快速的国民经济发展,进一步拉大了供电需求缺口。为了缓解供电紧张局面,在电力系统厂网分开以前、以及五大发电公司成立以后,相当一部分发电厂为了减缓新机组建设周期长、任务重、资金调配困难等,纷纷利用机组大修的机会,对上海电机厂、北重、东方电机、和哈电机出品的(50)120MW、125 MW、200 MW和300 MW等发电机组增容改造,实现了周期短、见效快、经济显著的效果。从目前的技术媒体来看,增容改造大多是基本成功的。但也遇到了一些问题,有的是现场工艺条件制约而发生的,也有是施工和改造方案论证缺乏依据而导致的,个别是施工管理缺失的结果。笔者,结合某发电厂机组改造后发生的几个问题进行简析,希望读者在以后的设备改造中科学处理类似问题,使我们在机组增容改造后能够安全运行。
1.1 异常现象
1.2 解体检查
汽机检修人员对进水支座解体,发现转子进水短轴断裂、盘根正常。本次断裂的短轴是2000年度发电机大修改造时更换,上海电机厂产品。根据《设备分工制度》第十二条规定:该进水短轴由电气专业负责上报材料计划、领料,交汽机专业安装。汽机专业负责短轴的调整、加工、更换,并维护转子进水支座盘根。2004年度大修和2005年1月抢修期间对短轴的检查维护情况进行分析:短轴拆除后外观检查无异常,轴颈磨损较轻,可以重复使用。短轴安装后,测轴头晃动40μm,<50μm要求,安装、调整无异常。2005年1月抢修期间更换2道进水支座盘根。
1. 3消除措施
该进水短轴器件不大,但与主设备发电机转子直接连接,对发电机组的安全运行有直接影响,各专业应充分重视停机事件,举一反三,做好类似设备的金属监督和检查维护工作。要对水内冷机组的转子进水短轴在大修期间应进行金属探伤,小修期间也应将其做为检查、维护项目。防止发生类似事件。联系上海电机厂对该断轴断裂进行深入分析,查询短轴加工、焊接情况和材质情况。对该事间进一步分析和采取预防措施。
2 发电机泄漏电流严重不平衡,
2.2原因分析
发电机定子绝缘引水管内壁有结垢后,取样经化学分析主要成分为铜的化合物,是发电机定子空心铜管腐蚀的产物;或者是发电机机组改造线圈更换时,接头铜焊渣未完全清理干净的结果。根据运行纪录,该机在停机前,化学水质分析表明铜离子含量超标。经常在每升100微克以上。发电机冷水箱上盖未封闭,双冷水直接与大气接触,氧气进入定子空心铜管。
2.3防范措施
1、每次发电机大修后、开机前定子水系统应使用除盐水进行带压力反复水(反)冲洗,直到排水清澈无颗粒,电导率达到合格要求。2、发电机正常运行期间连续运行时间超过2个月后,遇有停机或解列机会时,对发电机定、转子冷却水系统进行反冲洗。3、完善发电机整个冷却水系统,应尽可能使其密闭循环;运行中水质含铜量高,绝缘引水管内壁结垢脏污后主要成分为铜,是因为水路不密闭,长期氧化腐蚀铜管导致。4、加强运行中水质监空,内冷水质应按照汽轮机运行规程执行。
3.#8发电机励侧轴瓦发生电腐蚀现象:
3.1异常现象
某发电厂#8发电机由于轴电压放电造成励侧轴瓦有电腐蚀现象。在改造后的一次小修期间,对其轴电压和轴瓦对地绝缘进行了测量,在进行励侧轴瓦对地绝缘电阻测量时,发现绝缘电阻为零,呈短路接地状态。机组并网后测得油膜电压为3.2V,轴电压基本上由油膜承担。虽然电压不高,但是,一旦油膜击穿,发生放电,可能会使润滑、冷却的油质逐渐劣化,严重的会使轴瓦烧坏,造成停机事故。检查发现励侧轴瓦上部及侧面安装有温度和振动传感器。
3.2 消除方法
1、对轴瓦绝缘进行处理,对凡有可能出现接地的部位:如各种传感器接线外护套进行仔细检查,对轴承定位销和螺栓的绝缘套筒表面油污等进行清理。2、机组改造要保证轴承座绝缘垫的“环氧板—金属片—环氧板”结构。在每次大修结束,轴承座油管安装后、未穿转子前,应使用1000V兆欧表测量轴承座对地绝缘电阻,其值不小于0.5兆欧,对小修后及运行中转子在膛内的情况,应测量环氧板中金属片的绝缘进行检查,运行中可采用万用表测量轴承座对地绝缘电阻,不应有明显的金属性接地。3、对轴瓦安装传感器等其它工作要注意安装部件对地的绝缘情况。
4.定子端部线棒磨损较严重, 转子槽楔松动较多;
4.1 异常现象
A、发电机增容改造工作后,初次小修检查发现,定子铁芯压圈紧固螺栓(每侧18颗,共36颗)松动,金属夹板与绝缘夹板连接处松动现象。
B、 2001年11月份发电机小修检查中发现,发电机定子端部引出线与固定绝缘夹板间有3处有明显的磨损现象,有灰色的绝缘泥出现;当时研究后决定,将3处出现松动磨损的绝缘夹板拆下进行清理,在垫块间加垫适形涤纶垫,并刷环氧树脂胶进行固化处理。
4.2 原因分析
发电机定子端部线棒可能存在固有频率接近100Hz 的现象,发电机运行中可能产生共振现象,引起发电机定子线棒端部与绝缘夹板磨损现象。
发电机转子槽楔松动是由于在上次发电机增容改造时,发电机转子线棒全部拆下进行清理,重新下线,槽楔当时进行打紧,在运行一阶段后,线棒受力和发电机端部线圈共振等综合作用下,使槽楔出现松动现象。也有可能引起匝间绝缘垫条、楔下调节垫条窜动而导致风孔堵塞事故,影响发电机转子线棒散热。
测试结果发现:在励磁机端发电机定子绕组端部(#10~~#19)线棒对应的引线部位(1点半到3点钟位置)存在有100Hz的固有频率,同时对励磁机发电机定子绕组端部进行了整体振形模态试验分析,认为在100Hz频率附近没有出现椭圆振形对应的固有频率,说明发生的故障是由发电机定子绕组端部局部振动造成的。
发电机励磁机侧定子绕组端部引线的固有频率表1
固有频率(Hz)
引线位置 |
径向 |
轴向 |
切向 |
1点半钟(#10线棒) |
100.0
|
106.0 |
92.0 |
3点钟(#19线棒) |
98.5 |
97.5 |
101.0 |
具体处理情况如下:1、对发电机定子端部进行绑扎加固;定子励励磁机端和汽轮机端引线夹板、绝缘支架把合螺栓有松动现象,已全面重新把紧,同时在螺母与螺栓之间滴入#290厌氧胶,将螺母锁牢。2、将松动的夹板拆开清理。检查线棒受伤情况,在绝缘夹板与引线之间垫绝缘涤纶适形毡,并用ф5涤玻绳绑扎加固,刷环氧树脂胶固化处理。3、发电机定子励磁机侧的端部线棒的左右上方45°处引线、右侧水平位置引线和顶部引线,用ф20涤玻绳将前后两根引线加绑各3处(共6处),并刷环氧树脂胶固化处理,使引线的固有频率上升到120Hz左右。4、发电机定子汽轮机端端部线棒绝缘盒在左、右、上、下四位置,用ф20涤玻绳加绑,并刷环氧树脂胶固化处理,提高整个端部的刚度,使固有频率远离100Hz。
表2:汽轮机端、励磁机端定子绕组端部椭圆振型对应的固有频率和阻尼 表2
绕组端部 |
固有频率(Hz) |
阻尼
|
汽轮机端 |
119.46 |
0.0305 |
励磁机端 |
89.56 |
0.0142 |
表3:发电机定子绕组端部引出线的固有频率
固有频率 引出线位置(Hz) |
径向 |
轴向 |
切向 |
1点半钟(#10线棒) 处理前测试值
|
100.0 |
106.0 |
92.0 |
1点半钟(#10线棒)位置
处理后测试值 |
116.0 |
114.5 |
119.5 |
3点钟(#19线棒) 处理前测试值
|
98.5 |
97.5 |
101.0 |
3点钟(#19线棒)位置
处理后测试值
|
115.5
|
115.0 |
116.5 |