60MW超超臨界機組發電機扇葉裝反問題的分析及處理

權星軍

（國家電投集團江西電力有限公司景德鎮發電廠，江西 景德鎮 333000）

0 引言

某廠1號機投產以來一直存在發電機勵端、汽端鐵芯局部溫度偏高的異常情況。盡管目前有些文獻[1-4]出現了發電機鐵芯溫度偏高的現象，但是涉及發電機風扇葉片的內容未見報道。本文通過分析發電機氫氣冷卻流程，依據發電機鐵芯溫度、氫氣溫度、冷卻水溫度等參數，發現、分析以及處理發電機鐵芯局部溫度偏高的問題，所取得的經驗可供各新建電廠借鑒。

1 設備概況

某廠2×660 MW機組“上大壓小”擴建工程兩臺機組三大主機設備廠家分別為哈爾濱鍋爐廠（鍋爐）、東方汽輪機廠（汽輪機）、東方電機廠（發電機）。其中發電機的主要參數：型號為QFSN-660-2-22，隱極式、二極、三相同步發電機；冷卻方式為水-氫-氫，氫冷器4組。轉子與鐵芯通風冷卻系統如圖1，圖中藍色代表冷風，紅色代表熱風。

隨著發電機轉子的轉動，依靠安裝在發電機轉子兩端的扇葉，攪動發電機內氫氣形成流場，其流程為：熱氫→四組氫冷器冷卻→發電機轉子兩端風扇→勵端、汽端端部鐵芯（轉子、定子）→發電機中部定子、轉子冷卻→熱氫，以此建立循環。

圖1 轉子與鐵芯通風冷卻系統

2 問題分析

1號機組帶滿負荷通過168 h試運時，發現定子鐵芯勵端、汽端端部溫度測點1-3點均偏高，如表1所示。

表1 1號發電機鐵芯及氫冷器氫氣溫度

為此，電廠組織相關技術人員對測點狀況和準確性進行了校驗、排查，均未發現異常。根據QFSN-660-2-22型汽輪發電機技術數據匯總表第5頁第3條“發電機絕緣等級及溫度限值”規定：定子線圈絕緣等級F級（按B級考核），定子繞組及出水線溫度≤85℃、定子繞組層間溫度≤120℃，轉子線圈絕緣等級F級（按B級考核），繞組溫度115℃，定子鐵芯絕緣等級F級（按B級考核），長期最高允許溫度為130℃。（注：F級絕緣材料最高允許溫度為155℃），該類型機組勵端和汽端鐵芯溫度在130℃以內允許長期運行，此時表1各點溫度未超過120℃。

隨著環境溫度逐漸升高，1號機組負荷加至647 MW時，發現發電機鐵芯溫度在緩慢爬升，其中勵端第2點達121℃、第3點120℃，汽端鐵芯第1點123℃、第2點122℃、第3點122℃（此時DCS顯示轉子繞組溫度最高95℃），立即停止加負荷，確保鐵芯最高溫度小于120℃。對比檢查1號、2號發電機氫氣溫度數據，并作圖發現兩臺發電機冷卻風向完全相反，如圖2、3所示，圖中數據分別為各組氫冷器熱氫和冷氫溫度。

圖2 1號發電機氫氣溫度分布圖

圖3 2號發電機氫氣溫度分布圖

根據圖1所示發電機的通風冷卻工作原理，確認1號發電機冷卻風向反向，這就導致了1號發電機鐵芯局部溫度偏高。

3 問題處理

停機后打開發電機兩側端蓋，通過對照發電機風扇葉片圖紙，發現勵端、汽端風扇葉進出氣方向與圖紙標示不符，確實存在發電機轉子風扇葉片裝反的現象，如圖4、5所示，這就是引起發電機冷卻風向反向的直接原因。

對1號發電機風扇葉片重新調整裝配，如圖6、7所示，開機后機組帶657MW負荷時數據如表2所示。

表2 1號發電機鐵芯及氫冷器氫氣溫度

由表2數據可知，發電機內各鐵芯溫度均在100℃以下，解決了定子鐵芯勵端、汽端局部溫度偏高的問題。

圖4 調整前汽端扇葉

圖5 調整前勵端扇葉

圖6 調整后汽端扇葉

圖7 調整后勵端扇葉

4 結束語

本次發電機風扇葉片裝反事件雖然未造成直接后果，但660 MW超超臨界機組發電機風扇葉片裝反在發電機試運過程中鮮有出現。本文通過分析發電機氫氣冷卻流程，依據發電機鐵芯溫度、氫氣溫度、冷卻水溫度等參數，得出發電機風扇葉片裝反的結論，解決了定子鐵芯勵端、汽端局部溫度偏高的問題。建議制造廠在風扇葉片設計上采取可靠的防誤裝措施。此次從發電機扇葉裝反問題的發生，分析解決的過程，對于各工程建設單位如何控制制造、安裝、監理、調試、運行等各環節工程質量具有借鑒意義。

參考文獻：

[1]馮廣亮.發電機溫度高造成停機的原因分析及對策[J].電力安全技術，2008，（8）∶34-35.

[2]郭慶文.汽輪發電機冷氫溫度高原因分析及處理[J].內蒙古電力技術，2015，（6）∶76-78.

[3]劉巨勇.降低達電5號發電機鐵芯溫度[J].河南科技，2014，（22）∶75.

[4]李子建.汕尾電廠600 MW發電機鐵芯溫度高的問題分析及解決措施[J].科技風，2013，（6）∶58-59.