300MW汽輪發電機的運行和維護

李春輝

（哈爾濱電機廠有限責任公司，黑龍江 哈爾濱 150040）

發電機三相隱極式同步發電機。發電機主要由定子、轉子、端蓋及軸承、氫氣冷卻器、出線盒、油密封裝置、刷架等組成。采用"水氫氫"冷卻方式，發電機整體為全密封結構。 2×300MW工程選用哈爾濱電機廠有限責任公司制造的QFSN-300-2型300MW汽輪發電機組的技術參數見

1 QFSN-300-2型汽輪發電機結構特點

1.1 定子

發電機機座為整體式。機座內腔沿周向均布18根彈性定位筋，構成機座和鐵芯間的彈性支撐結構，以減少在發電機運行時，由定、轉子鐵芯間的磁拉力在定子鐵芯中產生的倍頻振動對機座的影響。定子機座和鐵芯的固有頻率避開了倍頻振動頻率。定子鐵芯由高導磁、低比損耗的無取向冷軋硅鋼板沖制的扇型片疊壓而成。鐵芯沿軸向分成64段，每段鐵芯間形成8mm的徑向通風溝。在兩端外圈用特制的銅屏蔽板覆蓋，以減少端部鐵芯及結構件的損耗和發熱，滿足發電機進相運行的要求。

1.2 轉子

發電機轉軸是高強度螺栓高導磁率合金鋼整體鍛件。轉子繞組每匝線圈由兩股銅排組成，槽內部分加工出兩排風孔構成斜流式氣隙取氣冷卻風道護環材料為0Mn18Cr18N合金鍛鋼。發電機采用定子繞組水內冷、轉子繞組氫內冷、定子鐵芯及其結構件氫氣表面冷卻，為“水氫氫”冷卻方式。轉子繞組槽部采用氣隙取氣斜流通風系統。定子鐵芯沿軸向分為9個分區，其中4個進風區、5個出風區，冷熱風依次交替。

2 300MW汽輪發電機運行

2.1 調峰運行

當電網需要時，發電機允許調峰運行。在整個發電機使用壽命期限內，啟、停次數不允許超過10000次。發電機負荷增減率，每分鐘為額定負荷的3%～5%。

2.2 進相運行

發電機進行運行的容許范圍主要受發電機靜態穩定和定子鐵芯端部結構構件發熱兩個因素的限制。這在設計參數和結構上都充分考慮過。發電機能在超前功率因數為0.95的情況下持續運行。

2.3 冷卻器進水溫度偏高，氫氣壓力變化時的氫溫和負載調節

為了防止結露和可能的振動增加，發電機冷溫度應盡量維持額定值45℃土1℃。但允許不低于30℃冷氫溫度下運行，冷卻器的進水溫度和冷氫溫度超過額定值的運行方式參見“發電機冷卻器的進水溫度，氫氣壓力變化時允許的負載能力曲線”當冷氫溫度超過48℃時不允許發電機運行

2.4 氫氣冷卻器發生故障時的運行

發電機正常運行時共有2組（每組2個，共4個）氫氣冷卻器，以維持機內冷氫溫度恒定。當停用1個氫氣冷卻器時，發電機的負荷應降至額定負荷的80%或以下運行。

2.5 在不同功率因數下運行

當功率因數在0.85（滯后）～0.95（超前）之間變化時，發電機可以額定功率連續運行，在更低的滯后功率因數下，轉子勵磁電流不允許大于額定值；在更低的超前功率因數下，發電機受靜態穩定和定于端部發熱的限制，因此，要限低功率運行。

2.6 發電機失磁時的異步運行

在事故條件下，發電機允許短時失磁異步運行。當勵磁系統故障后，在電網條件允許時，失磁運行的持續時間不得通過15min，這時的允許負荷應在額定值的40%以內。發生失磁時，在最初的60S內應將負荷降至額定值的60%，在此后的1.5min以內降至額定值的40%。

3 偏離允許值時應采取的措施

3.1 措施

當任何被監測參數偏離允許范圍時，應遵循下列原則采取措施。首先應迅速查清監測裝置是否發生故障或信號裝置是否發生誤動作，然后立即采取相應的措施，使異常參數復位或解列、滅磁、停機；如果被監測參數突然超過允許值（或短時內突變），運行操作人員應迅速將發電機解列、滅磁、停機。然后再查清故障原因。未查清故障原因之前不得重新投入運行。

3.2 措施的具體實施

當發電機定子繞組（層間或出水）溫度、定子鐵芯溫度等參數中的任何一項持續上升至規定的各自允許值以上時，信號裝置自動報警。運行操作人員見到報警信號應迅速使發電機減負荷，直至該溫度降至允許值以下為止。如果減負荷不奏效，應立即解除發電機負荷并與電網解列。當發電機軸承溫度及其回油溫度持續上升時，可適當提高進油溫度。如果溫度超過允許值，應立即停機并檢查原因。當發電機內發現少量水時，應當將水排出并加強對發電機的監視。如果機內繼續積水，則必須依次斷開氫氣冷卻器，以查清哪臺冷卻器發生漏水故障。然后采取措施將故障清除。當發現內冷水壓比機內氫壓高時應對此情況立即處理，使其壓力恢復正常，同時監視線棒的溫度并注意機內是否有水放出。這時應盡可能停機，以便查清和消除隱患的根源。機內氫氣應滿足基本數據的要求。當機內氫氣壓力低于或高于額定值時，運行操作人員應立即補氫或排氫。當機內氫壓急劇下降即漏氫量過大時，應盡快查清漏氫原因和部位。必要時應降負荷直至停機進行檢查。當機內氫氣純度下降至允許下限值時，應采取補、排氫的方法提高機內氫氣的純度。機內氫氣濕度偏高，對繞組絕緣及轉子護環產生有害影響。因此，運行時機內冷氫氣絕對濕度必須低于（或露點溫度-18℃），即在機外常壓下取樣化驗時氫氣中的水汽濃度不高于 1g／m3（或露點溫度-18℃），在任何運行方式下都必須保持這一數值。當氫氣冷卻器及水水冷卻器內的二次水流量降低至額定值的75%時，信號裝置應報警。運行操作人員應適當減小發電機的負荷。同時應采取措施恢復至額定流量。當定子繞組進水溫度、機內冷氫溫度低于允許范圍，應采取措施使其恢復正常（調節氫氣冷卻器，水水冷卻器中的二次水溫度或流量）。當內冷水導電率超過額定值到5μs／cm時，信號裝置應當報警。運行操作人員接到報警信號后，必須用新鮮合格的內冷水更換原有的內冷水使導電率降至額定值以下。如果不能奏效，則當導電率達到10μs／cm時，應迅速解除發電機負荷并與電網解列。當發電機軸承室及主油箱內或發電機軸承回油中的氫氣含量超過1%，必須盡快停機，消除漏氫的根源。當封閉母線外殼內的氫氣含量超過1%時，必須迅速向其內充入惰性氣體（二氧化碳或氮氣）。同時立即解除發電機負荷并與電網解列、滅磁、停機。不等機組停下便開始排出機內氫氣。隨后找出并消除漏氫根源。

4 發電機維護

4.1 集電環和電刷的維護

日檢查：每個工作班應對碳刷做直觀的檢查。觀察是否有火花及火花的大小，集電環和電刷裝置的溫升及噪聲情況等。如發現碳刷火花、過多的碳粉或碳刷振動，應按周期檢查要求進行維修。 周檢查：每周對碳刷做一次全面的檢查。檢查碳刷的活動情況；檢查彈簧壓力是否均勻；檢查碳刷的振動；檢查碳刷的磨損情況；檢查是否有脫辮現象。

4.2 氫冷器的維護

每年應清理水室、蓋子和管板的內表面，清理管板內表面，根據二次水的狀況而定。每次檢修和清理后，應進行0.6 MPa的水壓試驗，保持30min。