60MW超超临界机组发电机扇叶装反问题的分析及处理

权星军

（国家电投集团江西电力有限公司景德镇发电厂，江西 景德镇 333000）

0 引言

某厂1号机投产以来一直存在发电机励端、汽端铁芯局部温度偏高的异常情况。尽管目前有些文献[1-4]出现了发电机铁芯温度偏高的现象，但是涉及发电机风扇叶片的内容未见报道。本文通过分析发电机氢气冷却流程，依据发电机铁芯温度、氢气温度、冷却水温度等参数，发现、分析以及处理发电机铁芯局部温度偏高的问题，所取得的经验可供各新建电厂借鉴。

1 设备概况

某厂2×660 MW机组“上大压小”扩建工程两台机组三大主机设备厂家分别为哈尔滨锅炉厂（锅炉）、东方汽轮机厂（汽轮机）、东方电机厂（发电机）。其中发电机的主要参数：型号为QFSN-660-2-22，隐极式、二极、三相同步发电机；冷却方式为水-氢-氢，氢冷器4组。转子与铁芯通风冷却系统如图1，图中蓝色代表冷风，红色代表热风。

随着发电机转子的转动，依靠安装在发电机转子两端的扇叶，搅动发电机内氢气形成流场，其流程为：热氢→四组氢冷器冷却→发电机转子两端风扇→励端、汽端端部铁芯（转子、定子）→发电机中部定子、转子冷却→热氢，以此建立循环。

图1 转子与铁芯通风冷却系统

2 问题分析

1号机组带满负荷通过168 h试运时，发现定子铁芯励端、汽端端部温度测点1-3点均偏高，如表1所示。

表1 1号发电机铁芯及氢冷器氢气温度

为此，电厂组织相关技术人员对测点状况和准确性进行了校验、排查，均未发现异常。根据QFSN-660-2-22型汽轮发电机技术数据汇总表第5页第3条“发电机绝缘等级及温度限值”规定：定子线圈绝缘等级F级（按B级考核），定子绕组及出水线温度≤85℃、定子绕组层间温度≤120℃，转子线圈绝缘等级F级（按B级考核），绕组温度115℃，定子铁芯绝缘等级F级（按B级考核），长期最高允许温度为130℃。（注：F级绝缘材料最高允许温度为155℃），该类型机组励端和汽端铁芯温度在130℃以内允许长期运行，此时表1各点温度未超过120℃。

随着环境温度逐渐升高，1号机组负荷加至647 MW时，发现发电机铁芯温度在缓慢爬升，其中励端第2点达121℃、第3点120℃，汽端铁芯第1点123℃、第2点122℃、第3点122℃（此时DCS显示转子绕组温度最高95℃），立即停止加负荷，确保铁芯最高温度小于120℃。对比检查1号、2号发电机氢气温度数据，并作图发现两台发电机冷却风向完全相反，如图2、3所示，图中数据分别为各组氢冷器热氢和冷氢温度。

图2 1号发电机氢气温度分布图

图3 2号发电机氢气温度分布图

根据图1所示发电机的通风冷却工作原理，确认1号发电机冷却风向反向，这就导致了1号发电机铁芯局部温度偏高。

3 问题处理

停机后打开发电机两侧端盖，通过对照发电机风扇叶片图纸，发现励端、汽端风扇叶进出气方向与图纸标示不符，确实存在发电机转子风扇叶片装反的现象，如图4、5所示，这就是引起发电机冷却风向反向的直接原因。

对1号发电机风扇叶片重新调整装配，如图6、7所示，开机后机组带657MW负荷时数据如表2所示。

表2 1号发电机铁芯及氢冷器氢气温度

由表2数据可知，发电机内各铁芯温度均在100℃以下，解决了定子铁芯励端、汽端局部温度偏高的问题。

图4 调整前汽端扇叶

图5 调整前励端扇叶

图6 调整后汽端扇叶

图7 调整后励端扇叶

4 结束语

本次发电机风扇叶片装反事件虽然未造成直接后果，但660 MW超超临界机组发电机风扇叶片装反在发电机试运过程中鲜有出现。本文通过分析发电机氢气冷却流程，依据发电机铁芯温度、氢气温度、冷却水温度等参数，得出发电机风扇叶片装反的结论，解决了定子铁芯励端、汽端局部温度偏高的问题。建议制造厂在风扇叶片设计上采取可靠的防误装措施。此次从发电机扇叶装反问题的发生，分析解决的过程，对于各工程建设单位如何控制制造、安装、监理、调试、运行等各环节工程质量具有借鉴意义。

参考文献：

[1]冯广亮.发电机温度高造成停机的原因分析及对策[J].电力安全技术，2008，（8）∶34-35.

[2]郭庆文.汽轮发电机冷氢温度高原因分析及处理[J].内蒙古电力技术，2015，（6）∶76-78.

[3]刘巨勇.降低达电5号发电机铁芯温度[J].河南科技，2014，（22）∶75.

[4]李子建.汕尾电厂600 MW发电机铁芯温度高的问题分析及解决措施[J].科技风，2013，（6）∶58-59.