双水内冷发电机组转冷水防泄漏专项攻关科技探讨

蒋志峰 周毅 王维丹

摘要：神华国华舟山电厂4号机组为上汽首台350WM超临界双水内冷发电机组。转冷水进入高速旋转的转子而不泄露、不堵塞是机组能否长周期、安全、稳定运行的关键。文章通过对舟山4号机组发电机转冷水在线运行防泄漏专项攻关成果的介绍，为以后同类型机组解决转冷水在线运行防泄漏提供新的思路和借鉴。

关键词：超临界 双水内冷 转冷水 防泄漏 攻关

1 引言

双水内冷发电机组转冷水不泄漏、不堵塞是机组能否长周期、安全、稳定运行的关键。据历年来最新统计研究表明双水内冷发电机组因转冷水泄漏造成机组停机或降负荷检修事故发生概率也居高不下；在整个电力行业来说，也是一个“通病”，如果能够很好的解决转冷水系统在线运行防泄漏这一难题，给电厂带去的经济效益将是不言而遇的，甚至将引起电力行业的一次科技变革。 因为就冷却效率而言，空冷机组最低，氢气冷却比空气冷却高3～4倍，水冷比空冷高40～50倍，随着科技发展的不断进步，技术的不断创新，可以预见在未来双水内冷机组必将在电力引起一番变革。文章着重通过对舟山4号机组转冷水改造进行介绍，为以后解决同类型机组转冷水泄漏问题提供一种新工艺、新方法。

2 攻关背景

本课题是在创“鲁班奖”的背景进行立项攻关，主要针对国内大型双水内冷机组因在线运行过程中转冷水动静连接部位的泄露、堵塞给机组长周期、安全、稳定运行造成安全隐患以及非停等恶性事故下而进行的专项研究。

3 攻关思路设想

1） 在转冷水动静连接部位采用新型高分子耐磨密封材料，提高动静连接部位的密封性能，降低连接处泄漏概率，并在转冷水进/回水母管增设高强度精密滤网，过滤转冷水，防止异物进入转子内部，堵塞冷却管路。

2） 改进转冷水回水轴承密封水档形式，提高水档密封性能。

4基本应用原理

1）通过在进/回水管路上增设精密滤网，安装流量、压力检测装置，对转冷水进行过滤，对冷却水压力、流量进行实时检测，不仅大大提高了系统的安全稳定性，更实现了对系统的智能化监控。

2）转冷水动静连接部分采用的是接触式密封结构，在转子高速旋转过程中密封填料容易磨损，致使密封性能以及材料使用寿命降低，提高材料的密封、耐磨特性有助于提高密封效果，延长使用寿命。

3）将原设计的单环水档，改型为内、外双环水档，并在内外双环间增设浮动档水环（详见下图），通过内外双环、以及浮动档水环增强水档的密封性能，同时通过调小水档与转子间隙增强转冷水甩水支座的密封效果。

5 实施前准备

1） 在发电机转子靠背轮中心找正、甩水支座定位完成后，方可进行现场实物测绘，根据测绘数据并结合上海电气厂原设计图纸上进行技术改进。该改进型水档图设计成型后经牡丹江龙电电力研究所以及上海电气厂厂家评估确认可行后外委加工生产的。

2） 水档主体材质采用铸铝，内外水档环水档齿采用镶齿型结构（铝齿），水档环采用耐磨高分子石墨聚合物制造。

3） 为防止内外环水档齿与转子颈部碰磨时产生颗粒铝屑，影响水质故针对性在内外环处加装不锈钢滤网对甩水进行過滤。

4） 将原上汽厂家提供的普通水封填料更换为高分子耐磨聚合物填料

6 实施要点及注意事项

1） 根据到货设备清单，复核水档材质、尺寸、数量；

2） 将组合式水挡内环（序2）上下两半分开，注意定位销杆不能转动，把平垫和弹簧垫放好，然后将轴颈上涂上红丹粉，再将内环上下两半装在轴上，观察轴与内环的间隙及接触情况进行刮研至指定间隙值：0.05mm-0.10mm，最大不得超过0.15mm。将内环取下，放到适当位置，在外环装完成后再进行内环的安装；

3） 将轴颈上安装内环的位置的表面清理干净，如果轴上有沟槽，应将沟槽两侧打磨光滑，不能有突起；

4） 将水挡浮动环（序3）上的止动键取下来，然后将浮动环与原齿片式水挡的外挡用原来的螺栓组合在一起，同时注意水平结合面必须与外挡保持一致，在转子穿装前如具备条件应先安装好下半环，待转子定位后，将水挡浮动环先试装上，查看左右位置必须考虑转子在起机之后的前后窜动，如不合适必须需调整浮动环的左右位置，注意浮动环上下两半左右位置必须一致；

5） 试装铝合金外齿环（序4）查看外齿环处与轴的间隙值，应按如下要求进行调整：应按本汽轮机和发电机组轴瓦间隙而定，也就是按轴径向飘移数（上浮量）而定，一般在0.10mm-0.25mm之间，最大不得超过0.30mm。调整好间隙值之后，按照顺序装设水档，装设过程中尽量确保外水档环，上部间隙值为总间隙值得4/5，下部为总间隙值得1/5。

6） 注意：所有正式装配工作必须在发电机穿完转子、中心找正、甩水支座就位找正以后进行。

7 攻关成果

1） 通过对新型耐磨高分子聚合物密封材料的使用，不仅提高转冷水系统动静连接件的严密性，降低泄漏事故发生概率，更显著的提高了密封材料的使用寿命、延长了检修周期；

2） 通过对转冷水进/回水管路加装高强度精密滤网，安装增设流量、压力检测装置，有效的降低了管路堵塞风险并实现了智能化监测控制，提高了系统安全、稳定性；

3） 换新型水档后，发电机在调试、运行过程中与同期未换型的同类型机组相比，发生泄漏、动静碰磨等事故发生率明显降低，系统的安全稳定性更强，密封效果更好；

8 小结

神华国华舟山电厂4号机组350WM超临界双水内冷发电机组转冷水在线运行防泄漏进行专项攻关的成功，不仅切实有效的解决了4号机组转冷水系统泄漏、堵塞这一安全隐患，并实现了对转冷水系统的智能化检测，为机组长周期、安全、稳定运行以及创“鲁班奖”打下了坚实的基础。同时也为同类型机组在线运行防泄漏问题上提供一种新的思路与方法。

参考文献。

1.山西省电力工业局编写。汽轮机设备检修。北京：中国电力出版社 1997

2.郭秋延主编。大型火电检修技术实用丛书。汽轮机分册。北京：中国电力出版社 2003

3.汪凯主编。机械工艺基础标准应用手册。北京：机械工业出版社 2001

4.浙江火电建设公司论文集。工程质量管理处。2010

5.上海电气站神华舟山350WM发电机设计图纸（5D044.765）