發電機氣體置換方案優化

劉傳成 張文漁

摘 要本文對核電站大修中汽輪發電機在電動盤車運行狀態下進行氣體置換方案開展研究，詳細分析優化方案的風險并制定應對措施。通過分析，認為優化方案風險可控，節省汽輪機全檢大修工期12小時，有效降低了大修成本，創造了可觀的經濟效益。

關鍵詞發電機;盤車運行;氣體置換

0 概述

核電機組能力因子，是WANO（世界核電運營者協會）14大指標之一，反映了核電站為最大限度地發電，在運行、維護等方面進行的綜合管理的成效，是表征電站運行和檢修質量的綜合指標。換料大修是機組能力因子損失的一個重要組成部分，因此不斷提升大修管理水平，縮短大修檢修工期，對提升機組的能力因子，增加機組的經濟效益具有重要意義。核電大修計劃優化是在保證維修安全和質量的前提下，通過對有限資源的合理配置、檢修邏輯的變更調整、檢修工藝的持續優化等方式，縮短大修整體工期，從而達到降低大修總體成本，提高電站經濟效益的目的。本文將以核電站大修中汽輪發電機電動盤車投運期間進行氣體置換為研究對象，分析優化方案的必要性與可行性。

1 優化方案的必要性

經濟效益的驅動，勢必推動大修管控能力的提升，大修管控能力的提升，促使大修工期不斷縮短。汽輪機全檢項目作為大修的重大項目，其檢修工藝精細復雜，工期較長，在大修總體工期不斷縮短的情況下，開始逐步演變成年度大修的關鍵路徑，直接制約著大修工期的長短。ALSTOM半速汽輪發電機檢修，在機組打閘后下行及檢修后上行階段均有投運電動盤車及發電機氣體置換操作，而且這兩項操作的邏輯為是串行關系。如果成功實施電動盤車投運狀態下進行發電機氣體置換優化方案，將直接縮短大修關鍵路徑約12H，創造可觀的經濟價值。

2 優化方案及收益

ALSTOM半速汽輪發電機檢修，在機組打閘后下行及檢修后上行階段均有投運電動盤車及發電機氣體置換操作。尤其是上行的氣體置換及電動盤車投運為大修關鍵路徑，制約機組上行沖轉。當前方案邏輯如圖1所示。

優化后的方案見圖2：對比優化前后的邏輯圖可以發現，發電機氣體置換及電動盤車投運由原來的串行邏輯關系變成了并行關系，潤滑油泵啟動之后，即可投運電動盤車，無需等待氣體置換結束，節省關鍵路徑工期12H。

3 優化方案的風險分析及應對措施

3.1 發電機進油風險

密封油如果進入發電機內，極有可能危害定子端部絕緣，也可能造成轉子繞組絕緣降低。油煙或油氣的進入，也會降低機內氫氣純度，增大通風損失，降低效率。

應對措施：

（1）在投入密封油系統前，必需事先充入CO2，維持機內氣體壓力不低于0.5bar;

（2）通過操作人員操作，逐步調節密封油壓，避免密封油氫壓差突增造成機內進油;

（3）嚴格控制發電機膛內氣體升降壓速率>3bar/3H。

3.2 發電機軸瓦捻磨風險

在電動盤車投運情況下進行氣體置換，因發電機充、泄壓過快（氫氣從3bar到0.5bar的時間不小于40分鐘）導致泄壓期間底瓦溫度不斷升高，盤車電流將持續上升，可能出現發電機軸瓦捻磨現象。

應對措施：投運潤滑油，控制壓變速率。

（1）根據目前國內數十臺同類型（ALSTOM半速汽輪機）機組實踐經驗驗證：發電機升壓、降壓過程期間，開啟頂軸油或潤滑油，并嚴格控制升降壓速率（>3bar/3H），可保證軸瓦的位置適應發電機的端蓋變形，避免軸瓦偏斜及偏磨;

（2）發電機氣體置換過程中發電機內壓很小（0.3-0.5bar），發電機大端蓋變形很小，只要電動盤車狀態下潤滑油保持運行，不會導致軸瓦偏斜及偏磨。

（3）運行程序中，電動盤車電流的報警值為80A，根據歷來電動盤車運行情況來看，盤車電流基本維持在46～49A之間。為了保險起見，可以選擇報警值的70%。即56A作為盤車電流監測的保守依據。當然，如果發現盤車電流出現快速增加的情況，也要采取緊急停運等措施。

4 結束語

通過本文分析，在嚴格執行操作要求，控制氣體升降壓速率的前提下，實施電動盤車投運狀態下進行發電機氣體置換的優化方案，風險可控，可以有效節省常規島關鍵路徑12H，當常規島檢修為大修關鍵路徑時，單次大修直接創造的經濟效益達四百萬。2019年紅沿河3號機組第4次大修，進行了3號低壓缸的全檢，機組上行期間采用此優化方案，整個氣體置換期間，設備平穩無異常，成功節省12H的大修關鍵路徑，用實際成果，證明了該方案的可行性。

參考文獻

[1]于世友，等.600MW發電機氣體置換技術分析及危險點控制《全國火電大機組競賽第十屆年會論文集》，2006.

[2]馬巖昕.淺談如何縮短發電機氣體置換時間，電力安全技術，2017（06）.