3--发电机气水系统渗漏试验分析(李西哲1----纪军2-)

全国火电 600MW 机组技术协作会第十三届年会论文集 电气 301 西门子 THDF 660MW 发电机气 水系统渗漏试验分 析 李西哲 纪 军 华能邯峰发电厂 河北省 邯郸市 056200 摘 要 介绍了进口 Siemens THDF 600MW 发电机利用氮气在一次水箱上部维持一定压力进行一次水回 路压力试验的方法 介绍了进口 Siemens THDF 600MW 发电机气密试验的方法 该方法安全 可靠 取得了较好 的效果 关键词 一次水系统内部部分 一次水系统外部部分 氮气垫 0 概述 大型发电机静子绕组及出线套管 称为一次水内部部分 与之对应 发电机以外相关冷却水管 路 一次水泵 阀门 变送器 过滤器及冷却器称为一次水外部部分 两者统称为一次水系统 由 于长周期承压运行 容易产生水渗漏现象 无论进口还是国产机组曾多次发生由于发电机内漏事件 引起停机的事故 华能邯峰电厂安装有两台 Siemens THDF 660MW 发电机 自 2000 年投运至今 一次水系统未进行压力试验 为了保证发电机安全长周期运行 2007 年 12 月利用 2 机组 A 级检修 机会用氮气进行了 2 发电机一次水系统水压试验 Siemens THDF 660MW 发电机是转子绕组直接轴向气体冷却 定子绕组直接水内冷 额定运行 氢气压力 4bar 与国产发电机设计不同之处是在发电机顶部设有一次水箱 该设计保证了一次水 系统中所存在的气体 都汇聚到一次水箱的顶部 正常运行液位约 260mm 不会在管道及绕组内 产生憋气现象 保证了一次水在绕组内的流量 正常运行期间 一次水箱上部氢气压力达 20Kpa 时 通过压力释放阀自动排入大气 发电机投入运行前 通过专用管路向一次水箱顶部充入氮气以维持 正压 发电机一次水系统渗漏试验是在一次水箱液面上施加一个氮气垫来实现 并维持一定压力和时 间 1 一次水系统压力试验准备工作 1 1 工器具及专用仪表如下 压力表 2 块 最大量程 6bar 0 25 级和 10bar 0 25 级 压力表变径接头 2 个 画图修配加工 氮气 1 瓶 专用堵板 画图修配加工 全国火电 600MW 机组技术协作会第十三届年会论文集 电气 302 3mm 耐油胶皮若干 1 2 整个一次水系统运行方式 一次水泵停运 2 试验过程 MKG91 AA105 压缩空气入口 阀门 MKF51 AA151 套管 相连接器 冷却水入口门 MKF41 AA151 发电机静子 冷却水入口门 发电机一次 水外部部分 一次水箱 氮气瓶 发电机定子绕组 MKF80 CP511 MKF80 AA061 MKF01 AA055 一次水箱充N2门 N2 MKF40 AA055 冷却水 旁路门 MKF20 AA341 压差表入口侧门 MKA20 AA381 压差表 回水侧门 压差表 MKF41 AA521 冷却水入 口放气门 MKF41 AA531 冷却水出 口放气门 MKF41 AA061 定子冷却 水出口门 MKF41 AA055 定子冷却水 入口截止门 至大气 THDF 660MW 发电机水系统过程信息图 P I 图 2 1 一次水外部部分压力试验 2 1 1 由于渗漏试验仅限于一次水外部部分 所以发电机绕组 套管和相连接器必须进行隔离 为此 关闭一次水外部系统相关热工变送器 采样回路前阀门 事先征得热工专业同意 关闭发电机静子冷却水入口阀门 MKF41 AA151 并加装堵板 关闭套管 相连接器冷却水入口阀门 MKF51 AA151 并加装堵板 关闭发电机静子冷却水出口阀门 MKF51 AA061 并加装堵板 关闭发电机静子冷却水出口放气阀门 MKF41AA531 并加装堵板 关闭发电机静子冷却水入口放气阀门 MKF41AA521 并加装堵板 将压力表 MKF80 CP511 更换为 10bar 0 25 级压力表 2 1 2 试验方法及结果分析 关闭阀门 MKF80AA061 打开阀门 MKF01AA 055 轻微打开氮气瓶体阀门 一次水箱压力开始上 升 在此期间用压力表 MKF80 CP511 进行监视 显示 10bar 立即关闭阀门 MKF01AA 055 开始检查 所有法兰 螺栓及焊接部位等 热平衡建立后 10min 压力表 MKF80 CP511 指示无变化 试验合格 全国火电 600MW 机组技术协作会第十三届年会论文集 电气 303 2 2 一次水内部部分压力试验 由于渗漏试验为一次水内部部分 即 发电机静子绕组及套管 相连接器 维持 2 1 项压力试 验结束后系统状态不变 将压力表 MKF80 CP511 更换为 6bar 0 25 级压力表 打开阀门 MKF41AA531 一次水箱压力开始上升 在此期间用压力表 MKF80 CP511 进行监视 显示 6bar 立即 关闭阀门 MKF41AA531 热平衡建立后 试验时间 48hour 试验期间仔细检查所有法兰 螺栓及绝缘引水管等 压力 表 MKF80 CP511 轻微下降也要查明原因 3 压力试验综合分析 第一种方法是一次水外部部分水压试验 该方法是利用一次水箱在发电机顶部的设计结构 用 氮气在一次水箱上部维持 10bar 压力气垫 实验结果表明 热稳定建立前 压力表 MKF80 CP511 压 力下降过快 原因在于一次水箱上部气体管路较多 造成一次水系统顶部气体空间过大 检修现场 的温度变化容易造成气体的膨胀及压缩 并且系统过于庞大 极易影响实验结果 消除表管接头 过滤器法兰渗漏现象后 系统进入稳定状态 第二种方案是仅对发电机定子绕组进行压力试验 因在正常运行时 定子绕组漏水是火电机组 最严重的事故之一 其危害轻则停机停炉 重则损坏主机 烧毁定子绕组或铁芯 因此该方案着重 检验定子绕组的耐压情况 可有效检测到因水电接头焊接不良 夹渣沙眼 而可能造成的渗漏 4 发电机整体气密试验 4 1 目的 为了保证发电机安全可靠的运行 所有的系统都要按要求进行检查和操作 4 2 用空气进行发电机 H2系统的密封试验 发电机大修组装完毕并将密封油系统投入运行后 发电机以及和发电机相连的气体系统必须用 压缩空气进行密封试验 为此有一个专用阀门 MKG91 AA105 见 P I 图 与压缩空气系统相连 供气 压力 6 9bar 流速 60dm s 试验压力应该等于发电机的运行压力 4bar 试验期间的压力变化由 控制室 DCS 监视 试验时间至少为 48hours 试验时 发电机的静子绕组应充有水 一次水箱应该为大气压力并且废气管路关闭 虽然一 次水的外部部分已经进行了密封试验 但是一次水的内部部分 静子绕组 相连接器和套管部分 应包括在发电机 H2系统的密封试验中 为此 一次水箱废气管路的压力表应该换成 0 25 级 U 型 管表 该表对压力的反映很灵敏 假如一次水箱的压力有变化说明发电机本身有气体泄漏 必须进 行仔细检查 如果空气的泄漏低于 2 4m3 D 100d m 1h 则被认为合格 3 空气的泄漏由下式决定 全国火电 600MW 机组技术协作会第十三届年会论文集 电气 304 273273 24 2694 0 2 22 1 11 t PP t PP V Z V BB G mbar K 25 1013 273 2694 0 其中 标准状况下空气的泄漏量 m3 D 标准状况 温度 0 压力 1 013bar V 气密试验的持续时间 hours Z 发电机的容积 m3 G V 试验前机内的表压 mbar 试验后机内的表压 mbar 1 P 2 P 试验前大气压表的读数 mbar 试验后大气压表的读数 mbar 1B P 2B P 试验前发电机内的平均温度 试验后发电机内的平均温度 1 t 2 t 试验实例 表 1 发电机气密试验前后温度的采集 发电机内温度测点试验初始温度试验结束后温度 静子铁芯 22 槽测点 1 40 5435 42 静子铁芯 22 槽测点 2 40 3635 37 静子铁芯 22 槽测点 3 40 1635 17 静子线棒顶部测点 1 41 2335 78 静子线棒底部测点 2 41 2835 83 A B 氢冷器后冷气测点 30 9228 33 C D 氢冷器后冷气测点 32 3929 96 氢冷器前热气测点 31 3326 02 平均温度 37 28 32 74 表 2 试验结果 实验时间 24 h 发电机容积 85 m 初始机内压力 4043 mbar 结束机内压力 3954 mbar 初始大气压力 1001 mbar 结束大气压力 1001 mbar 机内初始平均温度 37 28 C 机内结束平均温度 32 74 C 24 小时泄漏量 1 136 m3 全国火电 600MW 机组技术协作会第十三届年会论文集 电气 305 发电机经过 24 小时密封试验 泄漏量为 1 136 m3 D 本次试验的结果为合格 4 3 气密试验综合分析 如果空气的泄漏大于 2 4m3 D 可能泄漏的地方为 1 阀兰连接处 2 连接螺栓 3 焊接处 4 端部套管 5 夹紧螺钉 6 密封瓦等 检查时 对于怀疑的地方可以刷泡沫液体 如果有气泡出现说明有泄漏 空气的气密试验合格后可以充入 CO2和 H2 如果用 H2 进行气密试验 泄漏值可能是用空气的 4 倍 即 低于 9 6 m 3 D 400d m 3 h 则被 认为合格 这时的泄漏检测应该用测氢仪或刷泡沫液体 4 4 发电机运行期间 H2系统的泄漏控制 发电机运行期间 氢气泄露分为可控部分与不可控部分 可控部分包括 在线气体分析仪 湿 度测量仪和密封油箱真空度 30KPa 的大小 不可控部分包括发电机内部各个密封部位 泄露严 重时需要停机处理 发电机整体气密试验就是针对不可控部分进行的试验 氢气的泄漏必须以 H2 消耗量为基准进行连续监视 允许的 H2泄漏量为 18m D 允许的泄漏