吕猛 王献 刘冠华
山东电力建设第三工程有限公司，山东青岛， 266100
Research on Common Faults and Maintenance Methods of Steam
Turbine Auxiliary Equipment
lǚ měng wángxiàn liú gùanhúa
摘要：某厂350MW燃煤机组采用的是氢冷发电机。定子冷却水系统的主要功能是保证冷却水（纯水）不间断地流经定子线圈内部，从而将部分由于损耗引起的热量带走，定冷水质对机组运行至关重要，定冷水长期不合格不仅减少运行年限，超过高限还会造成发电机接地，导致停机。通过对运行方式、加药周期、加药量进行调整，从间断加药变为连续加药，保证定冷水质长期稳定达标运行。
关键词 定冷水；加药浓度；加药周期；连续；优化和调整
Abstract:Hydrogen - cooled generator is used in a 350MW coal-fired unit. Stator cooling water system's main function is to ensure that the cooling water (pure water) continuously through the stator coil inside, partly due to losses caused by the heat away, cold water unit environment is very important to run, fixed long-term unqualified cold water not only reduce the operating life, more than upper limit will cause generator grounding, lead to stop. By adjusting the operation mode, dosing cycle and dosing amount, from intermittent dosing to continuous dosing, the constant cooling water quality can be ensured to run in a long-term and stable way to reach the standard.
Key words:Constant cold water; dosing concentration; dosing cycle; continuous; optimization and adjustment
1.引言
本工程汽轮机为东方汽轮机厂生产的NZK350-24.2/566/566超临界、一次中间再热、单轴、双缸双排汽、空冷凝汽式机组，发电机为哈尔滨电机厂有限公司生产的QFSN-350-2型氢冷发电机。发电机氢气冷却系统是以氢气做为冷却介质，对发电机的转子绕组和定子铁芯进行冷却，冷氢通过转子绕组和定子铁芯时吸收热量，热氢经氢冷却器后进行换热降温，循环运行。机组运行中额定氢压0.35MPa，纯度≥98%，≤95%时报警，冷氢温度不超过46℃。
定子冷却水系统的主要功能是保证冷却水（纯水）不间断地流经定子线圈内部，从而将部分由于损耗引起的热量带走，以保证温升（温度）符合发电机的有关要求。同时，系统还必须控制进入定子线圈的压力、温度、流量、水的导电度等参数，使之符合相应的规定。水内冷绕组的导体既是导电回路又是通水回路，每个线棒分成若干组，每组内含有一根空心铜管和数根实心铜线，空心铜管内通过冷却水带走线棒产生的热量。到线棒出槽以后的末端，空心铜管与实心铜线分开，空心铜管与其它空心铜管汇集成型后与专用水接头焊好由一根较粗的空心铜管与绝缘引水管连接到总的进（或出）汇流管。冷却水由一端进入线棒，冷却后由另一端流出，循环工作，不断地带走定子线棒产生的热量。
2.存在的问题
机组自投产后以来，定冷水频繁出现电导和PH不合格的情况，以下是不合格指标统计：
.jpg)
定冷水不合格的影响：
（1）、定冷水不合格，导致定子铜线棒的腐蚀及其腐蚀产物的沉积，严重时沉积物会堵塞冷却水系统管路，导致定子温度升高。
（2）、定冷水电导超标严重，会导致定冷水导电性增加，定子接地，严重时会导致停机。
3.原因分析
（1）、设计不合理：根据《DLT801大型发电机内冷却水质及系统技术要求》标准要求，发电机内冷水应采用除盐水或凝结水。该项目设有两路补水，一路为凝补水泵出水管，另一路为凝结水精处理加药前的管道，由于凝结水精处理采用高阳+高混的模式，高混出水实际为除盐水，这两路管道水源都是除盐水。定冷水原设计采用凝结水作为补水，由于日常施工安装存在问题，导致在前期施工出现错误。为了弥补缺陷，在调试过程中，采用人工加入少量氢氧化钠的措施来维持定冷水的PH。
（2）、未设计自动加药装置：为节省成本，调试结束后未采取加药装置，初期采用人工加药后，由于加药量不确定，加入10%氢氧化钠溶液后，出现高限超标的情况，后期经过摸索和积累经验，当PH降到低限时，每次加入 5ml 10% 的氢氧化钠溶液可保持定冷水不会出现上限超标的情况，由于小混床旁路净化作用，定冷水PH缓慢下降。
（3）、加药周期与人员巡检周期不一致，从PH升降图来分析，加入5ml 10%氢氧化钠溶液，维持周期最多三小时，而人员巡检周期为两小时一次，导致人员在巡检时无法做到巡检和加药时间一致，人员为了加药，增加工作量。
（4）、采用人工手动加药时，由于人的客观能动性差，一方面是人员责任心不强、对产生后果重要性考虑不周全，二是操作人员在进行其他操作时，无法兼顾人工加药，导致定冷水频繁不合格。
.jpg)
通过对以上原因分析，在机组运行期间，我们小组一致确认：如果增设连续加药装置，采用合理的加药浓度和加药量，可以保持定冷水合格率达到100%，同时减少操作人员的工作量和减少药品的浪费。
4.处理过程
（1）加药浓度的选取
根据近2年来人工加药经验，每次加药5～6ml 10%氢氧化钠溶液，通过查看定冷水电导升降曲线，加一次药液能够维持3小时左右，即每小时加药1.67～2ml 10%氢氧化钠溶液，每分钟0.028～0.033ml10%氢氧化钠溶液。通过计算分析，每分钟0.028～0.033ml10%氢氧化钠溶液由于加药量较小，无法实现连续加药，同时10%浓度的药液，在低流速下，药剂容易结晶，堵塞加药管。
首先将药液稀释20倍，氢氧化钠溶液浓度为0.5%，此时每分钟加药量为0.6ml左右，根据此加药量，再根据药液一滴约为0.05ml，一分钟滴加12滴，约为5秒一滴。试验开始时，由于针管较细，随着时间增长，药液滴的速度越来越慢，导致电导缓慢降低。
再次将药液稀释50倍，氢氧化钠溶液浓度为0.2%，此时每分钟加药量为0.24ml左右，由于针管较细，仍然存在药液滴的速度越来越慢的情况。
当浓度调整至0.15%时，由于阀门开关卡位不准确，加药流量无法准确控制。
再次调整加药浓度至0.17%，阀门定位准确，流量稳定，同时可以很好地避免药液堵塞，也可减少人员的工作量。
药液浓度较小，不仅会造成人员投加频次增加，还会造成配置好的药液长时间与空气接触造成失效。
（2）加药点的选取
以前人工加药点，是一个排氢口，正常情况下是关闭的，若采用连续加药，此阀门必须开启，导致定冷水箱氢压无法检测，同时也会使水箱与大气相通，空气中二氧化碳与定冷水接触，导致定冷水水质恶化。
通过现场查看，定冷水箱上部有一备用法兰接口，运行时用盲板封死，通过将定冷水箱备用法兰使用3mm厚的橡胶垫代替盲板，再将针头扎入橡胶垫片上，不仅减少药液的外漏，同时确保定冷水箱的密封性。
（3）药剂桶位置的选取
采用“输液”的方式，给定冷水箱进行连续加药，保证定冷水指标的合格。“加药瓶”必须高于定冷水箱1.0米以上，再加上关闭排氢气门后，定冷水箱会保持正压，“加药瓶”必须有足够的静压，才能将药液通过静压压入定冷水箱。现场定冷水箱上部由大量管道且定冷水箱周围无平台，人员加药不方便且有高空坠落危险。
经多方试验，将“加药瓶”设置在6.3米平台，加药管穿过楼层间隙，减少人员爬高，且便于人员加药。
同时利用废旧不锈钢管道，自制加药箱，同时配置液位计和药箱盖，减少药剂与二氧化碳的接触，和便于观察药液液位。
5.处理效果
从2019年12月改造装置完成，12月下旬为效果巩固观察期，通过一年的运行调整和跟踪统计定子冷却水指标，电导曲线变为平缓，指标合格率达到99%，取得了良好的效果，指标曲线见下图。
.jpg)
6.结束语
针对定冷水水质频繁不合格的问题，通过分析定冷水不合格的原因，制定处理措施，对同类型机组进行对比，发现不同点，结合项目设备自身情况，通过优化调整和小小改造，既能保证定冷水100%的合格率，大大提升了定冷水系统的稳定性，又能减少人员的操作、减少药剂的浪费，保证了现场的文明卫生。
在实际运行过程中，由于现场设备存在缺陷以及费用及后续改造难度，因地制宜，综合考虑，利用现场资源，充分发挥主观能动性和担当精神，保证设备长期稳定运行。
下一步进一步挖掘，优化调整运行参数，积累运行经验，保证定冷水系统能在最优指标状态下运行。通过采取进一步的治理措施，保证定冷水系统和发电机的安全稳定运行。
参考文献：
[1]张学海.600MW机组发电机定子冷却水异常原因分析及治理[J].华电技术,2015(11):52-53.
【作者简介】
吕猛，现任山东第三电力建设工程公司某运维项目汽机技术员，从事设备检修、设备技术管理工作4年