60MW超超臨界機(jī)組發(fā)電機(jī)扇葉裝反問題的分析及處理

權(quán)星軍

（國家電投集團(tuán)江西電力有限公司景德鎮(zhèn)發(fā)電廠，江西 景德鎮(zhèn) 333000）

0 引言

某廠1號機(jī)投產(chǎn)以來一直存在發(fā)電機(jī)勵(lì)端、汽端鐵芯局部溫度偏高的異常情況。盡管目前有些文獻(xiàn)[1-4]出現(xiàn)了發(fā)電機(jī)鐵芯溫度偏高的現(xiàn)象，但是涉及發(fā)電機(jī)風(fēng)扇葉片的內(nèi)容未見報(bào)道。本文通過分析發(fā)電機(jī)氫氣冷卻流程，依據(jù)發(fā)電機(jī)鐵芯溫度、氫氣溫度、冷卻水溫度等參數(shù)，發(fā)現(xiàn)、分析以及處理發(fā)電機(jī)鐵芯局部溫度偏高的問題，所取得的經(jīng)驗(yàn)可供各新建電廠借鑒。

1 設(shè)備概況

某廠2×660 MW機(jī)組“上大壓小”擴(kuò)建工程兩臺(tái)機(jī)組三大主機(jī)設(shè)備廠家分別為哈爾濱鍋爐廠（鍋爐）、東方汽輪機(jī)廠（汽輪機(jī)）、東方電機(jī)廠（發(fā)電機(jī)）。其中發(fā)電機(jī)的主要參數(shù)：型號為QFSN-660-2-22，隱極式、二極、三相同步發(fā)電機(jī)；冷卻方式為水-氫-氫，氫冷器4組。轉(zhuǎn)子與鐵芯通風(fēng)冷卻系統(tǒng)如圖1，圖中藍(lán)色代表冷風(fēng)，紅色代表熱風(fēng)。

隨著發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，依靠安裝在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子兩端的扇葉，攪動(dòng)發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣形成流場，其流程為：熱氫→四組氫冷器冷卻→發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子兩端風(fēng)扇→勵(lì)端、汽端端部鐵芯（轉(zhuǎn)子、定子）→發(fā)電機(jī)中部定子、轉(zhuǎn)子冷卻→熱氫，以此建立循環(huán)。

圖1 轉(zhuǎn)子與鐵芯通風(fēng)冷卻系統(tǒng)

2 問題分析

1號機(jī)組帶滿負(fù)荷通過168 h試運(yùn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)定子鐵芯勵(lì)端、汽端端部溫度測點(diǎn)1-3點(diǎn)均偏高，如表1所示。

表1 1號發(fā)電機(jī)鐵芯及氫冷器氫氣溫度

為此，電廠組織相關(guān)技術(shù)人員對測點(diǎn)狀況和準(zhǔn)確性進(jìn)行了校驗(yàn)、排查，均未發(fā)現(xiàn)異常。根據(jù)QFSN-660-2-22型汽輪發(fā)電機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)匯總表第5頁第3條“發(fā)電機(jī)絕緣等級及溫度限值”規(guī)定：定子線圈絕緣等級F級（按B級考核），定子繞組及出水線溫度≤85℃、定子繞組層間溫度≤120℃，轉(zhuǎn)子線圈絕緣等級F級（按B級考核），繞組溫度115℃，定子鐵芯絕緣等級F級（按B級考核），長期最高允許溫度為130℃。（注：F級絕緣材料最高允許溫度為155℃），該類型機(jī)組勵(lì)端和汽端鐵芯溫度在130℃以內(nèi)允許長期運(yùn)行，此時(shí)表1各點(diǎn)溫度未超過120℃。

隨著環(huán)境溫度逐漸升高，1號機(jī)組負(fù)荷加至647 MW時(shí)，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)鐵芯溫度在緩慢爬升，其中勵(lì)端第2點(diǎn)達(dá)121℃、第3點(diǎn)120℃，汽端鐵芯第1點(diǎn)123℃、第2點(diǎn)122℃、第3點(diǎn)122℃（此時(shí)DCS顯示轉(zhuǎn)子繞組溫度最高95℃），立即停止加負(fù)荷，確保鐵芯最高溫度小于120℃。對比檢查1號、2號發(fā)電機(jī)氫氣溫度數(shù)據(jù)，并作圖發(fā)現(xiàn)兩臺(tái)發(fā)電機(jī)冷卻風(fēng)向完全相反，如圖2、3所示，圖中數(shù)據(jù)分別為各組氫冷器熱氫和冷氫溫度。

圖2 1號發(fā)電機(jī)氫氣溫度分布圖

圖3 2號發(fā)電機(jī)氫氣溫度分布圖

根據(jù)圖1所示發(fā)電機(jī)的通風(fēng)冷卻工作原理，確認(rèn)1號發(fā)電機(jī)冷卻風(fēng)向反向，這就導(dǎo)致了1號發(fā)電機(jī)鐵芯局部溫度偏高。

3 問題處理

停機(jī)后打開發(fā)電機(jī)兩側(cè)端蓋，通過對照發(fā)電機(jī)風(fēng)扇葉片圖紙，發(fā)現(xiàn)勵(lì)端、汽端風(fēng)扇葉進(jìn)出氣方向與圖紙標(biāo)示不符，確實(shí)存在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子風(fēng)扇葉片裝反的現(xiàn)象，如圖4、5所示，這就是引起發(fā)電機(jī)冷卻風(fēng)向反向的直接原因。

對1號發(fā)電機(jī)風(fēng)扇葉片重新調(diào)整裝配，如圖6、7所示，開機(jī)后機(jī)組帶657MW負(fù)荷時(shí)數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 1號發(fā)電機(jī)鐵芯及氫冷器氫氣溫度

由表2數(shù)據(jù)可知，發(fā)電機(jī)內(nèi)各鐵芯溫度均在100℃以下，解決了定子鐵芯勵(lì)端、汽端局部溫度偏高的問題。

圖4 調(diào)整前汽端扇葉

圖5 調(diào)整前勵(lì)端扇葉

圖6 調(diào)整后汽端扇葉

圖7 調(diào)整后勵(lì)端扇葉

4 結(jié)束語

本次發(fā)電機(jī)風(fēng)扇葉片裝反事件雖然未造成直接后果，但660 MW超超臨界機(jī)組發(fā)電機(jī)風(fēng)扇葉片裝反在發(fā)電機(jī)試運(yùn)過程中鮮有出現(xiàn)。本文通過分析發(fā)電機(jī)氫氣冷卻流程，依據(jù)發(fā)電機(jī)鐵芯溫度、氫氣溫度、冷卻水溫度等參數(shù)，得出發(fā)電機(jī)風(fēng)扇葉片裝反的結(jié)論，解決了定子鐵芯勵(lì)端、汽端局部溫度偏高的問題。建議制造廠在風(fēng)扇葉片設(shè)計(jì)上采取可靠的防誤裝措施。此次從發(fā)電機(jī)扇葉裝反問題的發(fā)生，分析解決的過程，對于各工程建設(shè)單位如何控制制造、安裝、監(jiān)理、調(diào)試、運(yùn)行等各環(huán)節(jié)工程質(zhì)量具有借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

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