哈電660MW發(fā)電機氫氣冷卻器改造

馬 波

（河北國華定洲發(fā)電有限責任公司，河北 定州 073000）

哈電660MW發(fā)電機氫氣冷卻器改造

馬 波

（河北國華定洲發(fā)電有限責任公司，河北 定州 073000）

本文主要介紹了哈電600MW級發(fā)電機氫氣冷卻器兩個方面的常見故障，一是關于氫氣及冷卻水泄漏方面的故障，二是氫氣冷卻器冷卻效果不能滿足發(fā)電機散熱要求方面的故障，并提供了這兩個方面的故障分析和解決方案。本文對氫氣冷卻器的相關故障進行了深入的分析，提高了氫氣冷卻器的可靠性，不僅保證了發(fā)電機的安全穩(wěn)定運行，也為氫氣冷卻器的正常檢修和其他缺陷的處理做了很好的鋪墊，提供了良好的借鑒意義。

發(fā)電機；氫氣冷卻器；改造

1 設備的簡歷及運行情況

600MW發(fā)電機氫氣冷卻器臥放在機組頂部的氫氣冷卻器外罩內，在發(fā)電機汽、勵兩端的氫氣冷卻器外罩內各有一臺氫氣冷卻器，每臺分為二個獨立的水支路。氫氣冷卻器外罩為鋼板焊接的圓拱形結構，橫向對稱布置安裝在發(fā)電機機座的兩端頂部。

故障氫氣冷卻器運行簡歷（故障氫氣冷卻器應用于4號發(fā)電機）。

（1）4號發(fā)電機為哈爾濱電機廠制造，發(fā)電機氫冷器為哈爾濱電機廠機電工業(yè)公司冷卻器廠配套制造，發(fā)電機組于2009年12月21日投產。

（2）2010年10月至2010年12月4號發(fā)電機進行了第一次檢查性大修，對氫冷器解體檢查。檢修完畢機組啟動后，發(fā)生了氫氣冷卻器漏氫現(xiàn)象，被迫停運機組進行搶修。

2 原有發(fā)電機氫氣冷卻器存在的主要問題

2.1 氫氣溫度超標問題分析

（1）數(shù)據(jù)統(tǒng)計與現(xiàn)狀說明：4號發(fā)電機汽側冷、熱氫溫度高，冷氫溫度超過廠家說明書的要求值。

2010-2013年夏季高溫天氣時，冷、熱氫最高溫度對比如表1所示。

表1 夏季冷熱氫最高溫度對比值

廠家說明書要求冷氫溫度正常值為45±1℃，報警值為45±3℃，改造前的發(fā)電機的冷氫溫度已經(jīng)超過報警值48℃，且有逐年上漲趨勢。

（2）4號發(fā)電機氫氣溫度高原因分析：a.經(jīng)過歷次檢修，排除了以下可能導致氫氣溫度高的因素：冷卻器管壁可能有結垢現(xiàn)象，導致熱阻增加，使冷卻器傳熱性能下降。冷卻水路隔板密封墊錯位或脫開，造成冷熱水混流，影響冷卻效果。冷卻器的風罩密封不嚴，產生冷熱風混流，影響冷卻效果。b.排除發(fā)電機本身發(fā)熱量大的因素：對3號發(fā)電機和4號發(fā)電機的發(fā)熱量進行對比，選取一定時間1個小時計算各發(fā)電機的發(fā)熱量，并保證再此時間段內3、4號發(fā)電機運行工況一致，即3、4號發(fā)電機有功、無功基本相等均為負荷600MW，無功200Var），且負荷平穩(wěn)的條件下進行計算對比。并保證此時間段3、4號發(fā)電機的氫冷水流量保持穩(wěn)定，進出水溫差穩(wěn)定。根據(jù)熱量計算公式：Q=CM（T2-T1）

3 號發(fā)電機在此時間發(fā)熱量為：Q3=11651.43KJ

4 號發(fā)電機在此時間發(fā)熱量為：Q4=11053.01KJ

在工況一致的情況下，3號發(fā)電機發(fā)熱量和4號發(fā)電機相比差（11651-11053）/11053=5.4

結論：通過以上計算，在此時間段內，考慮以上外界因素的變化，3、4號發(fā)電機發(fā)熱量基本相同。

2.2 發(fā)電機氫氣冷卻器漏氫、漏水的隱患分析

（1）4號發(fā)電機氫冷器在機組啟停過程中均有發(fā)現(xiàn)返回端水箱密封墊滲水的現(xiàn)象，并且在每次氫氣冷卻器上水過程中，由于水流沖擊和水壓變化過快，導致氫氣冷卻器漏水。

（2）4號發(fā)電機氫冷器結構不夠合理導致氫氣冷卻器存在運行中漏氫、漏水的隱患。由于氫冷器的特殊結構，檢修時進行的氫冷器密封性試驗只能保證機組啟動后氫冷器不會漏水，不能保證氫氣不會沿結合面外漏，故氫冷器結構上的不合理對檢修安裝工藝要求苛刻。

（3）由于4號發(fā)電機氫冷器自身加工精度不夠，無法使用無石棉紙柏或TN-9001材質襯墊，只能使用膠皮襯墊。使用膠皮襯墊造成氫冷器整體結構偏軟，在氫冷器安裝時，容易造成密封面法蘭張口，導致漏氫。

3 針對現(xiàn)場的實際情況，對制造廠家提出的技術改造要求

（1）發(fā)電機在額定氫壓、額定頻率運行，在氫氣冷卻器進水溫度38℃時，氫冷器冷卻器能保證發(fā)電機額定出力660MW，并長期連續(xù)穩(wěn)定運行，運行中的冷、熱風溫度符合發(fā)電機制造廠“汽輪發(fā)電機運行和保護參數(shù) OEΑ.140.1213”中的正常值的要求。

（2）氫氣冷卻器工作水壓為0.35～0.60MPa，試驗水壓1.2MPa，歷時30分鐘無泄漏。冷卻器按單邊至少按照承受0.8MPa（g）壓力進行設計。冷卻管材質應為CuNi30Fe，管板為黃銅材質，散熱翅片為銅片。

（3）氫氣冷卻器進出水端蓋的密封墊、固定連接板與管板的密封墊等所有密封面處均應采用進口無石棉紙柏墊片，從而保證氫氣冷卻器在運行期間有良好、可靠的密封性能。

4 結論

通過對發(fā)電機氫氣冷卻器的相關缺陷和故障進行深入分析，找到設備癥結所在，并針對現(xiàn)場的實際情況，對氫冷器的制造工藝提出了相關改進意見以及對結合面的密封方式提出了較為嚴格的要求，保證了新氫氣冷卻器的冷卻效果滿足要求和密封的可靠性。因此，發(fā)電機更換氫冷器前存在的2個問題：氫冷器冷卻效果不良和氫冷器漏氫隱患均得到了解決，發(fā)電機啟動后各參數(shù)運行正常。氫冷器更換效果良好，保證了發(fā)電機的安全穩(wěn)定運行。

［1］GB/T7064-2008.隱極同步發(fā)電機技術要求［S］.

［2］GB 755-2008.旋轉電機定額和性能［S］.

［3］GBT7064-2002.透平型同步電機技術要求［S］.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.19.124

馬波（1983-），男，山東德州人，本科，主要從事發(fā)電廠電氣設備檢修工作。