蘭秀蔚

（江蘇利港發(fā)電廠，江蘇無錫214444）

利港電廠共8臺發(fā)電機(jī)組，2臺基于GE發(fā)電機(jī)制造技術(shù)的意大利ANSALDO水氫氫350MW機(jī)，2臺基于西屋發(fā)電機(jī)全氫冷350MW發(fā)電機(jī)，4臺基于西屋水氫氫600MW級汽輪發(fā)電機(jī)制造技術(shù)。在近幾年運檢過程中，發(fā)現(xiàn)一些重要問題，通過及時分析，并采取措施，排除了故障，消除隱患。文章通過對發(fā)電檢修過程中的定子故障問題、轉(zhuǎn)子故障問題、輔助設(shè)備問題進(jìn)行舉例分析，提出提高大型發(fā)電機(jī)運檢水平、促進(jìn)發(fā)電機(jī)穩(wěn)定運行的一些實用辦法。

1 發(fā)電機(jī)定子問題的發(fā)現(xiàn)及分析解決

（1）2010年5月，1號發(fā)電機(jī)（ANSALDO QFSN-350-2，350MW，水氫氫冷卻，1992年投用）大修，發(fā)電機(jī)抽轉(zhuǎn)子后，對定子槽楔作松緊檢查，通過木棰敲擊方法檢查，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)共30槽，有21個槽出現(xiàn)不同程度的松動，且在勵端汽側(cè)5點鐘處槽楔少量黃粉。主要松動的槽楔有勵端：1，2，4，10，14，8，5，16，20，21，22，23，27共14槽段加20，30關(guān)門槽楔，汽端1，2，4，7，9，10，14，19，26共11槽段，聯(lián)系試驗所測試電機(jī)模態(tài)試驗，并沒有發(fā)現(xiàn)線棒出現(xiàn)100 Hz附近頻率，查以前的大修記錄，大修并未發(fā)現(xiàn)大面積松動，檢查近年發(fā)電機(jī)負(fù)荷，未出現(xiàn)發(fā)電機(jī)出口短路等故障。檢查分析槽楔結(jié)構(gòu)，該電機(jī)槽楔結(jié)構(gòu)為斜楔結(jié)構(gòu)，槽楔對于線棒的壓緊力靠楔與墊條配合，敲擊壓緊，安裝時只能從汽側(cè)向勵側(cè)安裝，在汽勵兩側(cè)端部收口處靠橫銷、縱銷進(jìn)行鎖緊，檢查端部各銷鎖均緊固無松動。分析引起線棒出現(xiàn)大面積松動的原因是銅線棒長年在電動力及溫度效應(yīng)引起的滯脹變形所致。參照國內(nèi)發(fā)電機(jī)制造相關(guān)工藝標(biāo)準(zhǔn)“連續(xù)3塊槽楔不出現(xiàn)明顯松動”為依據(jù)，檢查出有21槽的部分槽楔需作更換處理。重新測繪，用環(huán)氧層壓板加工槽楔作更換，并用0.5mm厚墊板根據(jù)松緊程度不同進(jìn)行墊緊處理，總共30槽，更換了21個槽的部分槽楔。定子槽楔作處理后，通過敲擊方式，逐一檢查槽楔，各槽楔緊固情況滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，由于槽楔作重新緊固處理，為防止因槽楔松緊變化引起定子出現(xiàn)共振點，進(jìn)行發(fā)電機(jī)定子模態(tài)試驗，發(fā)電機(jī)模態(tài)試驗與槽楔處理前相似，未出現(xiàn)接近100 Hz頻率點。處理后，發(fā)電機(jī)運行情況良好。本次松動槽楔的及時處理，避免發(fā)電機(jī)線棒在槽楔出現(xiàn)松動時，與槽壁、上下層線棒間碰磨造成絕緣損傷故障。此臺發(fā)電機(jī)運行近18年后，發(fā)現(xiàn)槽楔大面積松動，可見在大修過程，對于發(fā)電機(jī)槽楔檢查不可忽視。

（2）2010年3月，6號發(fā)電機(jī)（上汽QFSN-600-2，600MW，2007年投用）大修。發(fā)電機(jī)抽轉(zhuǎn)子后，對槽楔波紋板峰谷差測量，按照端部1.0mm，中間0.8mm的標(biāo)準(zhǔn)，超過80%的數(shù)據(jù)不合格。該發(fā)電機(jī)槽楔結(jié)構(gòu)采用墊條、波紋片壓緊方式。核對槽楔數(shù)據(jù)后，發(fā)現(xiàn)槽楔大面積松動，須將所有槽楔全部重新安裝緊固處理。將部分墊條、中間段槽楔更換，將波紋板、關(guān)門槽楔全部更換、敲緊。處理后，測量槽楔峰谷差數(shù)據(jù)在0.1～0.25mm之間，均達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。分析認(rèn)為，大型發(fā)電機(jī)定子槽楔采用槽楔塊、波紋片、墊條壓緊方式，由于發(fā)電機(jī)新投運后，定子線棒熱脹力作用發(fā)生適合于定子槽形形變，部分槽楔壓緊力下降，致使槽楔松動。對于這種類型松動，處理后，由于線棒已歷經(jīng)額定負(fù)荷時的電磁力、機(jī)械、溫效應(yīng)力考核，與槽壁的物理位置已適形貼伏，正常情況，再發(fā)生深度形變機(jī)率較小，據(jù)發(fā)電機(jī)廠的經(jīng)驗，槽楔處理過一次后，可保證發(fā)電機(jī)在下一個大修周期前不會出現(xiàn)大面積松動。

在檢查中，還發(fā)現(xiàn)兩側(cè)端部線棒固定螺栓松動較多，汽側(cè)3個端環(huán)固定螺母松動，其他多處墊片松動，對此發(fā)電機(jī)廠人員對端部固定螺栓全部緊固做防松處理。用適型材料浸漆后填充兩側(cè)鐵心端部中縫，對過橋引線固定間隙也進(jìn)行填充。對綁扎繩的固定螺栓進(jìn)行綁扎。并將端部彈簧板螺栓松開，發(fā)現(xiàn)有間隙則插入墊片，以使端部結(jié)構(gòu)應(yīng)力減小。

在本次大修過程中，根據(jù)上海發(fā)電機(jī)廠結(jié)合近年來出廠的600MW發(fā)電機(jī)運行情況提出的要求檢查處理，對發(fā)電機(jī)鐵心做緊固處理。6號發(fā)電機(jī)鐵心檢測結(jié)果如下：取上下左右四根定位螺桿做緊量測試，汽側(cè)平均緊量為91%（100%為190.34 bar），勵側(cè)為93%，緊量合格，參照100%緊量進(jìn)行收緊全部42個定位螺桿，定位螺桿收緊后其伸出長度變動量汽側(cè)平均0.211mm、勵側(cè)平均0.15mm。測量汽側(cè)穿心螺桿原始緊量，平均緊量為84%（100%為1259 bar），合格，后按照100%緊量收緊穿心螺桿并做了保險，穿心螺桿收緊后螺桿伸出長度汽側(cè)平均1.182mm、勵側(cè)平均0.178mm。檢測穿心螺桿和汽勵端分壓塊板絕緣均大于10 MΩ，合格。對鐵心風(fēng)道齒條推力進(jìn)行抽檢，緊力基本全部合格，汽端93號檔有15處緊力在70～100 N以內(nèi)（合格：端部90 N，中間60 N，標(biāo)準(zhǔn)127 N），后對低于100 N處的端部鐵心加裝斜楔，一共12處。復(fù)測緊力全部合格。鐵心穿心螺桿、定位螺桿收緊后，鐵心長度平均值無變化為6307mm，鐵心檢查結(jié)果完好。定子鐵芯穿芯螺桿的緊量必須控制在嚴(yán)格的范圍之內(nèi)，螺桿緊力過大，或緊力不均勻，將都可有造成鐵芯片間絕緣受損，致鐵芯故障。

2 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子問題

（1）3號發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)電螺釘漏氫問題。

2008年10 月，3號發(fā)電機(jī)（西屋全氫冷，350MW）大修。在對轉(zhuǎn)子作氣密封試驗時，發(fā)現(xiàn)氣密試驗不合格，在8 bar氣壓下，5h內(nèi)壓力下降了0.7 bar，不合格。后將導(dǎo)電螺釘取出檢查，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子導(dǎo)電螺釘與外包環(huán)氧玻璃布層發(fā)生剝殼，導(dǎo)致漏氫量超標(biāo)。將導(dǎo)電螺釘上的絕緣按發(fā)電機(jī)制造廠工藝，重新包繞，用環(huán)氧浸漬烘干后，絕緣試驗合格（1000 V搖表，3.44 GΩ）。安裝時，對轉(zhuǎn)子導(dǎo)電螺釘螺紋、轉(zhuǎn)子密封鋼壓緊套螺紋修整，螺釘槽螺紋修理，導(dǎo)電螺栓的6只氯丁橡膠密封圈更換，最后將導(dǎo)電螺栓通過壓帽與乒乓板接觸，銅壓帽與鋼壓緊套處均鏨止退鎖，防止運行中松動。導(dǎo)電螺栓導(dǎo)電螺栓處理安裝結(jié)束，用無水酒精浸泡導(dǎo)電螺釘頭環(huán)周，未發(fā)現(xiàn)有氣泡冒出，重新做轉(zhuǎn)子氣密試驗，6h氣壓下降量為0 bar，確認(rèn)漏點已消除。

檢查3號發(fā)電機(jī)大修前的漏氣量為7.8 m3/天，低于制造廠給定的11.3 m3/天，在合格范圍，但與同型4號發(fā)電機(jī)漏氫量3.1 m3/天相比，明顯偏大。從轉(zhuǎn)子氣密性試驗上看，漏氫量應(yīng)遠(yuǎn)大于11.3 m3/天，機(jī)組停下漏氫量反而變大，分析認(rèn)為，導(dǎo)電螺釘上所包絕緣層剝殼后，在發(fā)電機(jī)運行時，銅螺釘有3 kA以上電流通過，螺釘膨脹，剝離層間隙變小，故漏氫量不明顯。但發(fā)電機(jī)停役后，螺釘溫度低，剝離層間隙變大，至發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子漏氣量變大。

（2）2號發(fā)電機(jī)（ANSALDO QFSN-350-2，350MW，水氫氫冷卻）轉(zhuǎn)子一點接地問題。

2005年4月8日2:57和4:17出現(xiàn)2次“轉(zhuǎn)子一點接地報警”。2005年8月4日4:53和20:09先后又出現(xiàn)2次“轉(zhuǎn)子一點接地報警”。2005年11月26日13:33和18:532 號發(fā)電機(jī)又出現(xiàn)2次“轉(zhuǎn)子一點接地報警”。

2006年4月2號機(jī)小修，發(fā)電機(jī)滑環(huán)小室解體移位，通過現(xiàn)場滑環(huán)組件的仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)滑環(huán)風(fēng)扇風(fēng)擋上的固定螺絲與滑環(huán)風(fēng)扇東側(cè)外緣之間存在碰磨，形成金屬性接觸。

針對導(dǎo)致轉(zhuǎn)子一點接地的兩處間隙，將絕緣哈夫板上的金屬墊片更換成環(huán)氧絕緣墊片，滑環(huán)風(fēng)扇風(fēng)擋上的螺絲全部更換為盤頭螺釘，使螺釘頭部低于絕緣板的高度，滑環(huán)風(fēng)扇曙螺栓再無碰磨。本次處理后，發(fā)電機(jī)投運至今已4年，轉(zhuǎn)子再未出現(xiàn)一點接地報警故障。

發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一點接地故障對發(fā)電機(jī)正常運行危害較大，特別是金屬性一點接地若不及時處理，一旦轉(zhuǎn)子內(nèi)部或外部回路發(fā)生另一點接地，會形成部分匝間短路。大電流會燒損轉(zhuǎn)子大軸，同時由于轉(zhuǎn)子磁場不對稱，會引起轉(zhuǎn)子劇烈振動；轉(zhuǎn)子大電流也導(dǎo)致轉(zhuǎn)子本體嚴(yán)重磁化，以上三點會影響機(jī)組安全運行。

轉(zhuǎn)子一點接地故障出現(xiàn)，一經(jīng)檢查找出原因，將及時消除，以避免若再出現(xiàn)一點接地造成的發(fā)電機(jī)事故，本次發(fā)生在2號發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上的一點接地問題找到原因，及時排除發(fā)電機(jī)重要隱患。

3 發(fā)電機(jī)附件設(shè)備問題處理

（1）3號發(fā)電機(jī)（西屋全氫冷，350MW）氫冷器解體泄漏處理。

2009年10月3號發(fā)電機(jī)大修過程中，對3號發(fā)電機(jī)氫冷器（A/B/C/D）作投產(chǎn)（1997年）以來的首次解體檢修。由于該氫冷器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一直未能進(jìn)行解體檢查。在本次首次解體過程中，發(fā)現(xiàn)氫冷器內(nèi)部結(jié)垢較多，作細(xì)軟銅絲刷洗作清洗處理。氫冷器上部板框銹蝕凹坑較多，框平面出現(xiàn)嚴(yán)重變形，后在磨床上磨光500μm，去掉凹坑，并對板框找平，但平整度仍超過100μm。發(fā)電機(jī)氫冷器的水側(cè)密封、氣側(cè)密封涉及密封墊全面更換。為安全起見，密封墊采用發(fā)電機(jī)廠提供的西班牙制TN-9001型，厚δ＝1.57mm密封墊，并涂端蓋用流體密封膠。安裝后，發(fā)電機(jī)出現(xiàn)氫冷器出現(xiàn)大面積漏水漏氣，折算發(fā)電機(jī)漏氫量達(dá)33 m3/天，嚴(yán)重超標(biāo)。后將氫冷器拆除再次解體檢查，并選用進(jìn)口紙薄墊，厚δ＝2.0mm，涂樂泰587密封膠，氫冷器安裝后，仍漏氣漏水，但漏氣量明顯減少，按當(dāng)時檢修工期進(jìn)度，不具備再次更換密封時間，后采取有螺栓緊力進(jìn)行密封面平整度校正措施，經(jīng)3天的反復(fù)擰緊處理，氫冷器水側(cè)密封，氫氣側(cè)密封均不再漏。后對發(fā)電機(jī)充壓縮空氣，進(jìn)行氣密性試驗，折算成漏氫量5.6 m3/天，修前8.9 m3/天，發(fā)電機(jī)的密封處理較好。發(fā)電機(jī)正式投運后，漏氣量在1.5 m3/天左右，發(fā)電機(jī)密封處理較好。

分析原因：氫冷器的漏氫漏水是密封面變形引起，密封墊受力不均，達(dá)不到密封效果，第一次安裝漏氫量大，因所用密封墊過薄，不能被板框密封面壓實，密封效果不佳。第二次密封墊選厚，板框?qū)γ芊鈮|能夠基本糾正密封面變形，故泄漏情況減弱。在后來連續(xù)三日的螺栓按環(huán)周方向逐一反復(fù)擰緊，迫使懸空的密封面變形伏貼后壓緊密封墊，使密封墊能完全密封，從而解決氫冷器的泄漏問題。在發(fā)電機(jī)檢修過程中，涉及如人孔，氫冷器等較大的靜密封面，由于密封面易出現(xiàn)變形，密封面的厚度增加，可提高密封效果，通過反復(fù)擰緊螺栓，基本可糾正密封面形變，使得密封件能夠壓實，真正起密封作用。

（2）8號發(fā)電機(jī)（上汽QFSN-600-2，600MW，2007年投用））運行中氫冷器損壞處理。

2008年7月17日13：30，8號發(fā)電機(jī)出現(xiàn)氫冷器漏水故障，氫氣快速泄漏，發(fā)電機(jī)被迫停運.發(fā)電機(jī)停役后，對發(fā)電機(jī)作檢查，從檢漏儀A/B/C/D內(nèi)排出大量的水，總共約有100 kg。查運行記錄，發(fā)現(xiàn)在氫冷器漏水前，有閉冷泵切換工作，就地確認(rèn)閉冷水泵再循環(huán)全開后，啟閉冷泵B，閉冷水母管壓力由0.831 MPa升至0.953 MPa；后氫冷器進(jìn)水壓力調(diào)門開始晃動，晃動前氫冷器壓力調(diào)整門在手動方式，開度為之前一直保持21.8%。其后晃動呈發(fā)散擴(kuò)大趨勢，幅度10%～32%，閉冷水母管壓力同時發(fā)生晃動，手動干預(yù)氫冷器壓力調(diào)整門無效；此過程，發(fā)電機(jī)的氫氣壓力也呈現(xiàn)下降，在30 min同氫氣壓力由4.13 bar下降至0.14 bar，此時發(fā)電機(jī)氫冷器漏水后發(fā)電機(jī)氫氣進(jìn)入閉冷水系統(tǒng)。

發(fā)電機(jī)停役后，對氫冷器作解體檢查，在汽側(cè)側(cè)氫冷器底部積水槽及其鋼結(jié)構(gòu)件凹處均發(fā)現(xiàn)有水殘留，但是在勵側(cè)同樣位置沒有發(fā)現(xiàn)有水殘留。事后對拆下來的氫冷器進(jìn)行水壓試驗，確認(rèn)只有汽側(cè)氫冷器D的最上一排有兩根銅管破損，勵側(cè)氫冷器正常，后用銅錐將漏水的銅管堵死。

發(fā)電機(jī)因氫冷器漏進(jìn)水后，對發(fā)電機(jī)斷引，測發(fā)電機(jī)定子繞組絕緣：普通兆歐表500V（由于知發(fā)電機(jī)受潮嚴(yán)重，選較低電壓進(jìn)行試驗），測得絕緣0.06 MΩ，測試轉(zhuǎn)子絕緣：試驗電壓60V，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子絕緣500V，2.9 MΩ。發(fā)電機(jī)絕緣水平較低，發(fā)電機(jī)因內(nèi)漏受潮嚴(yán)重，已深度除潮。將發(fā)電機(jī)出線箱人孔、兩側(cè)端蓋處人孔打開檢查，發(fā)現(xiàn)出線套管表面，線圈引出線表面油跡斑斑，個別地方仍有較多積油，側(cè)端蓋處還存在積油、積水。為盡快能恢復(fù)發(fā)電機(jī)絕緣，對各處積油、積水表面進(jìn)行清擦，套管表面油跡用酒精清擦，并使用紅外燈對小室內(nèi)部進(jìn)行烘烤。打開發(fā)電機(jī)頂部人孔，用輔汽加熱定冷水溫至70℃，發(fā)電機(jī)盤車。歷經(jīng)16h的加熱烘干,效果不彰。通過暖風(fēng)機(jī)將干燥熱空氣鼓入機(jī)身，并使大量潮氣從頂部人孔處排出。經(jīng)過持續(xù)干燥約24h，測試發(fā)電機(jī)定子絕緣：搖表2500 V，A相3680 /1700MΩ，B相1850 /1350MΩ，C相2460 /1600MΩ，泄漏電流與基建投運前相近，具備投運條件。轉(zhuǎn)子絕緣，500V兆歐表測試，2.6 MΩ，偏低，但在合格范圍。8月23日機(jī)組啟機(jī)，發(fā)電機(jī)升壓并網(wǎng)，投運正常。

本次氫冷器漏水的原因是閉冷水進(jìn)水壓力調(diào)整門質(zhì)量差導(dǎo)致閉冷水壓力波動大，對系統(tǒng)形成水錘作用，氫冷卻器個別銅管在高頻波動壓力作用下疲勞破損，造成銅管破損，致發(fā)電機(jī)進(jìn)水故障。對于進(jìn)水后的發(fā)電機(jī)干燥處理，雖采取紅外燈烘烤、熱水加溫烘干、熱風(fēng)干燥，從總體上看，在不抽轉(zhuǎn)子情況下，通過熱風(fēng)干燥是效果較好的處理方法，值得推廣。

（3）發(fā)電機(jī)定子繞組水管堵塞問題及解決。

造成發(fā)電機(jī)定子繞組水管路堵塞的主因有：電機(jī)檢修或制造中形中的異物,如膠墊斷裂物、水系通統(tǒng)濾網(wǎng)破裂致異物進(jìn)入，氧化銅沉淀物積垢造成堵塞。參照《國電發(fā)1999－579汽輪發(fā)電機(jī)運行規(guī)程》735項：發(fā)電機(jī)累計運行2個月以上，遇有停機(jī)機(jī)會，應(yīng)對定轉(zhuǎn)子回路進(jìn)行反沖洗，以確保水回路的暢通。利港電廠根據(jù)規(guī)程，并結(jié)合本廠實際情況，將定子反沖洗周期控制在每年一次，從反沖洗效果看，還是明顯的，在2010年的6號發(fā)電機(jī)檢修返沖洗過程中，第一次發(fā)現(xiàn)錐形濾網(wǎng)中有較多泥垢，堵塞在濾網(wǎng)的孔眼上。且在第3次反沖洗沖出一塊黑色小銅屑，由于該機(jī)組為新機(jī)組，檢查發(fā)現(xiàn)為制造遺留物。2009年在對1號發(fā)電機(jī)進(jìn)行反沖洗，從繞組水管中沖出3片長度為7mm的黑色銅環(huán)，根據(jù)銅環(huán)外形判斷是制造時殘留的銅屑片。已投運多年，多次反沖洗未能沖出，這次意外沖出可能另有原因，后檢查發(fā)現(xiàn)本次反沖洗壓力較以往要高，當(dāng)時因壓力調(diào)整閥出問題，反沖洗水壓力意外由原來的2 bar上升至3.5 bar。可見開展發(fā)電機(jī)反沖洗工作時，壓力低影響效果，應(yīng)選擇接近于發(fā)電機(jī)正常運行時的額定水壓，現(xiàn)已將反沖洗的水壓力標(biāo)準(zhǔn)改為3.5 bar。

4 結(jié)束語

上述為利港電廠近年來發(fā)電機(jī)在檢運過程中遇到的一些重要問題及對問題的分析和處理，這些重要問題的及時解決，對于利港電廠發(fā)電機(jī)長年健康運行起到不可忽視作用。

[1] 李偉清.汽輪發(fā)電機(jī)故障檢查分析及預(yù)防[M].北京：中國電力出版社，2002.

[2] 陳化鋼.電力設(shè)備預(yù)防性試驗方法及診斷技術(shù)[M].北京：中國科學(xué)技術(shù)出版社，2001.

[3] QFSN-600～660-2型汽輪發(fā)電機(jī)說明書[S].上海：上海汽輪發(fā)電機(jī)廠出版，2009.

[4] 國電發(fā)1999－579汽輪發(fā)電機(jī)運行規(guī)程[S].北京：中國電力出版社，1999.