热控经验|定子冷却水流量低保护的改造

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摘要:本文简单介绍了发电机定子冷却水系统的功能和特点,提出了我厂#3机组“发电机定子冷却水流量低低保护”存在的问题,并对问题产生的原因进行了深入的分析和探索,在找到问题的症结后采取了相应的方法处理,取得了良好的效果。

关键词:定子冷却水、流量开关、改造、准确性

The measuring parts transform of thestator cooling system

ZHANG Majiang

[Abstract]This paper brieflyintroduces the functions and properties of generator stator cooling system ,thenputs forward the problems in the #3 Generator Unit and analyzes the causes ofthe problems with multiple tests. Finally, the problem was solved throughtransforming the measuring parts of the stator cooling system.

[Keywords]generator stator cooling system; flow switch; transform; accuracy

0 引言

定子冷却水系统是一个组装式的闭式循环系统,定子线圈冷却水通过外部进水管进入发电机励端定子机座内的环形总进水管,其中一路通过绝缘水管流入定子线棒中的空心导线,然后从线圈的另一端(汽端)经绝缘引水管汇入环形出水管;另一路经绝缘水管流入定子线圈主引线,出主引线后经绝缘引水管汇入安置在出线盒内的出水管,然后也经外部管道汇入汽端环形出水管。双路水流最后从汽端机座上部流出发电机,经总出水管返回到水箱。

环形进水管和出水管顶部通过一根排气管相互连接,排气管直接与水箱接通,用以排出定子线圈中的气体。该排水管还可以在水系统断水时起防止虹吸作用。本系统的特点及功能简介如下:

  • 采用冷却水通过定子线圈空心导线,将定子线圈损耗产生的热量带出发电机。
  • 用水冷却器带走冷却水从定子线圈中吸收的热量。
  • 系统中设有过滤器以除去水中杂质。
  • 用旁路式例子交换器对冷却水进行软化,控制其电导率。
  • 使用监测仪表及报警器件等设备对冷却水的电导率、流量、压力、及温度等进行连续的监控。
  • 具有定子线圈反冲洗功能,提高定子线圈冲洗效果。

1、我厂“定子冷却水系统”存在的问题

我厂二期两台机组的发电机均为东方机电有限股份公司生产的QFSN-600-2-22A三相同步汽轮发电机,发电机采用水-氢-氢冷却方式,定子线圈及引线采用水内冷。

定子绕组冷却水参数如下表所示:

表1 定子冷却水参数表

进水温度(℃) 40 ~50
水量(t/h) 91.5(含定子出线水量3t/h)
进水压力(MPa) 0.1~0.2
导电率(20℃)(uS/cm) 0.5~1.5
酸碱度(PH) 7~8
硬度(umol/L) ≤2
允许微量

 

定子冷却水流量是发电机冷却的一项重要监视指标,“定子冷却水流量低跳闸”是发电机的主保护之一。我厂二期机组“定子冷却水流量低保护”跳闸动作设计值为63t/h,但一直以来#3机组的“定子冷却水流量低保护”试验开关动作值都与设计值不符。

热控经验|定子冷却水流量低保护的改造

图1 改造前定子冷却水流量低跳闸试验趋势图

上图为2016年7月9日#3机组在机组启动之前做的一次定子冷却水流量低低跳闸试验的趋势图。从图中可以看出三个开关的的动作流量分别为1点56.2t/h,2点53.7t/h,3点52.5t/h,与设计值63t/h存在较大偏差,误差值高达14.07%,不符合设计要求。

 

二、原因分析

根据对图1曲线的分析和现场实际的勘察,怀疑有如下4种原因可能导致流量开关动作值不准确:

  • 取样管路存在堵塞或进入空气,导致压力传导不畅;
  • 流量差压开关存在动作值漂移;
  • 前期的设计与施工存在缺陷,导致差压开关按照设计值整定时不能在设计的流量动作。
  • 流量计变送器故障导致流量显示值不准确。

随后在#3机组停机期间,针对上述原因,我们分别作了如下检查。

  • 检查流量开关取样管路沿线手动门开启正常,打开取样管排污门后水流通畅,并无杂质。
  • 校验流量差压开关,其中除了第2、第3点流量开关回差稍大之外,并无漂移问题。
  • 校验流量计变送器,压力输入与电流输出对应准确。

经过分析上述检查结果,我们将问题原因大概确定在第3条上,即现场的流量开关选型和施工存在缺陷。

热控经验|定子冷却水流量低保护的改造图2改造前流量开关布置图

如上图所示,现场的差压开关的取样口位于开关的上下侧,其中高压侧位于开关上端,低压侧位于开关下端,之间的距离大概为20cm.将此高度的定冷水的静压差换算成流量值,约1.93t/h,造成误差3%左右。另外,现场进水阀组后取样管存在倾斜的情况,阀组与取样管的接头处有轻微渗水,这极有可能是另外10%误差的来源。

热控经验|定子冷却水流量低保护的改造图3 原装流量开关

找到问题症结后,我们就迅速想到了解决此问题的办法,那就是对现场的流量低低差压开关及阀组、管道进行改造。改造方案为:

  • 采用ITT公司的左右取压型差压开关替代原装SOR公司的上下取压型差压开关;
  • 将原有差压开关的碳钢取压管拆除,更换为不锈钢取压管;
  • 将原有阀组拆除,换新。

热控经验|定子冷却水流量低保护的改造

图4改造后流量开关布置图

如图4所示,改造后开关的高压侧与低压侧位于一条水平线上,在将开关水平安装并固定后,不存在因为引压管的高度差而导致流量差值的情况。

四、改造后结果及结论

改造后做定子冷却水试验的趋势图如下所示。

热控经验|定子冷却水流量低保护的改造

图5 改造后定子冷却水流量低跳闸试验趋势图

从图5中可以看出第3点的动作流量为61.9t/h,1点和2点动作流量为60.5t/h,对比改造之前,大大提高了保护动作的准确性,降低了发电机因冷却水流量低而损坏的风险。在解决这个问题的过程中采取了多个原因综合分析,多方面举措同时突破办法,取得了良好的效果。

[作者简介]张马将,检修部热工班检修员A,助理工程师

来源:鄂州发电有限公司热控一班

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