300MW发电机定子绕组温差大缺陷分析及处理

卢洪坤，何朝晖，王建松

（1.浙江省电力试验研究院，杭州310014；2.浙能温州发电有限公司，浙江温州325602）

300MW发电机定子绕组温差大缺陷分析及处理

卢洪坤1，何朝晖2，王建松2

（1.浙江省电力试验研究院，杭州310014；2.浙能温州发电有限公司，浙江温州325602）

对某发电厂5号发电机定子线棒层间及定子线棒引水管出水温差大的缺陷进行了分析，介绍了采用内窥镜对定子线棒空心导线进行检查的情况。采用化学清洗的办法清除堵塞物，解决了定子绕组温差大的缺陷。

发电机；定子绕组；温差；化学清洗；内窥镜

《国家电网公司发电厂重大反事故措施（试行）》规定：加强监视定子线棒层间测温元件的温差和出水支路的同层各定子线棒引水管出水温差。温差控制值应依照制造厂的有关规定；制造厂未明确规定的，在机组新投产或大修后应通过温升试验确定定子线棒各测温元件的有效性，并参考以下控制值：发电机定子线棒层间最高与最低温度间的温度差达8K或定子线棒引水管出水温差达8K时应报警，此时应查明原因和加强监视，并降低负荷。某电厂5号发电机投运约一年半就出现满负荷时定子线棒层间及定子线棒引水管出水温差超过8K的现象。本文对缺陷原因进行分析，提出化学清洗是处理由腐蚀引起的发电机温差大的有效手段。

1 概况

1.1 发电机概况

5号发电机型号为QFSN2-300-2，上海汽轮发电机厂2004年4月出厂，2005年3月投运。其冷却方式是定子绕组及连接线、出线瓷套管为水内冷，转子线圈为氢内冷，定子铁芯及其端部为氢外冷。该发电机定子共有54槽线棒，每槽有上下2根线棒，每根线棒有6组定子槽嵌线，每组定子槽嵌线由“四实一空”5根铜导线组成，其中空心导线的内孔尺寸为2×6.7mm。定子线棒测温元件埋在每槽上下层线棒间，定子出水测温元件埋在每根汽侧引水管的汇水管端。

1.2 发电机温差大现象

根据制造厂规定，定子线棒层间测温元件的温差和出水支路的同层各定子线棒引水管出水的温差采用最高温度与平均温度的差值。2006年12月10日，5号发电机满负荷运行时首次出现温差大现象：定子线圈第10点温度与定子线圈平均温度、定子线圈引水管出水第1点温度与定子线圈引水管出水平均温度的温差均超过8℃，第3，19，40点定子线圈温度和第9，10，18，19点定子线圈引水管出水温度与对应平均温度的温差超过6℃。造成这次温差大的原因是空心导线内有异物，检修时拆除绝缘引水管，用水及高压氮气冲洗线棒，冲洗出月牙形固体异物及黑色沉淀物。处理后5号发电机温差大现象仍然存在，多次在运行中以改变定冷水压力的扰动操作来降低温差，至2010年，每运行1个月就需要操作1次。将混床中的树脂更换成碱性树脂，定冷水pH值提至7.5左右后，温差上升速度减慢，但仍需每3个月进行1次定冷水压力扰动，且效果越来越差。

2 原因分析

定冷水系统由于各种原因存在固体异物堵塞空心导线、定子线棒漏氢形成气堵、缓蚀剂凝结或铜腐蚀产物堵塞空心导线等现象，这些都会引起定子线棒温差大。由于改变定冷水压力的扰动操作能够降低温差、提高定冷水pH值能减慢温差上升速度，根据这一情况，可初步判断引起温差大的原因是铜的腐蚀产物堵塞线棒。

根据腐蚀理论，铜的腐蚀及结垢有以下特点：

（1）铜的腐蚀只能缓解，不能根除。在温度及含氧量相同的情况下，铜的腐蚀速率与内冷水pH值的关系如图1所示[1]。

图1 铜腐蚀与pH值的关系

（2）温度越高，铜离子的溶解度越低，越容易形成沉淀。

（3）铜材质表面越粗糙，腐蚀速率越高。

（4）温度越高，铜的腐蚀速率越高。

5号发电机在运行初期的pH值为7.0，未达到理想的pH值（8～9），内冷水中的铜离子含量相对较高。由于有固体杂质的存在，部分线棒出水温度较高，铜离子浓度超出该温度点的溶解度，就在这部分线棒空心导线内沉淀或结垢，从而堵塞空心导线引起出水温度再次升高，形成恶性循环，加剧腐蚀和结垢。在首次温差大缺陷处理时，清除了固体杂质及腐蚀产物（黑色沉淀物）后，空心导线内表面由于腐蚀变得粗糙，内部的结垢也未清洗彻底，引起腐蚀和结垢的环境仍然存在，温差大现象仍未彻底解决。

3 处理过程

利用5号发电机C修，对空心导线进行内窥镜检查，确认了引起温差的原因为铜的腐蚀产物堵塞线棒。发现定子线棒励侧（进水侧）烟斗盒及空心导线呈黑色，但未出现堵塞现象；线棒汽侧（出水侧）烟斗盒及空心导线呈黑色，空心导线被结垢物严重堵塞。

为清除空心导线内的堵塞物，采用4%的复合酸DH-96对5号发电机进行除垢清洗，清洗后采用还原性保护液冲洗直到系统洁净，完成清洗除垢和后期保护工作。

4 处理效果

清洗结束后再次用内窥镜检查，烟斗盒及空心导线呈黄色，空心导线内堵塞物已清除。

清洗前后发电机满负荷时定子绕组及出水温度见表1。

表1 清洗前后温度变化℃

定子绕组空心导线经过化学清洗后，定子绕组层间温差降至2.4℃，出水温差降至3.5℃，达到新机组的水平，化学清洗取得了理想的效果。

5 结论

（1）引起发电机定子线棒温差大的原因较多，如果是由腐蚀产物引起则需要进行化学清洗。事先用内窥镜对定子线棒空心导线进行观察，可以避免不必要的化学清洗。

（2）出现因腐蚀原因引起的发电机温差大缺陷后，改变定冷水压力的扰动操作只能暂时降低温差，若腐蚀继续发展，扰动的效果只会越来越差。腐蚀原因引起的温差大缺陷采用化学清洗能取得很好的效果。

（3）由于铜离子溶解度随温度上升而下降，腐蚀产物一般沉淀在定子线棒出水侧（汽侧）。

（4）化学清洗后，空心导线内表面光洁度不如新机组，且有腐蚀斑点残留，导致在相同水质条件下的腐蚀速率较新机组快。清洗后的发电机要关注定冷水pH值及水箱密封，检修中注意空心导线的充氮保养，避免再次出现温差大缺陷。

[1]苏尧，马英.大型发电机内冷却水处理方法介绍[J].内蒙古电力技术，2008，26（2）∶29-32.

[2]白亚民，戴骥，宋朝晖.优化发电机内冷却水防止铜腐蚀的方法和措施[J].电力设备，2006，7（4）∶76-78.

（本文编辑：徐晗）

Analysis and Treatment of Excessive Temperature Difference for 300MW Generator Stator Winding

LU Hong-kun1，HE Zhao-hui2，WANG Jian-song2
（1.Zhejiang Electric Power Test and Research Institute，Hangzhou 310014，China；2.Zheneng Wenzhou Power Generation Co.，Ltd，Wenzhou Zhejiang 325602，China）

The problem of the excessive difference of interlay temperature and water pipe effluent temperature of the stator winding bars for No.5 generator in a power plant is analyzed.The examination of the hollow conductors of the winding bars with an endoscope is introduced.The chemical cleaning method is adopted to eliminate the blockage and solves the problem of the excessive temperature difference of stator winding.

generator；stator winding；temperature difference；chemical cleaning；endoscope

TM311

：B

：1007-1881（2012）06-0044-02

2011-08-22

卢洪坤(1979－)，男，四川遂宁人，助理工程师，主要从事电厂调试及发电机试验研究工作。