MW雙水內(nèi)冷發(fā)電機轉(zhuǎn)子熱變形診斷與處理科技成果推廣資料

2014年集團公司科技成果發(fā)布及推廣交流300MW機組雙水內(nèi)冷發(fā)電機轉(zhuǎn)子熱變形診斷與處理科技信息部2014年7月

2014年集團公司科技成果發(fā)布及推廣交流成果說明：

本成果是根據(jù)集團公司系統(tǒng)內(nèi)大唐淮南洛河發(fā)電廠實際使用經(jīng)驗整理而來。成果的整理過程中得到各級領(lǐng)導(dǎo)的大力支持，在此一并致謝！2014年集團公司科技成果發(fā)布及推廣交流成果名稱推廣范圍集團先期使用情況效益測算關(guān)鍵設(shè)備或技術(shù)技術(shù)原理推廣方案其它注意事項適用標(biāo)準(zhǔn)

2014年集團公司科技成果發(fā)布及推廣交流300MW機組雙水內(nèi)冷發(fā)電機轉(zhuǎn)子熱變形診斷與處理成果名稱

2014年集團公司科技成果發(fā)布及推廣交流推廣范圍

集團公司內(nèi)因發(fā)電機轉(zhuǎn)子熱不平衡引起振動等異常的火電機組

2014年集團公司科技成果發(fā)布及推廣交流集團先期使用情況設(shè)備名稱設(shè)備型號結(jié)構(gòu)型式設(shè)備制造商#1發(fā)電機QFS-300-2雙水內(nèi)冷發(fā)電機上海電機廠設(shè)備情況時間主要事件記錄2007年4月增容改造，額定功率增至320MW，轉(zhuǎn)子返廠改造、大修2008年3月小修，未發(fā)現(xiàn)問題2009年下半年運行中，10號瓦軸振明顯增大威脅機組安全運行

2014年集團公司科技成果發(fā)布及推廣交流集團先期使用情況數(shù)據(jù)采集

1號機組發(fā)電機后瓦（10瓦）軸振信號隨負(fù)荷變化明顯，而且負(fù)荷改變后振動隨時間而變化，據(jù)了解要滯后3-4分鐘。

對于1號機來說，當(dāng)負(fù)荷從24.9萬千瓦升到26.6萬千瓦以后，9瓦、10瓦的軸振信號都有明顯變化，從選頻幅值上看，9瓦最大變化超過30um，10瓦最大變化達(dá)44um。

2014年集團公司科技成果發(fā)布及推廣交流集團先期使用情況數(shù)據(jù)采集

當(dāng)負(fù)荷升高時，10瓦的瓦振也看得出在增大。2號機9瓦、10瓦選頻的振動相位基本相同，1號機9瓦、10瓦振動的選頻幅值存在一定量的反相分量。如果反相分量是由于熱變形引起的，那么熱變形的量是不大的（300MW雙水內(nèi)冷發(fā)電機轉(zhuǎn)子反相不平衡對3000rpm時的振動靈敏度高）。

2014年集團公司科技成果發(fā)布及推廣交流集團先期使用情況原因分析

通過振動數(shù)據(jù)的對比、分析，確定發(fā)電機轉(zhuǎn)子存在少量熱變形。

可能引起熱變形的原因是多方面的，發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組匝間短路和發(fā)電機轉(zhuǎn)子水回路局部堵塞都可造成轉(zhuǎn)子熱變形。而雙水內(nèi)冷發(fā)電機轉(zhuǎn)子發(fā)生匝間短路的可能性較小，最大可能是由于發(fā)電機轉(zhuǎn)子的水冷通道中，某個或某些通路有少量的阻礙物使得水流不均勻所引起。

2014年集團公司科技成果發(fā)布及推廣交流集團先期使用情況排查處理1號發(fā)電機運行期間，提高轉(zhuǎn)子水壓，增大轉(zhuǎn)子冷卻水流量。2010年2月，1號發(fā)電機小修期間對發(fā)電機轉(zhuǎn)子進(jìn)行交流阻抗試驗。小修期間，對1號發(fā)電機轉(zhuǎn)子水回路進(jìn)行反沖洗。對1號發(fā)電機轉(zhuǎn)子水回路進(jìn)行流量試驗。

2014年集團公司科技成果發(fā)布及推廣交流

1號機2號機24.9萬千瓦26.6萬千瓦29.1萬千瓦頻率通頻1倍頻2倍頻通頻1倍頻2倍頻通頻1倍頻2倍頻9瓦X7532∠7318∠2639861∠4421∠268146143∠32317∠116Y10077∠22513∠9111081∠21320∠839188∠688∠285瓦振17

18

20

10瓦X205190∠2516∠260250234∠2515∠249295103∠29847∠88Y10192∠1599∠81120113∠1608∠6026447∠6664∠261瓦振3019∠53

3323∠56

13

1、2號機9瓦和10瓦的振動測量數(shù)據(jù)

2014年集團公司科技成果發(fā)布及推廣交流效益測算

安全方面：保證發(fā)電機安全穩(wěn)定運行，避免機

組非計劃停運。

經(jīng)濟方面：以300MW機組為例，一旦發(fā)生發(fā)電機轉(zhuǎn)子堵塞事故，至少檢修工期15天，按平均負(fù)荷240MW計算，損失電量約8640萬kwh。按上網(wǎng)電價0.38元/kwh計算，可減少損失3300萬元左右。

社會效益：在不抽發(fā)電機轉(zhuǎn)子的情況下，對發(fā)電機轉(zhuǎn)子熱變形診斷與處理，降低了檢修人員的勞動強度。

2014年集團公司科技成果發(fā)布及推廣交流關(guān)鍵設(shè)備或技術(shù)1、引起發(fā)電機振動的原因很多，根據(jù)發(fā)電機轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)特點，并通過數(shù)據(jù)分析，確定引起發(fā)電機振動的主要原因是該發(fā)電機轉(zhuǎn)子存在少量熱變形。但是可能引起熱變形的原因是多方面的，通過分析排查，最大可能是由于發(fā)電機轉(zhuǎn)子的水冷通道中，某個或某些通路有少量的阻礙物使得水流不均勻所引起的熱變形。

2014年集團公司科技成果發(fā)布及推廣交流關(guān)鍵設(shè)備或技術(shù)2、通過對運行參數(shù)的調(diào)整，穩(wěn)定發(fā)電機的運行工況，使發(fā)電機振動值趨于穩(wěn)定，避免發(fā)電機非計劃停運。3、利用機組小修機會，在不抽發(fā)電機轉(zhuǎn)子的情況下，對發(fā)電機轉(zhuǎn)子水回路進(jìn)行反沖洗，這樣就能夠?qū)⒕植慷氯餂_出，并進(jìn)行轉(zhuǎn)子流量試驗判斷反沖洗的效果。

2014年集團公司科技成果發(fā)布及推廣交流技術(shù)原理

雙水內(nèi)冷發(fā)電機的轉(zhuǎn)子線圈直接通水冷卻，冷卻水通過進(jìn)水支座到達(dá)轉(zhuǎn)子進(jìn)水箱，在轉(zhuǎn)子離心力作用下，分別流進(jìn)17只進(jìn)水接頭，經(jīng)絕緣引水管進(jìn)入繞組空心導(dǎo)線內(nèi)，并再通過出水側(cè)16根絕緣引水管，在轉(zhuǎn)子離心力作用下甩出進(jìn)入出水支座。其結(jié)構(gòu)示意如下：

2014年集團公司科技成果發(fā)布及推廣交流技術(shù)原理發(fā)電機轉(zhuǎn)子熱不平衡引起振動主要有下列原因：1、發(fā)電機轉(zhuǎn)子的通風(fēng)結(jié)構(gòu)不合理。2、發(fā)電機轉(zhuǎn)子的通風(fēng)溝、槽堵塞，或轉(zhuǎn)子冷卻水回路堵塞。3、轉(zhuǎn)子匝間短路也會使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生熱不平衡，引起軸系振動。

2014年集團公司科技成果發(fā)布及推廣交流技術(shù)原理發(fā)電機轉(zhuǎn)子匝間短路引起機組振動的主要特點：1、發(fā)電機轉(zhuǎn)子匝間短路，帶上負(fù)荷時振動大，無負(fù)荷時振動正常。匝間短路消除，振動恢復(fù)正常。2、有功功率和無功功率增大均使振動增大，有功功率的影響更大一些。有功功率和無功功率對振動的影響都有時滯現(xiàn)象，而無功功率的時滯現(xiàn)象更加明顯。

2014年集團公司科技成果發(fā)布及推廣交流技術(shù)原理3、轉(zhuǎn)子為水內(nèi)冷式的發(fā)電機轉(zhuǎn)子對匝間短路引起振動較敏感。而空冷或氫冷轉(zhuǎn)子相對不敏感，因為空冷或氫冷轉(zhuǎn)子冷卻介質(zhì)之間熱交換比較均勻，所以短路時熱彎曲較小。4、發(fā)電機轉(zhuǎn)子匝間短路時影響軸承振動，電氣運行參數(shù)會有所反應(yīng)，只不過有時反應(yīng)明顯，有時反應(yīng)不明顯。

2014年集團公司科技成果發(fā)布及推廣交流技術(shù)原理發(fā)電機轉(zhuǎn)子的通風(fēng)溝、槽堵塞，或轉(zhuǎn)子冷卻水回路堵塞引起振動的主要特點：1、此種情況引起的振動，電氣運行參數(shù)不會變化。2、增大發(fā)電機冷卻氫氣壓力或轉(zhuǎn)子冷卻水壓力，發(fā)電機軸承振動可能會出現(xiàn)穩(wěn)定和下降的現(xiàn)象。3、發(fā)電機有功功率增大以后，發(fā)電機軸振信號會有明顯變化。

2014年集團公司科技成果發(fā)布及推廣交流推廣方案實施前的準(zhǔn)備1、參加檢查人員必須嚴(yán)格遵守《電業(yè)安全工作規(guī)程》和其他有關(guān)安全規(guī)定。2、做好開工前的各項準(zhǔn)備工作，并明確人員職責(zé)、分工，負(fù)責(zé)人應(yīng)做好現(xiàn)場安全技術(shù)交底。3、轉(zhuǎn)子檢查工作應(yīng)由負(fù)責(zé)人統(tǒng)一指揮。檢查前負(fù)責(zé)人應(yīng)檢查專業(yè)工器具準(zhǔn)備合適、完備。4、工作人員要自覺遵章守紀(jì)，正確使用勞保用品。

2014年集團公司科技成果發(fā)布及推廣交流推廣方案5、認(rèn)真做好現(xiàn)場安全監(jiān)督，發(fā)電機平臺應(yīng)設(shè)專人監(jiān)護。端蓋孔洞應(yīng)設(shè)隔板封堵，周圍設(shè)紅、白帶隔離，工具進(jìn)行登記核實，非工作人員嚴(yán)禁人內(nèi)。6、發(fā)電機轉(zhuǎn)子反沖洗及流量專用工具應(yīng)檢查正常無遺漏并擺放整齊。7、高壓試驗工作人員在試驗中，應(yīng)提前拉好隔離帶，做好試驗監(jiān)護工作。

2014年集團公司科技成果發(fā)布及推廣交流推廣方案實施方案1、發(fā)電機盤車期間，做動態(tài)轉(zhuǎn)子交流阻抗試驗。試驗電壓峰值不超過勵磁電壓，即460V。在相同試驗條件下與歷年數(shù)值相比較，不應(yīng)有顯著變化。2、發(fā)電機停盤車后，做靜態(tài)轉(zhuǎn)子交流阻抗，試驗電壓同上。

2014年集團公司科技成果發(fā)布及推廣交流推廣方案3、轉(zhuǎn)子絕緣電阻試驗，用500V絕緣電阻表測量，在通水狀態(tài)下不應(yīng)小于5kΩ，檢修過程中，吹干剩水后不應(yīng)小于1MΩ。4、直流電阻試驗。與初次所測結(jié)果比較，其判別一般不應(yīng)超過2%，如大于1%時應(yīng)引起注意，并查明原因。

2014年集團公司科技成果發(fā)布及推廣交流推廣方案5、轉(zhuǎn)子流量試驗。試驗壓力為0.1MPa，記錄15s、30s流量值，兩個極不同號線圈的流量值相差不超過20%。各線圈流量與歷次檢修記錄比較，誤差不大于10%。

6、轉(zhuǎn)子水回路反沖洗。轉(zhuǎn)子16只出水孔用專用悶頭螺釘悶死，壓縮空氣和除鹽水接在反沖洗裝置上，然后依次開啟一孔通入水、氣交替反沖，直到出水潔凈為止。

2014年集團公司科技成果發(fā)布及推廣交流推廣方案7、發(fā)電機在開機之前做不同轉(zhuǎn)速交流阻抗，即發(fā)電機開機動態(tài)500、1000、1500、2000、2500、3000轉(zhuǎn)/分下，轉(zhuǎn)子交流阻抗，以上試驗數(shù)據(jù)和歷史試驗數(shù)據(jù)相比，應(yīng)沒有明顯差別。8、發(fā)電機空載特性試驗，試驗數(shù)據(jù)和歷史試驗數(shù)據(jù)相比，應(yīng)沒有明顯差別。

2014年集團公司科技成果發(fā)布及推廣交流其它注意事項1、引起發(fā)電機軸系振動的原因是復(fù)雜的。有來自軸系內(nèi)部的：軸系中心不正，軸系平衡不良等；有來自外部的因素：如由于轉(zhuǎn)子槽通風(fēng)不平衡引起的熱彎曲、還有軸承排煙不暢、油膜振蕩引起機組振蕩等。有機械方面的原因也有電氣方面的原因。如發(fā)電機轉(zhuǎn)子護環(huán)移位、定轉(zhuǎn)子磁路不平衡問題引發(fā)的轉(zhuǎn)子不平衡而引起的振動等等，所以對于發(fā)電機轉(zhuǎn)子熱變形的問題診斷應(yīng)將振動診斷和電氣診斷結(jié)合起來進(jìn)行。

2014年集團公司科技成果發(fā)布及推廣交流其它注意事項3、為確保發(fā)電機組長周期安全、穩(wěn)定