一起300MW发电机氢冷器冷氢温度超标的故障处理

摘 要：简单介绍QFQS-300-2型汽轮机发电机氢气冷却系统工作原理。对发电机氢气冷却系统温度超标的原因进行分析并处理，消除氢冷器温度超标现象。

关键词：发电机氢气冷却系统 原理 氢冷器温度超标分析 处理

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2018）12-0-01

一、我厂发电机氢气冷却器系统介绍

3、4号机组为哈尔滨电机厂制造的QFQS-300-2型发电机组，冷却方式为水氢氢冷却：定子绕组用水冷却，转子绕组用氢气冷却，定子铁芯用氢气冷却。发电机氢气冷却器为水和氢气热交换的方式。

氢气冷却系统由高效冷却管和两端的水箱组成，冷却器横置于发电机两端顶部的外罩内。汽、励端各一组，每组冷却器由两个冷却器组成，水路为各自独立的并联系统。氢冷器为两组共4个冷却器，冷却水在氢冷器内循环带走热量。氢冷器入口处的水温最高为38℃、最低水温为20℃，额定入口压力为最高为0.25MPa、最低为0.2 MPa，氢气冷却器的水压降为0.04 MPa，一个氢气冷却器额定水流量为100m3/h。

二、发电机氢气冷却器结构原理

四个氢气冷却器水平安装在两个端罩的顶部冷却器包内。氢气冷却器与机座之间的密封结构，即可以密封氢气，又可以在氢气冷却器因温度变化而涨缩时起补偿的作用，从而始终具有良好的密封效果。氢气冷却器的水箱结构，使发电机在充氢状态下可以打开水箱清洗冷却水管。当冷却器水管与外部水管拆开后，氢气冷却器就可以从发电机中抽出。

冷却水从水室入口进入冷却器铜管中，通过冷却水管表面的吸热片进行热量交换。然后有冷却器水室出口将热量带走，从而降低了发电机内部氢气的温度。

三、氢冷器冷氢温度超标故障原因分析

通过发电机运行中对氢冷器排空、排污、调整氢冷器冷却水流量、温度、冷却温度测点检查校验等方法，均未取得效果。进行进出水管测温对比，进出水温度温差最大3℃，而3号机组氢冷器进出水温度温差最大8℃，充分说明氢冷器冷却效果差，初步判断氢冷器存在冷热氢窜氢、冷却水进回水窜水问题。机组运行中通过红外成像检查，发现4号发电机氢冷器上部明显存在风路短路现象。

解体氢冷器检查，根据红外成像结果对比氢路短路位置检查发现共三处问题。

1.氢冷器上部密封隔板安装位置不合理，由于氢冷器外罩腔室顶部为弓子型，密封隔板安装于氢冷器内侧，密封隔板安装后与外壳顶部存在近150mm缝隙，密封隔板无法形成有效密封面，用手电照射发现存在透光现象。

2.氢气冷却器下部接水板存在与氢冷器密封不严情况，导致热氢未经冷却器冷却直接在发电机内参与循环，使氢冷器冷却效率不能充分利用。

3.氢气冷却器四组水室密封采用普通耐油胶皮密封，在回装水室端盖时造成密封条挤压错位，氢气冷却器内的冷却水进水直接窜入回水室，水路短路降低了冷却效果。

四、氢冷器冷氢温度超标的处理方法

1.氢冷器上部密封隔板安装位置合理改进，将氢冷器5mm密封隔板由氢冷器上部中间移至外侧与氢冷器外壳形成全接触无缝密封面，有效解决冷热氢串氢问题。如图2所示。

2.在氢冷器接水板底部焊接和铆接了一块40×40的角钢，使其能够更好的阻断热氢从氢冷器底部的接水板和发电机定子铁芯框架之間串风的问题。为防止氢冷器下部密封隔板破损，对氢冷器底部和接水板的密封由单层改为双层5mm耐油胶皮密封，至此氢冷器冷热氢上、下部三道密封面全部有效建立，保证热氢只能通过氢冷器进行循环，杜绝缘冷、氢串氢问题，从而有效的提高了氢气冷却器的冷却效果。

3.进回水密封、水室盖板密封采用艾志密封条（延展带状垫片，能够使密封条自身粘贴在水室结合面）替代3mm普通耐油胶皮，具有检修施工便利、密封延展性能高等优点，防止回装水室端盖时密封条发生挤压断裂和错位现象，避免了进水室和回水室相互之间窜水。增加了氢气冷却器内冷却水的流量，从而提高了氢气的冷却效果。

结语

连城发电公司4号发电机氢气冷却器通过氢冷器上部密封隔板安装位置合理改进、氢冷器底部和接水板的密封双层布置、氢冷器底部的接水板和发电机定子风道隔板密封共三道密封面的合理改进，以及丁晴橡胶、艾志密封条等新材料的使用，有效解决了氢气冷却器运行中冷热氢窜氢、冷却水窜入问题，消除了冷氢温度超标设备缺陷，机组投入运行后，在对系统未做调整的情况下，氢冷器出风温度为30℃，氢冷器冷却水回水调阀开度5%，使夏季循环水温度高时调节冷氢温度留有裕度，为机组接带负荷及发电机绝缘管理奠定了良好基础。

作者简介：蒲晓东：（1990-），男，高级工，助理工程师，长期从事火力发电厂电机检修及电气点检。