9 定子冷却水反冲洗经验介绍(河曲)

河曲电厂#2发电机不解列带负荷定子冷却水反冲洗经验介绍周世祥（山西鲁能河曲发电有限公司山西河曲036500）【摘要】本文主要通过介绍发电机在不解列带负荷情况下进行发电机定子冷却水反冲洗切换操作的经验，用来解决发电机定子绕组冷却水通道异物堵塞造成温度高的问题，既保证了机组长周期运行，增加设备可用系数，又降低了运行成本。

提出了对发电机定子冷却水系统运行维护的要点和注意事项，以及发电机定子绕组温度测点、定子冷却水温度测点改进方案。

【关键词】发电机不解列带负荷定子绕组定子冷却水反冲洗1河曲电厂发电机定子冷却水系统配置情况山西鲁能河曲发电公司#2发电机为东方电机厂生产的QFSN—600—2—22B型，水—氢—氢冷却方式。

发电机定子冷却水系统配置了东方电机厂成套集装式系统，系统配置了二台流量为115t/h，扬程为85m的冷却水泵；为保证供给发电机定子绕组冷却水温度、压力合格系统配置有冷却器、温度调节阀、压力调节阀；为保证运行中发电机定子冷却水水质合格，系统配置了可再生的树脂交换器，运行中有部分水经过再生装置；为了防止遗留在定子冷却水回路中的异物及进水管路滤网破损，杂物进行发电机定子绕组，利用发电机停止期间进行反冲洗，设置了反冲洗系统。

要求运行中进入发电机的定子冷却水参数满足：进水温度40～45℃；出口水温度最高78℃；流量1530L/min；冷却水进水压力0.1～0.2MPa（但必须保证定子冷却水流量不低于1530L/min，并且任何时候必须低于机内氢气压力至少0.04MPa）；进水电导率（20℃）≤0.5～1.5μs/cm；PH值：7～8；硬度≤2μg/L；铜离子含量＜50μg/L。

2 河曲电厂发电机定子绕组温度异常、定子冷却水运行参数异常概述1）#2发电机从05年1月份投产以来，发电机定子冷却水系统运行情况一直正常。

通过压力调阀自动维持发电机定子冷却水压力0.22MPa、流量92 t/h，保证发电机定子冷却水进水电导率＜0.35μs/cm，PH值：7～8。

2）2008年6月19日发现发电机定子冷却水流量较以前波动大，波动幅度在91.0～92.6t/h之间，自6月26日以后，定子冷却水流量波动幅度增大并且流量指示呈现逐渐下降的趋势，至7月21日在保持定子冷却水压力0.22MPa不变的情况下流量明显下降，且在85.6～88.7t/h之间波动，压力调阀开度也跟随减小4%。

3）2008年7月21日防止冷却水量低发电机断水保护动作，将入口定子冷却水压力从0.22MPa 提高到0.23MPa，发电机定子冷却水流量从86.0 t/h提高到92t/h；但是发现在调整了流量以后流334量仍然波动较大，并且仍然呈现逐渐下降的趋势。

4）2008年8月6日冷却水流量从92t/h再次下降至85.2～83.1t/h之间波动。

检修人员对发电机定子冷却水流量、压力表计全部进行了校验，没有发现问题。

再次将发电机定子冷却水流量提高到92.0 t/h，发现流量仍然呈现逐渐下降的趋势。

5）2008年8月19日将压力由0.35Mpa提高到0.36Mpa,流量由93.74上涨到98.05T/H；8月23日将压力由0.36Mpa提高到0.37Mpa,流量由93.732上涨到99.924T/H。

6）在此期间对发电机定子绕组层间温度变化趋势进行分析也确认发电机定子绕组温度、平均温差(某一定子绕组的温度与发电机42个定子绕组平均温度之差)呈上升趋势。

在维持定子冷却水入口温度不变的情况下，发现发电机第15、17、18、31、36、37、38、39、40、41号定子绕组测点温度呈现明显逐渐上升趋势，平均上升了1.4℃左右，最大第38号绕组温度上升了3.6℃，而相对应的定子冷却水出水温度变化不明显。

特别是在额定负荷时第18、31、37、38、39槽内定子绕组温度与平均温差已经接近或超过25项反措规定的最大温差8℃，为保证发电机安全运行必须采取降负荷运行。

3 河曲电厂发电机定子绕组温度、定子冷却水参数异常原因分析及措施1）从发现有发电机定子冷却水流量下降、压力升高，并且伴随有部分定子绕组温度升高这一异常现象后，对#2发电机定子冷却水流量表、压力表、测量回路、采样管路、冷却水温度测点、定子绕组温度测点进行全面的校验和检查没有发现问题，因此可以排除测量表计和测量回路不正确造成指示的错误。

2）对发电机定子冷却水系统、冷却水泵运行情况进行全面检查，没有发现存在系统短路、漏水、滤网堵塞、水泵出力不足等一次设备问题。

3）对近期#2发电机定子冷却水水质化验指标（见下表）进行分析。

内冷水质符合水质标准，并且与#1发电机定子冷却水水质指标进行对比，在控同一标准控制的#1发电机没有存在上述异常。

根据文献报道，当铜含量大于150μg/L，长时间运行（10年以上）有堵绕组的现象。

当内冷水水质的铜含量达到1000μg/L，PH值在5.3-6.3范围内，短期会造成绕组堵塞，因此不存在水质控制不当造成发电机定子绕组结垢问题。

日期(月.日) 5月6日5月13日5月20日5月28日6月3日6月10日6月17日6月24日3353364）根据DCS 记录的发电机定子冷却水流量、定子绕组温度历史曲线如下(图一 ～ 图四)图一：本图为6月18日至7月12日发电机定子冷却水流量、压力、压力调节阀开度历史曲线图二：本图为7月12日至8月11日发电机定子冷却水流量、压力、压力调节阀开度历史曲线337图三：本图为6月18日至7月12日发电机定子线棒温度历史曲线图四：本图为7月12日至8月11日发电机定子线棒温度历史曲线5）根据以上分析、参考山东邹县电厂#7机、山东聊城电厂#5机发生的同类型事件，以及与东方电机厂技术人员交流造成部分发电机定子绕组温度升高的最大可能是有异物进入定子冷却水水路系统，这种异物可能在设备制造、安装过程中本身就遗留了一部分，也可能是检修焊接作业过程中再次进入。

当杂物存留在定子绕组冷却水通道后，由于冷却水流量下降、温度升高，引起水中的氧化铜开始发生沉积、结垢造成。

6）由于发电机定子绕组温度超过限制值，汽轮发电机组无法带额定负荷运行，为保证发电机的安全运行必须降负荷，并采取相应的措施解决。

为了节约机组启停费用、保证机组长周期连续运行，依据厂家技术要求决定进行发电机不解列带负荷对定子冷却水系统进行反冲洗。

据查资料国内发电机还没有不解列带负荷对定子冷却水系统反冲洗经验，因此这种操作不可避免存在一定的风险。

4河曲电厂发电机不解列带负荷进行定子冷却水反冲洗方案实施细则4.1 方案实施的依据1）根据《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》有关规定，发电机在长期运行中，定子内冷水沿着一个固定方向流动，有可能在内冷水管路的某些部位沉积杂质和污垢。

为防止发电机定子绕组堵塞，改善定子绕组冷却水路流通性，安装定子内冷水反冲洗系统，改变水流方向，应定期对发电机定子绕组进行反冲洗，就可以将这些积存的杂质和污垢冲洗掉，确保内冷水的冷却效果。

2）根据东方电机厂说明书中关于发电机断水保护规定，发电机定子绕组允许断水时间第二种方式：发电机定子断水5秒后开始减负荷，2min内降到26%额定负荷，此后，根据线圈入口、线圈出口、离子交换器出口共3个水的导电率选择运行方式，如三个点均≤0.5μｓ/ｃｍ，运行1小时；如其中一个点≥0.5μｓ/ｃｍ，运行3min；如三个点均≥0.5μｓ/ｃｍ立即停机。

4.2 方案实施的前提条件1）根据方案实施依据，在进行带负荷反冲洗前首先必须将机组负荷降低至26%额定负荷以下(最终负荷的确定根据冷却水出入口温升来确定)，投入低负荷稳燃助油系统(或投入等离子拉弧)。

2）因为在切换操作过程中必然存在隙间定子冷却水流量降至零的情况，为防止操作过程中发电机断水保护动作，机组跳闸，需解除发电机断水保护。

3）为防止在切换期间意外造成机组跳闸，因此建议在操作前做好停机前的相应准备工作，试验各润滑油泵正常、点火油系统(或等离子点火系统)正常、厂用电切换至备用电源。

4）做好反冲洗前定子冷却水温度、流量、压力，发电机绕组温度等参数的记录。

5）为防止投入反冲洗后定子冷却水水回路中杂物进入定子绕组冷却水通道，在投入反冲洗前对发电机定子冷却水出口管道系统进行排污、冲洗，检查反冲洗滤网干净。

4.3 方案实施具体操作及注意事项1）在具备上述条件后，安排充足的操作人员准备进行切换操作。

2）同时、快速操作下列阀门：关闭定子冷却水进水门、关闭定子冷却水回水门、开启定子冷却水反冲洗门、开启定子冷却水反冲洗滤网前后手动门、关闭冷却水回水防虹吸管上阀，将发电机定子冷却水系统由正常运行方式切换至反冲洗运行方式。

3）切到反冲洗运行方式后立即调整发电机定子冷却水流量到最大(最终流量以发电机入口定子冷却水压力低于氢气压力来确定)，缓慢升负荷(最终负荷确定根据发电机定子绕组温度不超限制来确定)，监视发电机定子绕组层间温度变化趋势。

4）投入发电机断水保护。

5）降低发电机定子冷却水入口温度至38℃以下，冷氢温度35℃以下。

6）反冲洗过程中连续监视发电机、定子冷却水系统参数，连续监视发电机绝缘过热监测装置、338发电机局部放电监测装置运行情况，定时对定子冷却水水质进行化验。

7）反冲洗结束后(因为经验不成熟建议最多进行72小时反冲洗)，再次降负荷、退出发电机断水保护。

同时、快速将发电机定子冷却水系统切换至正常运行方式，加负荷机组恢复正常运行。

8）监视发电机定子冷却水流量、压力、定子绕组层间温度变化，分析反冲洗效果。

9）在反冲洗期间连续对定子冷却水水质进行化验、监督。

4.4 方案实施效果分析验证1）对反冲洗滤网进行检查。

少量孔眼被杂物堵塞，取下后在显微镜下观察是不规则形状颗粒，表面部分有棕红色沉积物，突出部分有与绕组刮擦下的金属铜。

颗粒主要是金属颗粒，个别有明显的滚动摩擦痕迹。

有少量黑色熔融的焊渣和半透明的树脂块，还有树脂颗粒，管道削下的不锈钢屑(长13.7mm，宽0.9mm，厚0.3-0.6 mm)，说明系统中确实存在杂物。

2）对反冲洗期间定子冷却水水质进行分析如下表时间定子冷却水定子冷却水混床出水项目浊度NUT PH电导μs/cm 铜含量μg/LPH电导μs/cm铜含量μg/L01:30 0.216 6.80 0.14 52.49 6.89 0.11 0.48 03:30 0.088 6.89 0.14 18.67 6.66 0.11 0.16 05:30 0.062 7.22 0.13 16.44 7.30 0.11 1.76 07:30 0.046 7.35 0.12 15.49 7.38 0.11 1.133）对反冲洗前后发电机定子绕组温度、冷却水系统参数分析如下表项目反冲洗前反冲洗后日期(月.日) 8.14 8.16 8.23 8.25 8.29 8.31 9.3发电机有功(MW) 600 600 595 600 600 600 600定冷水压力(MPa) 0.33 0.34 0.37 0.37 0.30 0.30 0.32压力调阀开度(%) 30.07 33.36 36.80 38.43 29.31 29.42 30.61定冷水流量(t/h) 88.81 95.42 99.92 100.42 93.06 93.07 92.92定冷水进出水温差(℃) 13.55 11.57 12.38 12.53 11.45 13.41 14.04绕组温度平均值(℃) 58.25 58.39 58.15 57.12 55.37 57.02 58.38绕组温度最大值(℃) 66.80 64.60 66.70 66.00 57.50 59.30 61.00最大值与平均值之差(℃) 8.55 6.21 8.55 8.88 2.13 2.28 2.62 由上表分析可以发现，反冲洗前后当定冷水流量和调阀开度在反冲洗前后相近时，定子冷却水压力在反冲洗后下降0.05Mpa ，绕组温度最大值与平均值的差值减小6.26℃；当定冷水压力在反冲洗前后相近时，定冷水流量增加 4.11T/H，从以上分析可以得出，经过反冲洗后，发电机定子绕组的冷却效果明显好转。