈C相對A、B相相間絕緣電阻值為6.9MΩ，說明C相接地故障點在第5～7節槽楔附近。進一步檢查發現，發電機氫冷器口和出線罩人孔門進入，內窺鏡從背部檢查發電機端部，未發現異常。而汽輪機高壓內缸下半內壁溫度為150℃，停運盤車后，對發電機進行抽轉子修前電氣試驗，直流耐壓和泄漏電流測試及交流耐壓試驗，均符合要求。最后，發現#13槽楔第1～7節有不同程度的松動，其中第5～7節松動較嚴重，這可能導致槽楔位移和定子線圈變形，進而導致接地故障。綜上所述，電氣檢查分析結果表明，單相接地故障點在發電機定子線圈中，可能是由于槽楔松動導致的定子線圈變形所致。需要對#13槽楔進行緊固，并進一步檢查和測試發電機定子線圈的絕緣電阻情況，以確保發電機的穩定運行。

4.3.2 故障處理情況

經過分析發現，發電機定子存在接地故障點，造成了電氣系統的故障。在緊張的搶修過程中，采用了線棒更換和端部綁扎的方法，成功恢復了電氣系統的正常工作。為了確保系統的可靠性，進行了各項試驗，包括電氣各項試驗，檢查系統的運行狀態。

4.4 事故發生原因及暴露問題

4.4.1 保護動作原因

發電廠出現了一起發電機故障，導致了C相繞組單相接地故障。發電機#1發電機的13槽下層C相線棒出現了主絕緣擊穿的問題，導致了C相繞組單相接地故障。這可能是由于發電機#13槽端部層間墊條上的磨損深度達到了1mm，而線棒對地的主絕緣也存在磨損，導致了間隙過大，從而引起了絕緣擊穿。而造成這一問題的主要原因是兩層間墊條拼接口處存在5mm 的間隙，這使得墊條的固定性不夠，導致了位置偏移和松動。同時，在發電機定子C相繞組單相接地故障之前，層間半導體板的拼接頭存在空缺，而槽楔也存在松動的情況，這使得層間墊條的固定性更加不穩定。為了防止這種情況再次發生，需要采取相應的保護動作。第一，應該加大對發電機巡檢的力度，定期檢查發電機的絕緣和墊條的固定情況，及時發現和處理問題。第二，應該加強對層間半導體板的拼接頭和槽楔的固定，確保墊條的位置穩定，從而避免發生絕緣擊穿的情況。

4.4.2 暴露的問題

初步調查顯示，發電行業在質量管理和監管方面還存在著一些薄弱環節，尚需進一步加強。發電機廠家需要嚴格把關生產工藝，確保產品質量；監造單位需要加強對生產過程的監管，確保生產符合相關標準和規定；檢查工作也需要得到進一步加強，確保產品出廠前的質量檢查完備。

4.5 防范及整改措施

第一，修復工作需要加強，以確保發電機的正常運行。第二，層間墊條的使用應該得到更加精細地控制。在施工質量方面，需要更加關注細節，以確保整個檢修過程的質量。槽楔的選用也需要謹慎，以確保其能夠適應不同的工況。第三，緊度的控制也是非常重要的。

5 結語

在新時期熱力發電廠的設備檢修及維護工作中，電力供應的穩定性是保障設備運行的重要前提。發電機組故障的發生不可避免，因此巡查、故障排除等工作顯得尤為重要。在工作中，經驗處置具有不可替代的作用。只有不斷總結經驗，才能更好地應對各種可能出現的情況。同時，安全穩定運行是設備檢修及維護工作的根本目標。通過對設備的檢修和維護，保證其安全穩定運行，不僅可以延長設備的使用壽命，還可以提高設備的性能和效率。