发电机气体置换方案优化

刘传成 张文渔

摘 要本文对核电站大修中汽轮发电机在电动盘车运行状态下进行气体置换方案开展研究，详细分析优化方案的风险并制定应对措施。通过分析，认为优化方案风险可控，节省汽轮机全检大修工期12小时，有效降低了大修成本，创造了可观的经济效益。

关键词发电机;盘车运行;气体置换

0 概述

核电机组能力因子，是WANO（世界核电运营者协会）14大指标之一，反映了核电站为最大限度地发电，在运行、维护等方面进行的综合管理的成效，是表征电站运行和检修质量的综合指标。换料大修是机组能力因子损失的一个重要组成部分，因此不断提升大修管理水平，缩短大修检修工期，对提升机组的能力因子，增加机组的经济效益具有重要意义。核电大修计划优化是在保证维修安全和质量的前提下，通过对有限资源的合理配置、检修逻辑的变更调整、检修工艺的持续优化等方式，缩短大修整體工期，从而达到降低大修总体成本，提高电站经济效益的目的。本文将以核电站大修中汽轮发电机电动盘车投运期间进行气体置换为研究对象，分析优化方案的必要性与可行性。

1 优化方案的必要性

经济效益的驱动，势必推动大修管控能力的提升，大修管控能力的提升，促使大修工期不断缩短。汽轮机全检项目作为大修的重大项目，其检修工艺精细复杂，工期较长，在大修总体工期不断缩短的情况下，开始逐步演变成年度大修的关键路径，直接制约着大修工期的长短。ALSTOM半速汽轮发电机检修，在机组打闸后下行及检修后上行阶段均有投运电动盘车及发电机气体置换操作，而且这两项操作的逻辑为是串行关系。如果成功实施电动盘车投运状态下进行发电机气体置换优化方案，将直接缩短大修关键路径约12H，创造可观的经济价值。

2 优化方案及收益

ALSTOM半速汽轮发电机检修，在机组打闸后下行及检修后上行阶段均有投运电动盘车及发电机气体置换操作。尤其是上行的气体置换及电动盘车投运为大修关键路径，制约机组上行冲转。当前方案逻辑如图1所示。

优化后的方案见图2：对比优化前后的逻辑图可以发现，发电机气体置换及电动盘车投运由原来的串行逻辑关系变成了并行关系，润滑油泵启动之后，即可投运电动盘车，无需等待气体置换结束，节省关键路径工期12H。

3 优化方案的风险分析及应对措施

3.1 发电机进油风险

密封油如果进入发电机内，极有可能危害定子端部绝缘，也可能造成转子绕组绝缘降低。油烟或油气的进入，也会降低机内氢气纯度，增大通风损失，降低效率。

应对措施：

（1）在投入密封油系统前，必需事先充入CO2，维持机内气体压力不低于0.5bar;

（2）通过操作人员操作，逐步调节密封油压，避免密封油氢压差突增造成机内进油;

（3）严格控制发电机膛内气体升降压速率>3bar/3H。

3.2 发电机轴瓦捻磨风险

在电动盘车投运情况下进行气体置换，因发电机充、泄压过快（氢气从3bar到0.5bar的时间不小于40分钟）导致泄压期间底瓦温度不断升高，盘车电流将持续上升，可能出现发电机轴瓦捻磨现象。

应对措施：投运润滑油，控制压变速率。

（1）根据目前国内数十台同类型（ALSTOM半速汽轮机）机组实践经验验证：发电机升压、降压过程期间，开启顶轴油或润滑油，并严格控制升降压速率（>3bar/3H），可保证轴瓦的位置适应发电机的端盖变形，避免轴瓦偏斜及偏磨;

（2）发电机气体置换过程中发电机内压很小（0.3-0.5bar），发电机大端盖变形很小，只要电动盘车状态下润滑油保持运行，不会导致轴瓦偏斜及偏磨。

（3）运行程序中，电动盘车电流的报警值为80A，根据历来电动盘车运行情况来看，盘车电流基本维持在46～49A之间。为了保险起见，可以选择报警值的70%。即56A作为盘车电流监测的保守依据。当然，如果发现盘车电流出现快速增加的情况，也要采取紧急停运等措施。

4 结束语

通过本文分析，在严格执行操作要求，控制气体升降压速率的前提下，实施电动盘车投运状态下进行发电机气体置换的优化方案，风险可控，可以有效节省常规岛关键路径12H，当常规岛检修为大修关键路径时，单次大修直接创造的经济效益达四百万。2019年红沿河3号机组第4次大修，进行了3号低压缸的全检，机组上行期间采用此优化方案，整个气体置换期间，设备平稳无异常，成功节省12H的大修关键路径，用实际成果，证明了该方案的可行性。

参考文献

[1]于世友，等.600MW发电机气体置换技术分析及危险点控制《全国火电大机组竞赛第十届年会论文集》，2006.

[2]马岩昕.浅谈如何缩短发电机气体置换时间，电力安全技术，2017（06）.