150MW空冷汽轮发电机温度异常分析

150MW空冷汽轮发电机温度异常分析

王威彪

哈尔滨电气股份有限公司150000

摘要：当前150MW空冷汽轮发电机被广泛用于电厂，在运行过程中，汽轮发电机会出现温度异常的问题，导致该问题产生的因素是多种多样的，为了深入探究汽轮发电机温度异常的影响因素并提出处理方法，笔者通过实例分析，探究了当150MW空冷汽轮发电机出现温度异常问题时，如何检修，其对于相关问题的理论研究以及实践操作有着极为重要的意义。

关键词：空冷汽轮发电机；150MW；温度异常

改革开放四十年以来，国民经济得到了持续发展，人们物质生活也得到极大满足，对于电力需求不断上涨。从上世纪八十年代开始，电力工业步入大电网阶段，通过三十多年的发展，已经能够实现电网互联，从而更加合理的配置资源。汽轮发电机作为发电设备，是发电厂必不可少的设备。当前，我国八成以上的电都是通过汽轮发电机产生的，因此，汽轮发电机发展对于电力工业有着极为重要的推动作用。下面，我们将150MW空冷汽轮发电机作为研究对象，探究其温度异常问题，并且通过实例，分析解决的方法。

一、实例介绍

空冷汽轮发电机扩充容量的方法除了增加电磁负荷以外，还能够提升发电机线性尺寸。在实际设计过程中通常会受到多种客观因素的共同影响，很难单纯依靠电磁负荷这一种形式，假如线负荷增加量过大，将会造成上升的温度超过容许温度。因此，需要降低空冷汽轮发电机的温度。确保其可以正常而又安全的运转，因此冷却技术是确保汽轮机技术不断发展的关键一环。

电厂目前使用四台150MW的空冷汽轮发电机，分别编号为7#、8#、9#、10#，负荷为110MW，发现8#的定子铁心温度要比其他三台高，为此对8#的发热原因进行了深度的探究，发现发电机组励端和气端进风温度为54℃以及44℃，定子绕组温度保持在115℃以下。汽端以及励端入口风温存在着较大的偏差，同时风温相对较大。在检测的时候，还存在其他监测数据，具体如下所示：

第一，冷却器内的进出水温度不存在变化，工作水压0.13MPa，散热片被人工修过，其和热风道密封的位置存在漏风的问题。

第二，发电机的冷风道位置存在其他的管路，发电机冷却器位置有4台大功率的风扇，引出线位置没有密封。

第三，热风道位置由铁制维修门。

第四，打开8#机组汽端风道门的时候不存在吸力。

二、问题探究

通过调查我们发现，8#发电机下方梯形位置的三角形区域处没有进行封堵，导致了漏风问题的存在。此外，8#机组还存在着风道堵塞的实际问题，其汽端进风道管路与小端盖相对，这对于该管道的进风会产生一定的影响。除了进风问题以外，漏风情况也存在，可以用手感知。8#机组的散热器曾经人工维修过，冷却器的水压相对较低，杂物将会对冷却作用产生直接的影响，同时还会影响风阻。冷却水温度并没有太大的变化，表明冷却器存在较少的换热量。

一次整改建议。第一，改造冷风道管路，提升风道畅通性。第二，密封处理出线孔。第三，确认是否正确安装风叶。第四，停机以后检查是否还存在漏风的位置以及风堵的位置。第五，提升冷却器水压。

对于生产任务相对紧张的情况下，发电设备无法停机检查，此时检修工作可以暂时停止，当任务完成以后在进行停机检查。待停机以后需要对电机的内部做如下项目的集中检查。第一，汽励端风叶调换与否，或者是角度是否发生了改变。第二，电机、基础连接位置密封度。第三，检查放电机、机座密封度。第四，励端风道设计合理性。第五，冷却器是否存在损坏，导致风阻的产生。

一次检修以后，工作人员对机组展开了二次检修。发现了如下问题，机组散热片与冷却管道之间存在接触不良的问题，导致了水压过低，进出水温度变化不够明显。引线位置依然没有采用绝缘处理。墙壁相对粗糙，影响风阻。墙壁和冷却器间的缝隙会造成漏风问题。针对这些问题，我们认为需要更换冷却器，并且封堵一切可能会导致漏风的位置。

三、整改建议

对于第一次检修所暴露出的问题，可以采取如下方法对其进行处理。第一，拆除临时风扇。第二，更换汽端冷却器。第三，密封可能会出现漏风的位置。第四，安装引线夹板。第五，改造风道管路。

通过这些整改措施，发电机在1d稳定运行之后，在130MW电功率以及cos=0.88的情况下，汽端的进风温度保持在44℃。同时，定子线圈的温度在115℃以下的时候，冷却水进水温度保持在17℃。励端进风温度保持在54℃。同时，在定子铁心温度在115℃以下的时候，冷却水进水温度为23℃，此时机座中心线的温度为84℃。

通过上述处理以后，发电机的汽端与励端冷风温度的差值保持在5-6℃，冷却器进、出水温度之间的差值保持在5-6℃。在105MW以下时，发电机运行风温会得到改善，当处在135MW情况下时，铁心以及铁圈的温度尽管在120℃以下，可是相较于其他机组，依然存在很大的差距。从第一次事故的处理情况看，判定空冷器存在较大的问题。

8#机组通过四个月的运行，需要锅炉消缺停机，对其进行二次处理。具体方法如下，第一，更换空冷器。空冷器上方加设换热铜管，提升换热面积。第二，升高空冷器位置。将空冷器安装到原有空冷器位置以上400mm的位置上，降低风室的容积，降低热风所停留的时间。第三，提升安装的质量。按照工艺的相关要求，严控质量，安装之前需要采取水压测试，保证空冷器的正常运行，同时要对空冷器密封性进行检验，等到所有工作都完成以后，将其安装到预定的位置上待土建施工结束以后，墙面要进行防水处理。

二次维修以后，在130MW的发电机启动负荷下，保持1d的工作时间。汽端与励端进风的温度是33℃，出风的温度是61℃，定子线圈温度为75℃以下。冷却器水温查也保持在5℃。

参考文献：

[1]高速，林松.大型空冷汽轮发电机冷却技术的现状与分析[J].山东工业技术，2017（7）：169-169.

[2]张影.大型空冷汽轮发电机绝缘结构研究[J].中国新技术新产品，2016（8）：48-48.

[3]司小宁.浅谈300MW火电机组直接空冷系统运行优化分析[J].环球市场，2016（21）：122-122.

[4]连帅琼，马小震.空冷发电机结构特点及部分关键工序技术探讨[J].环球市场，2016（16）：120-120.

[5]魏静微，黄全全，谭勇，等.2MW空冷风力发电机热性能分析及改善[J].哈尔滨理工大学学报，2016，21（6）：79-83.