150MW空冷汽轮发电机温度异常分析及处理

郭洪然

（神华神东电力有限责任公司上湾热电厂，内蒙古 鄂尔多斯 017209）

150MW空冷汽轮发电机温度异常分析及处理

郭洪然

（神华神东电力有限责任公司上湾热电厂，内蒙古 鄂尔多斯 017209）

在空冷汽轮发电机出现温度异常时，应该首先进行通风实验，对其在运行时的实际通风量进行相关的测试，第二步就是对发电机的风量分配以及总风量利用网络计算法进行相关的计算，并且根据以上的数据利用有限元的计算方法对相关的定子温度场进行计算；最后根据计算结果对空冷汽轮发动机因为温度异常而不能达到额定负荷进行数据监测、分析，对相关问题的解决提供一些思路与具体的解决办法。

150MW空冷汽轮发电机；温度异常；分析处理

在我国国民经济快速增长的同时，我国的电力需求也在以很大的速度增长。在20世纪80年代我国电力工业进入了大电网的时期，现在已经进入了能够实现电网互联、更好地实现资源优化配置的时代。对于发电厂来说，汽轮发电机是电厂的必不可少的设备之一，是直接进行发电的设备。目前我国有八成以上的电是由汽轮发电机产生的，所以说汽轮发电机的发展对于我国的电力工业是十分重要的。下面我们就汽轮发电机中经常出现的温度异常问题进行深入地探讨分析，结合实例，对于如何解决这个问题也提出一些具体的方法。

一、对于空冷汽轮发电机的介绍和实例

提高空冷汽轮发电机的容量主要是通过增加电磁负荷以及增大发电机的线性尺寸等两种方式来实现的。然而在实际的设计中受很多客观因素制约而不能完全依靠增加电磁负荷的方式来实现，如果过度的增加线负荷就很有可能导致温度上升超过容许的温度。所以也就有必要对空冷汽轮发电机进行有效地降温。保证其能够安全的运行，所以冷却技术是保证汽轮机技术发展的重要一步。

某电厂1台编号为8#的150MW空冷汽轮发电机在运行中存在温度异常现象，第一次进行的是在工作不停机状态下的检查，主要包括以下几个部分，根据发电机的工作声音进行判断，对相关的基础结构以及指示仪表进行观察看能不能发现异常，其次就是用手去接触发电机端盖、定子以及冷却器的基础风道墙壁，检查是否有温度异常，如果无法做出判断的话还可以通过手动红外测试设备对风道的温度进行测定。

在机组负荷不超过110MW的情况下对发电机的温度做了相关的检查。通过对数据进行调查可以发现在发电机的励端进风温度是54℃，汽端进风温度44℃，定子绕组的最高温度不超过115℃，在发电机的中心线处温度是84℃。汽励端入口风温偏差大，且风温偏高。同时在进行检测的过程中，还有一些其他的监测数据，主要有冷却器的工作水压力为0.13MPa，不超过0.20MPa的设定值，最终确定机组的冷却器存在很大的问题，主要包括散热片人工修理过，进出水温度没有变化。而且机组汽端风道没有吸力甚至还有排风。

二、对有关问题进行分析

（一）在对问题进行一定分析的基础上，相关的技术人员展开了第一次的检修工作：

1.风道存在比较严重的漏风现象，不用仪器用手都可以明显感觉的到。

2.位于发电机下方的梯形区域漏风。

3.经过以上的调查我们可以发现，冷却器工作水压较低，散热器曾经进行过修理，这样不仅会对风阻有很大的影响，对冷却效果也是有不小的影响。根据冷却水的温度变化我们可以得知在冷却器中进行的热量交换是比较小的。

4.机组的风道问题一直都存在，在机组的进气端风道门进行检查打开后是没有任何吸力的，甚至还有一些向外排风。经过初步的检查分析，我们提出了第一次的修改建议：

（1）对于机组先进行停机，观察风叶的安装是否无误，这是十分重要的一个检查步骤。

（2）对于机组的相关设备包括出线板等进行更加严密的密封。

（3）对冷却器的水压进行提高，观察是否正常工作。

在一些生产任务比较紧急的状况下，如果在不允许相关的发电设备停机的情况下，就应该暂时停止检修，在任务不紧张的时候再进行如下的检查：

（1）对于有关的通风处、管道是不是有漏风或者堵塞处。

（2）冷却器损坏是否严重，对于风阻影响是不是特别大。

（3）对于电机基础部分跟电机部分的结合是否稳定。

（4）对于有关的汽励端风叶是不是进行角度的调整或者说进行适当的调换。

（二）在第一次检修的基础上，相关的技术人员展开了第二次检修：

第二次停机检查情况：

1.机组的冷却管道与散热片的接触不是太好，表现出的问题就是水压比较低，进出水的温度变化不是太明显等问题。

2.对于引线没有进行绝缘处理，相关的引线安装后应该进行手包绝缘处理。

3.墙壁比较粗糙，不是特别的光滑，对风阻值的影响是比较大的。

4.位于汽、励端口位置的风叶安装是合格的。

5.因为在墙壁以及冷却器之间的缝隙可能导致漏风。

6.对机组的冷却器进行水流测试，测试值为446m3/h。

对于以上这些问题我们给出的改进建议是对于冷却器进行更换处理，对于有可能发现的漏气处进行封堵处理。

（三）第一次对问题的处理

1.对位于发电机引线位置的夹板进行了更换安装。

2.对一组位于进气段的冷却板进行了更换。

3.对检查过程中发现的漏风处应该进行相关的封堵处理。

4.将临时安置的风扇做了拆除处理。

（四）重新启动后的运行情况

发电机在负荷为130MW、cosφ= 0.88稳定的工作了24h，对其进行检修之后发现发电机的励端进风温度为44℃，汽端的进风温度是45℃，冷却器的进水温度为17℃，出水温度是23℃，发电机的中心线温度是82℃，在工作条件下定子绕组的最高温度不超过115℃。

经过处理后的发电机，两个端口的水、气温差都在5℃以上，如果负荷在105MW之下的话对于发电机的进出风的温度有一定程度地改善。但是如果将负荷提高到135MW之后，定子温度以及线圈温度虽然没有超过120℃，但是和其他机组比较来看依然是比较高的。所以我们根据以上的检验与修理我们断定是问题主要是在空冷器的身上。

（五）第二次对问题进行处理

1.对高空冷器的安装进行了位置上的变动，将新安装的位置提高了400mm，这样的话可以减少热风的停留时间，达到降低温度目的。

2.对空冷器进行了更换处理，为了增加新安装的空冷器的换热面积，在新空冷器的上部添加了一组用来换热的铜管。将旧的空冷器进行拆除。

3.对安装质量提出了更高的要求，在安装过程中应该严格地执行工艺指标，在安装之前对其应该进行必要的水压测试，对空冷机的密封应该格外注意，还应该在安装之前对空冷机进行打扫，对施工区域的墙面应该做防水处理。

（六）第二次启动情况检验

这一次启动发电机负荷在130MW，工作时长为24h。

检验工作情况为：在发电机的汽励端进风温度为33℃，出风温度为61℃，定子线圈位置的最高温度75℃。冷却器进出水温差也在5℃左右。

结语

经过对有关器件的更换和维修，发现故障的8#机组也能够正常地工作。对于其他没有出现故障的机组也做了相应的检查，确保机组的安全运行。对于以上的两次改进，我们消除了机组运行中可能出现的安全隐患，确保整个机组安全、稳定地运行。无论是设备的购进还是检修都应该坚持认真仔细的原则，还应该对于这类事件时刻保持高度的警惕，对于相关设备的安装，应该首先要保证质量，质量是整个机组得以进行后续工作的重要前提，也只有在质量上下功夫才能保证效益。

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