哈电660MW发电机氢气冷却器改造

马 波

（河北国华定洲发电有限责任公司，河北 定州 073000）

哈电660MW发电机氢气冷却器改造

马 波

（河北国华定洲发电有限责任公司，河北 定州 073000）

本文主要介绍了哈电600MW级发电机氢气冷却器两个方面的常见故障，一是关于氢气及冷却水泄漏方面的故障，二是氢气冷却器冷却效果不能满足发电机散热要求方面的故障，并提供了这两个方面的故障分析和解决方案。本文对氢气冷却器的相关故障进行了深入的分析，提高了氢气冷却器的可靠性，不仅保证了发电机的安全稳定运行，也为氢气冷却器的正常检修和其他缺陷的处理做了很好的铺垫，提供了良好的借鉴意义。

发电机；氢气冷却器；改造

1 设备的简历及运行情况

600MW发电机氢气冷却器卧放在机组顶部的氢气冷却器外罩内，在发电机汽、励两端的氢气冷却器外罩内各有一台氢气冷却器，每台分为二个独立的水支路。氢气冷却器外罩为钢板焊接的圆拱形结构，横向对称布置安装在发电机机座的两端顶部。

故障氢气冷却器运行简历（故障氢气冷却器应用于4号发电机）。

（1）4号发电机为哈尔滨电机厂制造，发电机氢冷器为哈尔滨电机厂机电工业公司冷却器厂配套制造，发电机组于2009年12月21日投产。

（2）2010年10月至2010年12月4号发电机进行了第一次检查性大修，对氢冷器解体检查。检修完毕机组启动后，发生了氢气冷却器漏氢现象，被迫停运机组进行抢修。

2 原有发电机氢气冷却器存在的主要问题

2.1 氢气温度超标问题分析

（1）数据统计与现状说明：4号发电机汽侧冷、热氢温度高，冷氢温度超过厂家说明书的要求值。

2010-2013年夏季高温天气时，冷、热氢最高温度对比如表1所示。

表1 夏季冷热氢最高温度对比值

厂家说明书要求冷氢温度正常值为45±1℃，报警值为45±3℃，改造前的发电机的冷氢温度已经超过报警值48℃，且有逐年上涨趋势。

（2）4号发电机氢气温度高原因分析：a.经过历次检修，排除了以下可能导致氢气温度高的因素：冷却器管壁可能有结垢现象，导致热阻增加，使冷却器传热性能下降。冷却水路隔板密封垫错位或脱开，造成冷热水混流，影响冷却效果。冷却器的风罩密封不严，产生冷热风混流，影响冷却效果。b.排除发电机本身发热量大的因素：对3号发电机和4号发电机的发热量进行对比，选取一定时间1个小时计算各发电机的发热量，并保证再此时间段内3、4号发电机运行工况一致，即3、4号发电机有功、无功基本相等均为负荷600MW，无功200Var），且负荷平稳的条件下进行计算对比。并保证此时间段3、4号发电机的氢冷水流量保持稳定，进出水温差稳定。根据热量计算公式：Q=CM（T2-T1）

3 号发电机在此时间发热量为：Q3=11651.43KJ

4 号发电机在此时间发热量为：Q4=11053.01KJ

在工况一致的情况下，3号发电机发热量和4号发电机相比差（11651-11053）/11053=5.4

结论：通过以上计算，在此时间段内，考虑以上外界因素的变化，3、4号发电机发热量基本相同。

2.2 发电机氢气冷却器漏氢、漏水的隐患分析

（1）4号发电机氢冷器在机组启停过程中均有发现返回端水箱密封垫渗水的现象，并且在每次氢气冷却器上水过程中，由于水流冲击和水压变化过快，导致氢气冷却器漏水。

（2）4号发电机氢冷器结构不够合理导致氢气冷却器存在运行中漏氢、漏水的隐患。由于氢冷器的特殊结构，检修时进行的氢冷器密封性试验只能保证机组启动后氢冷器不会漏水，不能保证氢气不会沿结合面外漏，故氢冷器结构上的不合理对检修安装工艺要求苛刻。

（3）由于4号发电机氢冷器自身加工精度不够，无法使用无石棉纸柏或TN-9001材质衬垫，只能使用胶皮衬垫。使用胶皮衬垫造成氢冷器整体结构偏软，在氢冷器安装时，容易造成密封面法兰张口，导致漏氢。

3 针对现场的实际情况，对制造厂家提出的技术改造要求

（1）发电机在额定氢压、额定频率运行，在氢气冷却器进水温度38℃时，氢冷器冷却器能保证发电机额定出力660MW，并长期连续稳定运行，运行中的冷、热风温度符合发电机制造厂“汽轮发电机运行和保护参数 OEΑ.140.1213”中的正常值的要求。

（2）氢气冷却器工作水压为0.35～0.60MPa，试验水压1.2MPa，历时30分钟无泄漏。冷却器按单边至少按照承受0.8MPa（g）压力进行设计。冷却管材质应为CuNi30Fe，管板为黄铜材质，散热翅片为铜片。

（3）氢气冷却器进出水端盖的密封垫、固定连接板与管板的密封垫等所有密封面处均应采用进口无石棉纸柏垫片，从而保证氢气冷却器在运行期间有良好、可靠的密封性能。

4 结论

通过对发电机氢气冷却器的相关缺陷和故障进行深入分析，找到设备症结所在，并针对现场的实际情况，对氢冷器的制造工艺提出了相关改进意见以及对结合面的密封方式提出了较为严格的要求，保证了新氢气冷却器的冷却效果满足要求和密封的可靠性。因此，发电机更换氢冷器前存在的2个问题：氢冷器冷却效果不良和氢冷器漏氢隐患均得到了解决，发电机启动后各参数运行正常。氢冷器更换效果良好，保证了发电机的安全稳定运行。

［1］GB/T7064-2008.隐极同步发电机技术要求［S］.

［2］GB 755-2008.旋转电机定额和性能［S］.

［3］GBT7064-2002.透平型同步电机技术要求［S］.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.19.124

马波（1983-），男，山东德州人，本科，主要从事发电厂电气设备检修工作。