600MW發(fā)電機(jī)定子線棒溫度高的原因分析

紀(jì)強(qiáng),石宗國,石立斌

(江蘇國華陳家港發(fā)電有限公司,江蘇 鹽城 100360)

隨著單機(jī)容量的提高,現(xiàn)代汽輪發(fā)電機(jī)組對各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)的要求也越來越高,對大型發(fā)電機(jī)的運(yùn)行管理也提出了更高的要求。由于運(yùn)行管理不善,導(dǎo)致在運(yùn)行過程中定子線棒過熱的現(xiàn)象時有發(fā)生。

1 發(fā)電機(jī)線棒堵塞造成溫度高

江蘇某發(fā)電公司#7發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過程中,#23槽下層線棒比相鄰的#22、#24槽下層線棒溫度高4℃左右,#7槽下層線棒其相鄰的線棒溫度高 2℃左右,雖未達(dá)到 8℃的報警值,但這一溫度偏差長期存在且有上升趨勢,存在安全隱患。為了消除這一安全隱患,該公司利用小修的機(jī)會對線棒進(jìn)行了水流量試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)水中有黑色物質(zhì)流出。

1.1 處理過程

對可疑線棒及其相鄰線棒做流量試驗(yàn):分別在汽 、勵兩端拆開#7、#22、#23、#24槽下層線棒的絕緣引水管,對每根線棒單獨(dú)進(jìn)行量杯法流量試驗(yàn)(進(jìn)水壓力為 0.1MPa,通水時間為 60s)并與相同時間、相同壓力下的水的流量進(jìn)行對比(廠家要求差別不大于 10%),測得的水流量數(shù)據(jù)見表 1。

表1 溫度高的線棒水流量情況

從測量出的數(shù)據(jù)可以看出,運(yùn)行溫度高的#7、#23槽下層線棒流量與其他線棒相比水流量明顯偏小,并且與正常線棒平均流量差值已超過 10%的標(biāo)準(zhǔn),初步判斷#7、#23槽下層線棒運(yùn)行溫度比其他線棒偏高是由于定冷水流量小的緣故,基本可排除測溫元件存在測量誤差大導(dǎo)致讀數(shù)偏差的可能性。

圖1 線棒水錘沖洗示意圖

用水錘法對線棒進(jìn)行吹掃(如圖 1所示),操作方法為:在待吹線棒的進(jìn)水口用三通閥門分別接上除鹽水和高壓氮?dú)?通過閥門控制,利用氮?dú)馔蝗桓淖兙€棒內(nèi)水的流動速度,使其在很短的時間內(nèi)產(chǎn)生一個很大的壓力,這個壓力向四周擴(kuò)散產(chǎn)生錘擊效應(yīng),對線棒內(nèi)的堵塞物產(chǎn)生沖擊使其脫落,以達(dá)到清除污垢的作用。針對#7、#23槽下層線棒流量偏小的問題,對#7、#22、#23、#24槽下層線棒用水錘法進(jìn)行吹掃;同時,為了增加可比性,增加了對#7槽相鄰的#8、#9槽下層線棒的吹掃。

1.2 處理結(jié)果

水錘沖洗后分別對#7、#8、#9、#22、#23、#24槽下層線棒進(jìn)行量杯法流量試驗(yàn)(進(jìn)水壓力 0.12MPa,通水時間為 60 s),測得的水流量數(shù)據(jù)見表 2。

從表 2的數(shù)據(jù)可以看出,吹掃后,運(yùn)行發(fā)熱情況較嚴(yán)重的#23槽下層線棒流量與鄰近的#22、#24槽下層線棒流量平均值(9 845 mL)相比,差值為2.80%。同樣,#23槽下層線棒流量與#22、#24、#8、#9槽下層線棒平均流量(9772.5m L)相比,差值為 2.11%。#7槽下層線棒與#22、#24、#8、#9槽下層線棒平均流量(9 772.5mL)相比,差值為 0.23%。以上數(shù)據(jù)滿足 JB/T 6228—2005《汽輪發(fā)電機(jī)繞組內(nèi)部水系統(tǒng)檢驗(yàn)方法及評定》中規(guī)定的水流量不超過平均值的 ±10%的評定要求。

表2 處理后各線棒水流量情況

除了#7、#23槽下層線棒吹掃出較多黑色微小顆粒和混濁臟水外,其他線棒吹出的均為類似的黑色微小顆粒,化驗(yàn)分析該物質(zhì)為氧化銅。

2 原因分析

從吹掃前、后流量試驗(yàn)結(jié)果看,造成#7、#23槽下層線棒溫度比其他線棒溫度高的原因是定子線棒空心導(dǎo)線由于銅的氧化物結(jié)垢后水管壁變窄,使定冷水流速下降導(dǎo)致溫度偏高。對發(fā)電機(jī)定冷水質(zhì)進(jìn)行分析,從發(fā)電機(jī)水質(zhì)的 pH值測定記錄來看,機(jī)組運(yùn)行時 pH值保持在 7.0～8.0之間。雖然新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定pH值為 7.0～9.0時機(jī)組都能穩(wěn)定運(yùn)行,但pH值在 7.0～8.0范圍內(nèi)(尤其是靠近 7.0時)銅的腐蝕速度受水中氧的質(zhì)量濃度、二氧化碳氧的質(zhì)量濃度、溫度、電導(dǎo)率等的影響很大,銅的腐蝕率取決于水中氧的質(zhì)量濃度和 pH值。發(fā)電機(jī)廠提供的銅的腐蝕速率與水的 pH值及水中溶解氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的關(guān)系曲線及有關(guān)研究結(jié)果顯示,當(dāng)氧的質(zhì)量濃度為200～300μg/L時,銅的腐蝕率最大。隨著 pH值的增加,腐蝕率將降低,當(dāng) pH值達(dá)到一定值時,腐蝕率接近零。

銅的氧化物的溶解度取決于 pH值以及銅的化合價。在 pH值小于 8.0時,Cu2O的溶解性比 CuO低得多。隨著 pH值的降低,氧化銅的溶解度將大幅度升高。pH值在 8.0～9.0之間時,這 2種銅的氧化物溶解度都很低,當(dāng) pH值大于 9時,在室溫下其溶解度又會升高。

銅的氧化物的溶解度還與溫度相關(guān),發(fā)電機(jī)定子線棒由于出水端溫度比進(jìn)水端溫度高,結(jié)垢相對來說要嚴(yán)重一些。

3 防范措施

防止發(fā)電機(jī)空心導(dǎo)線因腐蝕結(jié)垢而導(dǎo)致運(yùn)行溫度偏高的根本在于控制冷卻水的 pH值和水中氧的質(zhì)量濃度,因此,在發(fā)電機(jī)運(yùn)行和檢修中應(yīng)做好 3方面的工作。

(1)將 pH值控制在 8.0～9.0的范圍內(nèi),加強(qiáng)定子水內(nèi)冷系統(tǒng)及補(bǔ)水系統(tǒng)密封裝置的維護(hù),保持其嚴(yán)密性,防止水質(zhì)受空氣中二氧化碳污染而導(dǎo)致pH值下降。

(2)采用低氧運(yùn)行,用凝結(jié)水精處理水出水作為內(nèi)冷水箱的補(bǔ)給水,避免啟動階段水中氧的質(zhì)量濃度為 200～300μg/L,防止腐蝕過快發(fā)生銅腐蝕產(chǎn)物脫落及二次沉淀。

(3)電導(dǎo)率按 DL/T 805—2002《火電廠汽水化學(xué)導(dǎo)則:直流鍋爐給水加氧處理》的規(guī)定控制在0.5～1.5μS/cm的范圍內(nèi)。

4 結(jié)束語

發(fā)電機(jī)定子線棒腐蝕和異物堵塞是定子線棒溫度偏高的主要原因。線棒腐蝕結(jié)垢較嚴(yán)重時,常規(guī)的正反沖洗很難達(dá)到預(yù)期效果,而水錘法的應(yīng)用彌補(bǔ)了正反沖洗的不足。實(shí)踐證明,這種方法不但效果好且操作簡單,是一種值得推廣的方法。