350 MW發電機氫氣冷卻器異常的原因分析及處理

王日升

(國家電投集團遼寧東方發電有限公司，遼寧 撫順 113007)

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350 MW發電機氫氣冷卻器異常的原因分析及處理

王日升

(國家電投集團遼寧東方發電有限公司，遼寧 撫順 113007)

遼寧東方發電有限公司350 MW氫冷發電機運行中氫氣冷卻器出現異常，冷氫溫度超過規定。經分析，氫氣冷卻器異常運行的原因有氫冷器漏水、氫冷器冷卻效能降低。利用機組停機A級檢修機會，對該發電機氫冷器進行脹管器更換和管路清垢處理，徹底解決了發電機運行中冷氫溫度超標的問題。

發電機；冷氫溫度；氫冷器；漏水；積垢

1 事件經過

國家電投集團遼寧東方發電有限公司350 MW 發電機(1號)為哈爾濱電機廠有限責任公司生產的氫內冷汽輪發電機，型號為QFSN-350-2，冷卻方式采用水-氫-氫冷卻方式，即定子繞組為水內冷、轉子繞組為氫內冷、定子鐵芯及構件為氫外冷。2014年5月25日開始，該發電機的氫氣冷卻器運行中出現異常，主要表現為：機組負荷210 MW(額定負荷的60%)左右，開冷水壓力、開冷水溫度正常，在發電機氫冷器回水(開冷水)調門、旁路門全開情況下，冷氫溫度異常升高，超過規程規定值(48 ℃)，就地實際測試氫冷器供、回水管壁溫度差變小，相差僅2～3 ℃，采取開啟氫冷器放空氣和減少開冷水負荷，提高開冷水壓力等措施，冷氫溫度仍超標。為保證發電機安全，只好限制機組負荷來控制冷氫溫度不超標。數據統計如表1。

2 氫氣冷卻器運行異常原因分析

2.1 氫氣冷卻器漏水

表1 發電機5月21—28日數據

氫氣冷卻器漏水一般是由于長時間運行導致銅管磨損、腐蝕使其破裂漏水或由于水壓突然升高使其裂紋或綻開[1]，也可能由于振動和機械損傷使其脹口松動，管材疲勞等原因導致漏水。為了防止氫冷器漏水影響發電機安全運行，運行中要定期檢查氫系統放水，放油門是否排出水，如果有水排出，必須采取下列鑒別和處理措施。

a.鑒別水的由來。放水門能排出水的原因一是氫氣濕度大，入口風溫低而產生的凝結水；二是氫冷器漏水。一般可從排水量上來區別，氫冷器漏水時排水量大，每次排水都能排出水來，而且水量不減。而結露的水按其濕度可以算出凝結水量[2]，水量不多，排一次后就可能排凈。

b.確定漏水冷卻器。一般采用分別停用的辦法。將冷卻器出入口門關閉，開啟排氣門，用漏氫檢漏儀檢查有無氫氣排出，最好是提高氫壓查找。若排氣中有氫氣出現，即可確定此氫冷器已漏。當繼續查找已漏的氫冷器中哪一根管子泄漏時，可打開其端蓋，在打開端蓋前應做好防止銅管斷裂大量跑氫的準備[3]，加強監視機內氫壓的變化，同時應注意勿使冷卻器中的積水落到帶電部分上，而后堵住冷卻水管的一端，從另一端用漏氫檢漏儀測量有無氫氣跑出或觀察水中冒氣泡的現象。當確定哪根管子泄漏后即可將該管子從兩端管口加死堵，但每組冷卻器所加死堵的管數不得超過5%，否則應更換整組冷卻器。若屬冷卻器水管脹口滲漏，也可用刷肥皂水的方法查找。

2.2 氫氣冷卻器冷卻效能降低

進入氫冷器的冷卻水雖經過濾網過濾，但有時仍有污泥雜物、草屑等帶入冷卻器，長時間運行后在管內壁形成沉淀物，造成結垢，降低了冷卻器的冷卻器效果[4]。

積垢可根據3種跡象判斷：水量減少；冷卻器水的溫升增加；冷卻水與冷氫溫差增加。一般來說，同時具有這3種跡象，就已表明冷卻器已結垢，僅僅對于其中的某一個單方面情況難于得出肯定的結論。如冷卻水量急劇減少，也可能是進水管被堵；冷風、冷水溫差的增加，除積垢外，還可能是由于冷卻器的翹片或繞簧腐蝕。冷卻器積垢后，最明顯的跡象是發電機在一定負荷下進出水溫差的增加。一般情況下，冷卻器端蓋處的水箱出現嚴重沉淀物堵塞時，則主要表現在出入水溫差的增加上；而管壁上的沉淀物則主要影響到氣和水的溫差大小。為提高冷卻器效能，應取下兩側端蓋，首先消除掉水室中的沉泥、雜草，而管內的有機沉淀物則應用圓筒形刷子，以機械方法來消除。無機沉淀物可用稀鹽酸溶液清洗，但事后需將酸夜沖掉。

3 處理措施

2014年10月，利用機組停機A級檢修機會，對該發電機氫氣冷卻器進行了解體檢查，發現汽、勵側兩組氫氣冷卻器水室內冷卻水來、回管脹管器均存在漏點，造成部分冷卻水來水未進入冷卻器而直接漏到回水管，致使進入冷卻器內的水量減少。另外發現每組冷卻器銅管內部均嚴重積垢。在廠家的指導下，將2組氫冷器脹管器全部更換，對所有的氫冷器管路內壁用毛刷進行清掃處理，將進水處濾網進行更換。經過上述處理后，即使是滿負荷運行，該機組的冷氫溫度也可保持在規定范圍，至今再未沒發生異常情況，保證了機組的安全可靠運行，取得了良好的效果。

4 結束語

氫氣冷卻器是大容量氫冷發電機的重要組成部分，它通過水和氫氣的熱交換帶走發電機的大部分損耗，它對保證發電機的安全運行起到很大的作用[5]，運行中要加強對冷卻器的維護，一旦發現冷卻器出現異常、冷氫溫度超限等，要積極查找原因，及時將隱患消除，防止發電機內部熱量散不出去，造成機內溫度太高而損壞絕緣材料，影響發電機的安全可靠運行，甚至造成發電機的損壞。遼寧東方發電有限公司350 MW發電機氫氣冷卻器異常的事例很有代表性，其原因分析與處理經驗能為其他有類似設備的電廠提供借鑒。

[1] 曹風波，馮立偉.大型汽輪發電機組漏氫故障淺析[J].東北電力技術，2010，31(6)：30-31.

[2] 李佩瑾，李文秀.如何解決氫冷汽輪發電機的氫氣濕度問題[J]. 東北電力技術，1998,19(1)：38-41.

[3] 張修波，姚德全，韓德才.氫冷汽輪發電機氫氣純度下降過快的原因[J].東北電力技術，2002，23(4)：27-28.

[4] 靖長才.350 MW發電機氫氣冷卻器結垢原因及對策[J].吉林電力技術，2001,29(1)：53-54.

[5] 涂光瑜.汽輪發電機及電氣設備第二版[M].北京：中國電力出版社，2007.

Abnormal Cause Analysis and Treatment of 350 MW Generator Hydrogen Cold

WANG Risheng

( Liaoning Dongfang Power Company Co.，Ltd.，Fushun，Liaoning 113007,China)

No. 1 350 MW hydrogen cold generator wich in Liaoning Dongfang Power Co.,Ltd. is abnormal in operation.It causes hydrogen cold temperature exceeding the regulation.The reasons why abnormal operation of the hydrogen cold temperature are the hydrogen cooler leaks and the hydrogen cooling efficiency decreases.This paper uses the opportunity of servicing the generator hydrogen cooler to replace and clean the treatment,which completely solves the problem of generator cold hydrogen temperature exceeding standard.

generator; hydrogen cold temperature; hydrogen cooler treatment ; water leakage; fouling

TM311

A

1004-7913(2017)04-0055-02

王日升(1975)，男，學士，工程師，主要從事機組運行工作。

2016-12-30)