350 MW发电机氢气冷却器异常的原因分析及处理

王日升

(国家电投集团辽宁东方发电有限公司，辽宁 抚顺 113007)



350 MW发电机氢气冷却器异常的原因分析及处理

王日升

(国家电投集团辽宁东方发电有限公司，辽宁 抚顺 113007)

辽宁东方发电有限公司350 MW氢冷发电机运行中氢气冷却器出现异常，冷氢温度超过规定。经分析，氢气冷却器异常运行的原因有氢冷器漏水、氢冷器冷却效能降低。利用机组停机A级检修机会，对该发电机氢冷器进行胀管器更换和管路清垢处理，彻底解决了发电机运行中冷氢温度超标的问题。

发电机；冷氢温度；氢冷器；漏水；积垢

1 事件经过

国家电投集团辽宁东方发电有限公司350 MW 发电机(1号)为哈尔滨电机厂有限责任公司生产的氢内冷汽轮发电机，型号为QFSN-350-2，冷却方式采用水-氢-氢冷却方式，即定子绕组为水内冷、转子绕组为氢内冷、定子铁芯及构件为氢外冷。2014年5月25日开始，该发电机的氢气冷却器运行中出现异常，主要表现为：机组负荷210 MW(额定负荷的60%)左右，开冷水压力、开冷水温度正常，在发电机氢冷器回水(开冷水)调门、旁路门全开情况下，冷氢温度异常升高，超过规程规定值(48 ℃)，就地实际测试氢冷器供、回水管壁温度差变小，相差仅2～3 ℃，采取开启氢冷器放空气和减少开冷水负荷，提高开冷水压力等措施，冷氢温度仍超标。为保证发电机安全，只好限制机组负荷来控制冷氢温度不超标。数据统计如表1。

2 氢气冷却器运行异常原因分析

2.1 氢气冷却器漏水

表1 发电机5月21—28日数据

氢气冷却器漏水一般是由于长时间运行导致铜管磨损、腐蚀使其破裂漏水或由于水压突然升高使其裂纹或绽开[1]，也可能由于振动和机械损伤使其胀口松动，管材疲劳等原因导致漏水。为了防止氢冷器漏水影响发电机安全运行，运行中要定期检查氢系统放水，放油门是否排出水，如果有水排出，必须采取下列鉴别和处理措施。

a.鉴别水的由来。放水门能排出水的原因一是氢气湿度大，入口风温低而产生的凝结水；二是氢冷器漏水。一般可从排水量上来区别，氢冷器漏水时排水量大，每次排水都能排出水来，而且水量不减。而结露的水按其湿度可以算出凝结水量[2]，水量不多，排一次后就可能排净。

b.确定漏水冷却器。一般采用分别停用的办法。将冷却器出入口门关闭，开启排气门，用漏氢检漏仪检查有无氢气排出，最好是提高氢压查找。若排气中有氢气出现，即可确定此氢冷器已漏。当继续查找已漏的氢冷器中哪一根管子泄漏时，可打开其端盖，在打开端盖前应做好防止铜管断裂大量跑氢的准备[3]，加强监视机内氢压的变化，同时应注意勿使冷却器中的积水落到带电部分上，而后堵住冷却水管的一端，从另一端用漏氢检漏仪测量有无氢气跑出或观察水中冒气泡的现象。当确定哪根管子泄漏后即可将该管子从两端管口加死堵，但每组冷却器所加死堵的管数不得超过5%，否则应更换整组冷却器。若属冷却器水管胀口渗漏，也可用刷肥皂水的方法查找。

2.2 氢气冷却器冷却效能降低

进入氢冷器的冷却水虽经过滤网过滤，但有时仍有污泥杂物、草屑等带入冷却器，长时间运行后在管内壁形成沉淀物，造成结垢，降低了冷却器的冷却器效果[4]。

积垢可根据3种迹象判断：水量减少；冷却器水的温升增加；冷却水与冷氢温差增加。一般来说，同时具有这3种迹象，就已表明冷却器已结垢，仅仅对于其中的某一个单方面情况难于得出肯定的结论。如冷却水量急剧减少，也可能是进水管被堵；冷风、冷水温差的增加，除积垢外，还可能是由于冷却器的翘片或绕簧腐蚀。冷却器积垢后，最明显的迹象是发电机在一定负荷下进出水温差的增加。一般情况下，冷却器端盖处的水箱出现严重沉淀物堵塞时，则主要表现在出入水温差的增加上；而管壁上的沉淀物则主要影响到气和水的温差大小。为提高冷却器效能，应取下两侧端盖，首先消除掉水室中的沉泥、杂草，而管内的有机沉淀物则应用圆筒形刷子，以机械方法来消除。无机沉淀物可用稀盐酸溶液清洗，但事后需将酸夜冲掉。

3 处理措施

2014年10月，利用机组停机A级检修机会，对该发电机氢气冷却器进行了解体检查，发现汽、励侧两组氢气冷却器水室内冷却水来、回管胀管器均存在漏点，造成部分冷却水来水未进入冷却器而直接漏到回水管，致使进入冷却器内的水量减少。另外发现每组冷却器铜管内部均严重积垢。在厂家的指导下，将2组氢冷器胀管器全部更换，对所有的氢冷器管路内壁用毛刷进行清扫处理，将进水处滤网进行更换。经过上述处理后，即使是满负荷运行，该机组的冷氢温度也可保持在规定范围，至今再未没发生异常情况，保证了机组的安全可靠运行，取得了良好的效果。

4 结束语

氢气冷却器是大容量氢冷发电机的重要组成部分，它通过水和氢气的热交换带走发电机的大部分损耗，它对保证发电机的安全运行起到很大的作用[5]，运行中要加强对冷却器的维护，一旦发现冷却器出现异常、冷氢温度超限等，要积极查找原因，及时将隐患消除，防止发电机内部热量散不出去，造成机内温度太高而损坏绝缘材料，影响发电机的安全可靠运行，甚至造成发电机的损坏。辽宁东方发电有限公司350 MW发电机氢气冷却器异常的事例很有代表性，其原因分析与处理经验能为其他有类似设备的电厂提供借鉴。

[1] 曹风波，冯立伟.大型汽轮发电机组漏氢故障浅析[J].东北电力技术，2010，31(6)：30-31.

[2] 李佩瑾，李文秀.如何解决氢冷汽轮发电机的氢气湿度问题[J]. 东北电力技术，1998,19(1)：38-41.

[3] 张修波，姚德全，韩德才.氢冷汽轮发电机氢气纯度下降过快的原因[J].东北电力技术，2002，23(4)：27-28.

[4] 靖长才.350 MW发电机氢气冷却器结垢原因及对策[J].吉林电力技术，2001,29(1)：53-54.

[5] 涂光瑜.汽轮发电机及电气设备第二版[M].北京：中国电力出版社，2007.

Abnormal Cause Analysis and Treatment of 350 MW Generator Hydrogen Cold

WANG Risheng

( Liaoning Dongfang Power Company Co.，Ltd.，Fushun，Liaoning 113007,China)

No. 1 350 MW hydrogen cold generator wich in Liaoning Dongfang Power Co.,Ltd. is abnormal in operation.It causes hydrogen cold temperature exceeding the regulation.The reasons why abnormal operation of the hydrogen cold temperature are the hydrogen cooler leaks and the hydrogen cooling efficiency decreases.This paper uses the opportunity of servicing the generator hydrogen cooler to replace and clean the treatment,which completely solves the problem of generator cold hydrogen temperature exceeding standard.

generator; hydrogen cold temperature; hydrogen cooler treatment ; water leakage; fouling

TM311

A

1004-7913(2017)04-0055-02

王日升(1975)，男，学士，工程师，主要从事机组运行工作。

2016-12-30)