某電廠發(fā)電機定子內(nèi)冷水流量低信號誤動探究

（鄭州裕中能源有限公司，452375）

某電廠發(fā)電機定子內(nèi)冷水流量低信號誤動探究

寧慧莉

（鄭州裕中能源有限公司，452375）

汽輪發(fā)電機定子線圈采用定子水冷，當(dāng)出現(xiàn)斷水故障時，線圈溫度就會上升，危及發(fā)電機的安全運行。發(fā)電機保護動作信號的準確性研究。本文分析了某電廠發(fā)電機“斷水保護”誤發(fā)的原因 。

汽輪發(fā)電機；斷水保護；板式冷卻器；管道排氣

1 設(shè)備概況

某廠安裝有兩臺1000MW國產(chǎn)超超臨界凝汽式燃煤發(fā)電機組，機組采用單元布置。鍋爐為上海鍋爐廠提供的超超臨界參數(shù)、變壓直流爐、單爐膛、一次再熱、平衡通風(fēng)、露天島式布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)、切圓燃燒方式的塔式鍋爐。汽輪機汽輪機為東方汽輪機有限公司生產(chǎn)的超超臨界、一次中間再熱、凝汽式、單軸、四缸四排汽汽輪機。發(fā)電機為東方電機有限公司設(shè)計制造的水氫氫冷卻的汽輪發(fā)電機，勵磁方式靜態(tài)勵磁 ，冷卻方式為定子線圈水冷，定子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組為氫氣冷卻。

2 問題的提出

汽輪發(fā)電機定子線圈采用定子水冷，當(dāng)出現(xiàn)斷水故障時，線圈溫度就會上升，危及發(fā)電機的安全運行。一般來說，發(fā)電機斷水的原因主要有：冷卻水泵運行中跳閘，備用泵未自動起動；冷卻水箱水位太低，引起發(fā)電機斷水；發(fā)電機冷卻水系統(tǒng)切換操作錯誤；發(fā)電機冷卻水系統(tǒng)操作時空氣沒有放盡。 我廠發(fā)電機斷水保護配置為：發(fā)電機定子冷卻水流量低差壓開關(guān)三取二，延時30秒動作停運發(fā)電機組。我廠先后出現(xiàn)兩次發(fā)電機斷水信號短時2秒報警，因該保護延時30秒動作，故未導(dǎo)致機組停機。保護設(shè)置示意圖如下圖1：

3 事情檢查經(jīng)過

圖1

2015年7月10日22:23，發(fā)電機定子冷卻水流量低低2和發(fā)電機定子冷卻水流量低低1同時出現(xiàn)短時0.7秒的報警，保護定值為≤30.2kpa (82t/h)，調(diào)用當(dāng)時趨勢發(fā)現(xiàn)：發(fā)電機定子水箱水位穩(wěn)定，當(dāng)時值為502mm，未見補水電磁閥動作，A定冷水泵電流穩(wěn)定，發(fā)電機定子冷卻水流量變送器顯示132 t/h（≤96.36 t/hⅠ級報警并聯(lián)啟定冷水泵；≤82.62 t/h Ⅰ級報警）未見波動，發(fā)電機定子冷卻水進口壓力穩(wěn)定，顯示值0.31MPa,發(fā)電機各定子繞組溫度未見上升，定子冷卻水出口導(dǎo)電度未見變化。

熱工檢查 發(fā)電機定子冷卻水流量低低1和發(fā)電機定子冷卻水流量低低2信號通道位于不同的輸入卡件，針對這兩組信號，進行電纜絕緣測試，對地和線間絕緣均＞20MΩ。基本排除外界信號干擾。校驗差壓開關(guān)，未見明顯定值漂移。

表1

調(diào)取2015年7月10日22:23前后5分鐘歷史事件記錄，發(fā)現(xiàn)22:23前，開式冷卻水泵AB均在運行，開式水母管壓力為0.42 MPa，22:23:01因機組負荷低，停運開式冷卻水泵B，開式水母管壓力下降為0.35 MPa，22:23:01:69，發(fā)電機定子冷卻水流量低低2和發(fā)電機定子冷卻水流量低低1同時出現(xiàn)短時0.7秒的報警。

調(diào)取2015年6月至8月期間趨勢數(shù)據(jù)，統(tǒng)計結(jié)果如表1：

4 原因分析

發(fā)電機定子內(nèi)冷水工藝系統(tǒng)詳見附圖，發(fā)電機斷水報警時2015年7月10日22:23:01，相關(guān)參數(shù)（A泵電流、A泵出口壓力、發(fā)電機定冷水流量和壓力、冷卻器出口定冷水溫度）穩(wěn)定，初步推論定冷水系統(tǒng)未見異常，信號回路的絕緣和通道的分散布置和開關(guān)的校驗情況看，基本可排查測量異常。從變送器和開關(guān)的反應(yīng)看，壓力開關(guān)的反應(yīng)要較變送器反應(yīng)靈敏，系統(tǒng)確實在瞬間出現(xiàn)了擾動。

發(fā)電機定子冷卻水的冷卻器采用板式冷卻器，型號為GEA（基伊埃） NT150SCD-16，查閱冷卻器的檢修記錄，2015年4月，板式濾油器在C修中進行過清洗，并測試密封正常，且定冷水進口電導(dǎo)率儀表監(jiān)視數(shù)據(jù)穩(wěn)定，故暫排除冷卻器本身泄漏的可能。

查閱相關(guān)GEA（基伊埃）板式冷卻器資料得知：GEA板式冷卻器由一組板片組成，利用板片波紋開成紊流，每種板片都有特定的熱性能和壓降特性，確保介質(zhì)和冷卻水充分的熱傳導(dǎo)，提高換熱系數(shù)，GEA開發(fā)了豎波浪紋和橫波浪紋，而且每種波紋都有三種深度，以取得不同換熱性能和阻力特性的板片，從而使板式換熱器的換熱系數(shù)和流動阻力得以最優(yōu)化設(shè)計。為使換熱效果更充分，兩種流體采用純逆流方式流動。正因為發(fā)電機定子冷卻水的冷卻器采用純逆流方式流動板式冷卻器，當(dāng)冷卻水壓力突然下降，致使板式冷油器內(nèi)部冷卻水對板片產(chǎn)生一個相對的回縮力，使定冷水出現(xiàn)短暫的回流，如果當(dāng)回流的介質(zhì)中包含有大量氣泡，回流的體積相對較大，從而導(dǎo)致定冷水流量瞬間減少。

從系統(tǒng)進行排空后觀察的結(jié)果看，自2015年7月14日進行排空后，冷卻水壓力多次復(fù)現(xiàn)突降的工況，未再出現(xiàn)定冷水流量開關(guān)誤動的情況。

5 結(jié)論

板式冷卻器憑借其優(yōu)良的換熱系數(shù)和流動阻力，在電廠使用較為普遍，但務(wù)必做好冷卻側(cè)和介質(zhì)側(cè)的空氣的排空工作，防止冷卻水壓力波動導(dǎo)致的系統(tǒng)流量波動。

重要的保護出口，必須設(shè)置一級報警，便于異常事件的及時發(fā)現(xiàn)和分析。

電廠熱工保護，信號盡量配置為三取二或四取二，且信號通道實現(xiàn)卡件分散原則。

對于流量測量元件，運行中也需做好取樣管路的排空工作，防止出現(xiàn)信號誤動。由于氣泡產(chǎn)生的干擾往往是短暫的，一般在1秒左右。

DCS事件記錄和趨勢記錄，對異常事件的分析有很重要的指導(dǎo)意義。熱工人員不僅僅局限于熱工測量和信號處理，還應(yīng)致力于工藝系統(tǒng)數(shù)據(jù)的分析和判斷，不斷提高自身的專業(yè)技術(shù)素質(zhì)，從表象分析問題，查閱設(shè)備運行的資料，大膽猜測和判斷，真正成為電廠生產(chǎn)技術(shù)的核心力量。

鄭州裕中能源有限公司.2×1000MW 機組集控主機運行規(guī)程，2011年5月.

Error of low water flow signal of generator stator in a power plant

Ning Huili
（Zhengzhou Yuzhong Energy Co. Ltd.，452375）

This paper analyzes the causes of generator of a power plant "protection" missent.

turbine generator;protection;cooler;exhaust pipe

寧慧莉（1973—），女，大學(xué)本科，工程師，從事電廠熱工自動化維護管理工作。