某電廠發電機風溫高的原因分析及處理

李勇 胡仁強 河南第一火電建設公司調試所 450001

某電廠發電機風溫高的原因分析及處理

李勇 胡仁強 河南第一火電建設公司調試所 450001

新疆天業#8機組是哈爾濱電機廠有限責任公司生產的135MW機組，投產以來由于發電機風溫高、定子鐵芯溫度高等嚴重影響機組帶負荷安全運行，停機后，經過具體的原因分析及處理，使問題得到解決，確保機組的安全運行。

發電機；風溫；定子鐵芯；定子線圈

引言

新疆天業#8號機組發電機為哈爾濱電機廠有限責任公司生產制造生產的QF-150-2型空冷汽輪發電機，額定負荷為150MW。機組于2008年投產，投產后一直受發電機風溫高，定子鐵芯溫度高等問題困擾，機組處于帶病運行，為使機組處于正常的安全運行狀態，機組于2009年7月24日停機處理缺陷，經過采取相關措施，問題最終得到有效的解決。

1 系統簡介

發電機空冷器為4組，并列放置于發電機下面的發電機風室，標高約4m。熱風經過發電機空冷器冷卻后被發電機兩端的冷卻風扇分別經汽端、勵端冷風室抽至發電機內，冷熱風室利用混凝土墻進行隔離。空冷器冷卻水取自循環水來水，參數為0.16MPa/27.79℃，空冷器排水至循環水回水管，回水壓力為0.10MPa。凝汽器抽空氣管道從發電機汽端冷風室中部穿過，直徑279mm，溫度超過50℃，且該管道在經過風室時未進行保溫。空冷器具體銘牌參數見表1。

2 機組運行概況及問題描述

機組負荷125MW時發電機定子鐵芯最高溫度108.4℃，定子線圈最高溫度110.8℃，發電機進風溫度56℃，出風溫度81℃，隨著負荷的升高，定子鐵芯和定子線圈溫度繼續升高，雖將發電機空冷器冷卻水溫度調整至較低，但效果并不是很理想。考慮到定子鐵芯溫度及定子線圈溫度高會使絕緣發生脆化,機械強度減弱,使發電機壽命大大縮短,嚴重時會引起發電機絕緣損壞、擊穿、造成事故，機組一直不能正常滿負荷運行。

3 原因分析

發電機風溫高的主要原因是空冷器換熱效果不好，其主要有以下幾個方面：

3.1 發電機轉子風扇扇葉裝反。

3.2 空冷器上面有垃圾，基建時從上面落下的各種垃圾如發電機灌漿料等未及時清除。

3.3 發電機冷熱風室密封不嚴。

3.4 空冷器換熱片損壞多，運輸或安裝階段換熱片被踩踏壓造成損壞。

3.5 冷卻水水質差，在換熱器內部形成水垢等附著物，影響換熱。

3.6 受凝汽器抽空氣管加熱冷風影響。

3.7 空冷器冷卻水量不夠。

3.8 空冷器離發電機距離遠，風壓低，風量小，影響換熱。

3.9 空冷器換熱片密，影響通流。

表1 空冷器銘牌參數

4 針對發電機風溫高的原因進行逐一排查和處理

4.1 機組停運后，打開發電機兩側的端蓋，檢查扇葉角度正確，未裝反。熱風從發電機中部出來向下進入空冷器，然后被發電機兩端的風扇抽吸升壓送至發電機內冷卻發電機定子線圈和定子鐵芯。

4.2 機組停運后，打開發電機風室人孔，檢查空冷器，未見到基建時留下的垃圾。

4.3 機組停運后，檢查空冷器與風室間密封，均有密封料，嚴密不泄露。

4.4 機組停運后，打開發電機風室人孔，檢查空冷器，換熱片有極少量被壓倒，其余皆正常，這些損壞的換熱片不會使空冷器換熱效果這么差。

4.5 機組停運后，打開空冷器兩端的進水端蓋，查看空冷器水側進出水處有結垢，管子內部有泥。但不是非常的嚴重，不是空冷器換熱差的主要原因。采取措施控制循環水水質在要求范圍內。

4.6 凝汽器抽空氣管道在機組運行時其溫度高于發電機冷風溫度，會加熱發電機冷風，且其管道較粗，一定程度上阻擋發電機進風，減小了通風面積和通風量，影響發電機換熱，但發電機汽端和勵端冷風溫度相差不是很大，判斷其不是發電機風溫高的主要因素。機組停運后，將凝汽器抽空氣管從發電機風室中移走。

4.7 空冷器冷卻水來自循環水進水，回水排至循環水回水管，進回水壓差0. 06MPa，冷卻水流速較慢，現場用測溫儀測空冷器冷卻水管道外殼溫度，進出水管道外殼溫差在2～3℃，若是冷卻水量不夠，空冷器進出水溫差應該較大，經分析不是空冷器換熱效果差主要原因，但若能將冷卻器回水改為無壓回水，增大進回水壓差，將會使換熱效果更好，考慮冷卻水回水量大，需要單獨布置管道且管道長等因素，未采取進一步措施。

4.8 查找發電機安裝圖紙，要求空冷器安裝位置為其上邊沿距發電機底部1m，而實際安裝距離為1.46m。空冷器距發電機定子過遠，風壓低，發電機出風向下時能量被大大消耗，穿透空冷器能力隨之降低，風量減少，造成換熱效果差。由于距離過遠，也使得空氣流程加長，風循環較慢，進一步降低發電機換熱效果。分析其為空冷器換熱效果差，發電機風溫高的主要原因。機組停運后，根據圖紙數據和現場情況，沿空冷器安裝位置向上打掉冷熱風室周圍約0.5m高的墻，將空冷器整體抬高約0.5m，減小發電機和空冷器間的距離，縮短空氣流通距離，增大風量，加速空氣換熱速度。

4.9 機組停運后檢查空冷器，發現空冷器換熱片非常密集，阻力較大，影響換熱。經慎重考慮，更換為換熱片間距離大，阻力小的空冷器。所更換空冷器具體銘牌參數見表2。

表2 空冷器銘牌參數

5 結束語

機組經過技改后，在機組負荷125MW時，發電機各項參數趨于正常，技改前和技改后實際運行參數見表3。

表3 發電機技改前和技改后實際運行參數

若能將空冷器回水改為無壓回水至循環水冷卻塔池，將會使冷卻器冷卻水進回水壓差由0.06MPa變為0.16MPa，進一步增大冷卻水流速和流量，將大大改善空冷器換熱效果，發電機冷風溫度將會進一步降低，且空冷器不易結垢，更有利于機組安全運行。

[1]哈爾濱電機廠有限責任公司 編.QF-150-2型空冷汽輪發電機說明書及圖紙

[2]馮廣亮, 王友玲.發電機風溫高停機故障分析及對策.《電力安全技術》.2007年12期

[3]安裝圖紙（江蘇省電力設計院）

[4]章湘武,姚志東 編.空冷器技術問答. 2007年7月

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.21.024

李勇：（1 9 7 9-），男，本科，工程師，河南第一火電建設公司調試所機調，主要從事電廠汽機調試工作。