发电机轴流风机对机组温度影响试验

肖学友

（湖南五凌电力有限公司洪江水电厂怀化市418200）

1 概述

洪江水电厂位于沅水干流上，是沅水梯级开发的重要水利枢纽工程，具有发电、防洪、航运、灌溉等综合利用效益。共安装有6台灯泡贯流式三相同步发电机，机组单机额定出力45 MW，总装机容量270 MW，首台机组于2003年2月投产，当年实现5台机组投产，投产时单机容量为国内同机型最大，二期6#机组于2005年7月投产，设计水头20 m，最高水头27.3 m。发电机主要技术参数见表1。

表1 洪江水电厂灯泡贯流式发电机的主要技术参数

洪江水电厂水利枢纽工程包括水库大坝、泄洪闸、船闸和坝后式水电站。水库正常蓄水位190 m，水库总库容3.2亿m3，死库容1.2亿m3，兴利库容0.75亿m3，具有周调节能力。

洪江水电厂水库大坝，按100年一遇洪水设计、1 000年一遇洪水校核。大坝中间部分设有9孔溢洪道，用19 m×16.5 m弧形钢闸门控制。

2 发电机冷却系统

2.1 冷却系统组成

洪江水电厂1#、2#发电机由法国ALSTOM公司制造，3#、4#、5#、6#发电机由哈尔滨电机厂制造。发电机冷却系统采用密闭循环通风冷却系统，它包括冷却套、6台功率为13.5 kW的轴流风机、6台冷却器、2台功率为15 kW的循环水泵和膨胀水箱等。冷却套为一个冷却夹层，通过管路与循环水泵连接，外壁为不锈钢板，导热性能强，易散热，表面光滑，使水生物不易粘附。轴流风机主要是将发电机内定、转子所产生的热量抽出，经过冷却器后，将热量传递给冷却器，再将经过冷却器后的冷风强迫送入发电机内。2台循环水泵互为备用，它主要是使冷却水在冷却套、冷却器之间循环，最终将热量传递给河水。虽然整个冷却系统是密闭循环的，但由于水的蒸发以及渗漏，采用了膨胀水箱来补水，冷却水中加有防锈、防腐蚀、防结垢添加剂。

发电机冷却方式:有两个密闭循环系统，一个是冷却空气密闭循环系统，一个是冷却水的密闭循环系统，通过二次热交换进行冷却，即空气→冷却水，冷却水→河水的热传导方式。附图为发电机冷却系统示意图。

2.2 发电机冷却系统技术参数

发电机冷却系统技术参数表见表2、表3、表4。

附图发电机冷却系统示意图

表2 轴流风机21FV.2P技术参数

表3 空气冷却器技术参数

表4 循环水泵电机IMB3技术参数

3 试验分析

3.1 设备现状

洪江水电厂原监控程序设定在机组运行过程中，两台及以上轴流风机故障达10 min，将按正常停机流程停机。在实际运行中，曾经发生过轴流风机接触器烧坏，导致两台以上轴流风机被迫停运，运行人员只能马上申请将该机组停运，不便于紧急抢修，降低了设备的可靠性。根据#1～#6机组运行经验，在迎峰度夏期间，机组长时间满负荷运行，6台发电机轴流风机全部投运时，发电机定子线圈最高点温度上升至90.7℃，发电机定子铁芯温度最高点上升至81.5℃。而监控程序设定发电机定子线圈温度达125℃时告警，135℃时机组跳闸；发电机定子铁芯温度达100℃时告警，110℃时机组跳闸。

3.2 试验目的

机组运行状况下，逐台切除轴流风机，观察定子线圈及铁芯温度上升情况，找出机组在不同负荷下运行时定子线圈及铁芯的温度上升趋势、速度及变化范围，并进行比较分析，从而为发电机监控停机程序更改提供有力依据，同时为机组紧急状况下的事故处理赢得时间。

3.3 试验过程

2008年6月29日上午，室外环境温度为35℃，洪江水电厂组织人员对3#发电机进行轴流风机对机组温度影响试验。发电机定子线圈共有12个测温点，定子铁芯共有6个测温点。检查3#机组“定子线圈A相温度过高”、“定子线圈B相温度过高”、“定子线圈C相温度过高”、“定子铁芯温度过高”延时3”停机4块软压板确已投入后，在30 MW时进行了轴流风机切停后的温升试验，现场观察在切除两台轴流风机和切除3台轴流风机两种情况下，运行40 min左右温度基本稳定，无明显变化；在45 MW额定负荷下运行时，在切除两台轴流风机后，40 min内发电机定子线圈最高点温度上升至89℃，并趋于稳定；发电机定子铁芯温度最高点上升至78.6℃，并趋于稳定；在切除3台轴流风机后，40 min内发电机定子线圈温度最高点上升至93.9℃，并趋于稳定；发电机定子铁芯温度最高点上升至83.8℃，并趋于稳定。显然发电机定子线圈、定子铁芯的实际温度值离机组跳闸值还有较大的裕度。表5为试验数据。

表5 试验数据

3.4 试验结论

通过在45 MW额定负荷下运行时，最多切除3台轴流风机后，40 min内发电机定子线圈温度最高点上升至93.9℃，并趋于稳定；发电机定子铁芯温度最高点上升至83.8℃，并趋于稳定。在机组运行过程中发生轴流风机故障时，停机流程时间上有进一步优化的空间，有利于事故处理，可进一步提高设备的可靠性。

4 成果应用

通过在45 MW额定负荷下运行时，最多切除3台轴流风机后，40 min内，发电机定子线圈、铁芯温度最高点离机组跳闸值有较大裕度，为发电机监控停机程序更改提供了有力依据。洪江水电厂于2008年8月对1#～6#发电机组轴流风机故障停机程序进行相应修改，将1#～6#发电机组轴流风机故障停机值由“两台及以上轴流风机故障达10 min，将走正常停机流程停机”更改为“轴流风机故障3台及以上延时30 min停机”。程序修改以来机组一直运行稳定。

5 结语

本文论述了电站运行管理中常遇到的温控调度问题。针对各冷却系统故障对温控影响进行了比较试验，并根据试验数据科学地调整了运行方案，确保电站运行的稳定性、可靠性。既提高了本单位效益，又确保了用电单位的用电稳定持续性、经济效益可观，社会效益明显。