熱力發(fā)電廠設(shè)備檢修及維護措施分析

鄭州新力電力有限公司 衛(wèi)玉鋒

當前，熱力發(fā)電廠作為重要的能源供應(yīng)單位，其發(fā)電機組、電廠和電氣設(shè)備的運行效率直接關(guān)系到能源的穩(wěn)定供應(yīng)和經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。然而，由于設(shè)備長時間運行及外界環(huán)境等多種因素，故障時有發(fā)生。在這種情況下，需要善于分析故障原因，采取合適的解決方法，確保設(shè)備的正常運行。

1 火電廠發(fā)電機組故障排除的基本原則

在新時期下，火力發(fā)電廠的設(shè)備檢修及維護對于穩(wěn)定供電和提高發(fā)電效率較為重要。然而，設(shè)備故障也是不可避免的。在排除發(fā)電機組故障時，有幾個基本原則需要遵循。第一，要及時發(fā)現(xiàn)故障，以避免更大的損失。第二，要快速定位故障原因，以便采取正確的解決方法。對于電氣設(shè)備故障，應(yīng)該注意檢查電路是否正常，以及電氣元件是否損壞。對于火力發(fā)電機組故障，應(yīng)該檢查機械部件是否磨損或損壞，以及是否需要更新?lián)Q代[1]。

2 火電廠發(fā)電機組常見電氣故障與維修

2.1 強化火電廠發(fā)電機組電氣系統(tǒng)分析

火電廠發(fā)電機組的電氣系統(tǒng)主要包括高壓線路、調(diào)節(jié)裝置、變壓器、發(fā)電機和電池系統(tǒng)等部分，如圖1所示。這些部分相互協(xié)作，共同完成電力的生產(chǎn)和輸送。然而，在電氣系統(tǒng)的運行中，經(jīng)常會出現(xiàn)各種故障，如高壓線路跳閘、調(diào)節(jié)裝置失靈、變壓器故障、發(fā)電機出現(xiàn)電氣問題等。這些故障不僅會影響火電廠的生產(chǎn)，還可能對電氣設(shè)備造成嚴重的損壞[2]。因此，必須采取有效措施來保證電氣系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。對于電氣故障的處理，一是快速定位故障點。為此，可以通過運用先進的儀器設(shè)備和專業(yè)的知識，對電氣系統(tǒng)進行全面地檢查和分析，找出故障點。二是對電氣系統(tǒng)進行定期檢查和維護，及時更換老化的電池等關(guān)鍵部件，保證其正常運行。在處理電氣故障時，還需要進行養(yǎng)護記錄和零部件更換記錄，以便及時了解電氣設(shè)備的運行狀況和存在的問題，并采取相應(yīng)的措施進行處理。同時，還需要加強對高壓線路保護、調(diào)節(jié)裝置、變壓器保護和發(fā)電機保護等重要部分的維護和管理。三是建立科學(xué)的管理方式，提高維修操作的管理水平。可以通過建立獎懲機制和工作績效考核等方式來促進工作的開展，提高故障排查能力和維修水平，保證電氣系統(tǒng)的正常運行，并最大限度地減少生產(chǎn)影響。

圖1 電氣系統(tǒng)

2.2 加強火電廠發(fā)電機組電氣系統(tǒng)運行、養(yǎng)護記錄管理

在日常工作中，需要通過對發(fā)電機組的運行記錄、故障記錄、設(shè)備運行情況等數(shù)據(jù)進行分析和處理，以便及時發(fā)現(xiàn)和排除故障，保證發(fā)電機組的安全運行。第一，需要對發(fā)電機組的運行記錄進行精細化管理。通過記錄發(fā)電機組的運行時間、輸出功率、溫度指標等數(shù)據(jù)，可以及時發(fā)現(xiàn)異常情況，對發(fā)電機組進行調(diào)整和維護，避免出現(xiàn)故障。第二，對于故障記錄，需要及時記錄故障癥狀、故障點、故障原因等信息，并進行分析，以便在以后的維修中避免類似故障的再次發(fā)生。此外，對于設(shè)備的使用壽命到期和更換周期，需要制訂相應(yīng)的計劃，并在規(guī)定的時間內(nèi)進行更換和維護，以保證發(fā)電機組的正常運行。在維護發(fā)電機組的過程中，需要對設(shè)備進行定期的維護和檢測，包括絕緣檢測、回路校正、保護等工作，以及直流耐壓測驗、色譜化驗等特殊檢測工作。同時，也需要制訂安全操作規(guī)程，對工作人員進行培訓(xùn)，避免人為故障的發(fā)生，并保證故障維修質(zhì)量。第三，需要建立定期故障排除效率和特殊故障預(yù)案，以便在發(fā)生故障時能夠及時處理，并保證發(fā)電機組的安全運行。通過加強火電廠發(fā)電機組電氣系統(tǒng)運行、養(yǎng)護記錄管理，可以更好地保障發(fā)電機組的安全運行，提高發(fā)電效率，為社會經(jīng)濟發(fā)展做出貢獻。

3 火電廠設(shè)備電氣故障的維修步驟和注意事項

在熱力發(fā)電廠中，火電廠設(shè)備電氣系統(tǒng)是非常重要的一部分。由于設(shè)備故障、線路故障等原因，火電廠設(shè)備電氣故障的發(fā)生是不可避免的。為了確保設(shè)備的正常運行，及時采取維修措施是非常必要的。本文就火電廠設(shè)備電氣故障的維修步驟和注意事項進行分析。在火電廠設(shè)備電氣故障發(fā)生后，第一，查看設(shè)備的運行記錄，確定故障發(fā)生的時間及異常情況。第二，現(xiàn)場監(jiān)控工作者也要及時觀察設(shè)備的運行情況，發(fā)現(xiàn)異常情況及時上報。根據(jù)事故發(fā)生的現(xiàn)象及損毀情況的初步分析，可以初步確定故障點和研究方向。此時需要對故障點進行檢測和細致分析。在確定故障點后，需要進行絕緣檢測。絕緣檢測可以確定設(shè)備出現(xiàn)故障的原因，及時采取維修措施。如果故障是由于回路接線不良或接觸不良引起的，需要進行回路校正，確保回路接線正確。直流耐壓試驗可以檢測設(shè)備的絕緣性能。在維修過程中，需要進行直流耐壓試驗，確保設(shè)備的絕緣性能符合要求。色譜化驗可以檢測設(shè)備中的雜質(zhì)、水分等物質(zhì)的含量。在維修過程中，需要進行色譜化驗，確保設(shè)備中的雜質(zhì)、水分等物質(zhì)的含量符合要求。在維修過程中，也需要注意人為因素的影響。維修人員需要具備專業(yè)知識和豐富的實踐經(jīng)驗，確保維修過程中不會引入新的故障。

4 檢修實例分析

4.1 主設(shè)備狀況

4.1.1 汽機、鍋爐、發(fā)電機狀況

第一，汽機各項參數(shù)正常，沒有發(fā)現(xiàn)任何異常情況，運行穩(wěn)定性得到了充分保障。其中，1#機組采用東方汽輪機廠生產(chǎn)的NZK590-24.2、565、565型超臨界汽輪機，設(shè)計額定功率為590MW，最大連續(xù)功率可達709MW。第二，采用的鍋爐為DG2099、25.4-112型號的國產(chǎn)超臨界參數(shù)變壓直流本生型鍋爐，各項參數(shù)正常，試運行時未出現(xiàn)任何問題。這樣的鍋爐在發(fā)電行業(yè)內(nèi)也是比較先進的。第三，發(fā)電機型號為QFSN-599-2-22，由東方電機股份有限公司生產(chǎn)，額定容量為622MVA，額定功率為556MW，額定定子電壓為19kV，額定定子電流為18356A，勵磁電壓為317V，勵磁電流為3578A，出廠日期為2021年3月，投產(chǎn)日期為2022年12月29日。發(fā)電機經(jīng)過電氣絕緣監(jiān)督試驗和發(fā)水壓試驗，結(jié)果均為合格。需要注意的是，主要設(shè)備供應(yīng)商為東方汽輪機廠和東方電機股份有限公司。在設(shè)備的檢修和維護方面也非常重視，確保每個設(shè)備都能得到及時地維護和保養(yǎng)，以保證設(shè)備的長期穩(wěn)定運行。

4.1.2 保護裝置狀況

所有電氣和熱工保護裝置以及自動裝置都已經(jīng)完全投入使用。發(fā)電機接地零序電壓保護已經(jīng)在RCS-985A 和RCS-985B 保護裝置屏幕上設(shè)置，跳閘的動作設(shè)定值為低值7.5V，高值20V，延時0.5s。

4.2 事故經(jīng)過及處理過程

按照操作程序一步一步地運行了風(fēng)機、送風(fēng)機和引風(fēng)機，操作了電動給水泵，并啟動了磨煤機。隨后，將自動發(fā)電控制系統(tǒng)（AGC）投入使用，并激活了主發(fā)變壓器（MFT）。在準備好開始發(fā)電后，通過網(wǎng)調(diào)來打開#1主變高壓側(cè)的隔離開關(guān)75126。在檢查過程中，工作人員發(fā)現(xiàn)#1發(fā)電機的三相定子繞組絕緣出現(xiàn)問題，電氣維護人員對發(fā)電機進行檢查和修理。此時，#1機組的負荷處于569.67MW水平，主汽壓力已達到24.2MPa，給水流量維持在1820t/h，主汽流量維持在1925t/h，燃料總消耗量為225t/h，主汽溫度和再熱器溫度分別為565℃和566℃。然而，當ETS 動作時，汽輪機跳閘，導(dǎo)致發(fā)電機跳閘，應(yīng)立即停止發(fā)電機的運行，并對此進行了詳細的檢查和分析。

4.3 故障分析及處理情況

4.3.1 電氣檢查分析情況

根據(jù)機組發(fā)變組保護柜跳閘信號被觸發(fā)的情況，進行了詳細的電氣檢查分析。第一，發(fā)電機定子零序電壓過高導(dǎo)致跳閘，動作值為11.99V，高于定值7.5V，動作時間為500ms（延時0.5s），這表明發(fā)電機保護系統(tǒng)運行正常，動作正確可靠，符合發(fā)電機保護要求。第二，C 相電壓明顯降低至最低26.47V，A 相電壓和B 相電壓明顯升高，發(fā)生單相接地故障，發(fā)電機定子線圈C相對地絕緣電阻值為零，這表明故障點在定子線圈中。進一步檢查發(fā)現(xiàn)，發(fā)電機定子線圈A、B相對地絕緣電阻值均超過5GΩ，但C相對地絕緣電阻值為零，說明C相接地故障點在定子線圈中而不是連接線路中。發(fā)電機定子線圈C相對A、B相相間絕緣電阻值為6.9MΩ，說明C相接地故障點在第5～7節(jié)槽楔附近。進一步檢查發(fā)現(xiàn)，發(fā)電機氫冷器口和出線罩人孔門進入，內(nèi)窺鏡從背部檢查發(fā)電機端部，未發(fā)現(xiàn)異常。而汽輪機高壓內(nèi)缸下半內(nèi)壁溫度為150℃，停運盤車后，對發(fā)電機進行抽轉(zhuǎn)子修前電氣試驗，直流耐壓和泄漏電流測試及交流耐壓試驗，均符合要求。最后，發(fā)現(xiàn)#13槽楔第1～7節(jié)有不同程度的松動，其中第5～7節(jié)松動較嚴重，這可能導(dǎo)致槽楔位移和定子線圈變形，進而導(dǎo)致接地故障。綜上所述，電氣檢查分析結(jié)果表明，單相接地故障點在發(fā)電機定子線圈中，可能是由于槽楔松動導(dǎo)致的定子線圈變形所致。需要對#13槽楔進行緊固，并進一步檢查和測試發(fā)電機定子線圈的絕緣電阻情況，以確保發(fā)電機的穩(wěn)定運行。

4.3.2 故障處理情況

經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，發(fā)電機定子存在接地故障點，造成了電氣系統(tǒng)的故障。在緊張的搶修過程中，采用了線棒更換和端部綁扎的方法，成功恢復(fù)了電氣系統(tǒng)的正常工作。為了確保系統(tǒng)的可靠性，進行了各項試驗，包括電氣各項試驗，檢查系統(tǒng)的運行狀態(tài)。

4.4 事故發(fā)生原因及暴露問題

4.4.1 保護動作原因

發(fā)電廠出現(xiàn)了一起發(fā)電機故障，導(dǎo)致了C相繞組單相接地故障。發(fā)電機#1發(fā)電機的13槽下層C相線棒出現(xiàn)了主絕緣擊穿的問題，導(dǎo)致了C相繞組單相接地故障。這可能是由于發(fā)電機#13槽端部層間墊條上的磨損深度達到了1mm，而線棒對地的主絕緣也存在磨損，導(dǎo)致了間隙過大，從而引起了絕緣擊穿。而造成這一問題的主要原因是兩層間墊條拼接口處存在5mm 的間隙，這使得墊條的固定性不夠，導(dǎo)致了位置偏移和松動。同時，在發(fā)電機定子C相繞組單相接地故障之前，層間半導(dǎo)體板的拼接頭存在空缺，而槽楔也存在松動的情況，這使得層間墊條的固定性更加不穩(wěn)定。為了防止這種情況再次發(fā)生，需要采取相應(yīng)的保護動作。第一，應(yīng)該加大對發(fā)電機巡檢的力度，定期檢查發(fā)電機的絕緣和墊條的固定情況，及時發(fā)現(xiàn)和處理問題。第二，應(yīng)該加強對層間半導(dǎo)體板的拼接頭和槽楔的固定，確保墊條的位置穩(wěn)定，從而避免發(fā)生絕緣擊穿的情況。

4.4.2 暴露的問題

初步調(diào)查顯示，發(fā)電行業(yè)在質(zhì)量管理和監(jiān)管方面還存在著一些薄弱環(huán)節(jié)，尚需進一步加強。發(fā)電機廠家需要嚴格把關(guān)生產(chǎn)工藝，確保產(chǎn)品質(zhì)量；監(jiān)造單位需要加強對生產(chǎn)過程的監(jiān)管，確保生產(chǎn)符合相關(guān)標準和規(guī)定；檢查工作也需要得到進一步加強，確保產(chǎn)品出廠前的質(zhì)量檢查完備。

4.5 防范及整改措施

第一，修復(fù)工作需要加強，以確保發(fā)電機的正常運行。第二，層間墊條的使用應(yīng)該得到更加精細地控制。在施工質(zhì)量方面，需要更加關(guān)注細節(jié)，以確保整個檢修過程的質(zhì)量。槽楔的選用也需要謹慎，以確保其能夠適應(yīng)不同的工況。第三，緊度的控制也是非常重要的。

5 結(jié)語

在新時期熱力發(fā)電廠的設(shè)備檢修及維護工作中，電力供應(yīng)的穩(wěn)定性是保障設(shè)備運行的重要前提。發(fā)電機組故障的發(fā)生不可避免，因此巡查、故障排除等工作顯得尤為重要。在工作中，經(jīng)驗處置具有不可替代的作用。只有不斷總結(jié)經(jīng)驗，才能更好地應(yīng)對各種可能出現(xiàn)的情況。同時，安全穩(wěn)定運行是設(shè)備檢修及維護工作的根本目標。通過對設(shè)備的檢修和維護，保證其安全穩(wěn)定運行，不僅可以延長設(shè)備的使用壽命，還可以提高設(shè)備的性能和效率。