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發(fā)電機斷水保護優(yōu)化

  【摘要】本文主要對發(fā)電機斷水保護進(jìn)行分析,針對發(fā)電機斷水保護存在的問(wèn)題進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化,提高發(fā)電機斷水保護的可靠性,確保發(fā)電機能安全可靠運行。 
  【關(guān)鍵詞】發(fā)電機斷水保護;可靠性;流量;優(yōu)化 
  1、發(fā)電機定子冷卻水系統介紹 
  發(fā)電機定子冷卻水系統采用閉式循環(huán)方式,使連續的高純水流通過(guò)定子線(xiàn)圈空心導線(xiàn),帶走線(xiàn)圈損耗。使定子線(xiàn)圈得到冷卻,使定子線(xiàn)圈溫度保持在允許范圍內。發(fā)電機定子冷卻水系統正常運行時(shí),線(xiàn)捧內部的冷卻水使其溫度維持在一合理的范圍內。一旦斷水,水內冷途經(jīng)阻斷,傳熱僅靠線(xiàn)捧的外冷途徑,溫度會(huì )迅速升高。會(huì )導致線(xiàn)捧直線(xiàn)部分的變形(軸向伸展),主要是軸向的拉伸熱膨脹受到定子線(xiàn)圈端部固定裝置的約束而產(chǎn)生的應力超過(guò)絕緣材料的強度極限而導致拐角處絕緣開(kāi)裂現象。 
  因此當定子冷卻水斷水時(shí),發(fā)電機斷水保護是否能夠及時(shí)、有效和正確的反映出發(fā)電機定子冷卻水斷水并及時(shí)動(dòng)作,對于發(fā)電機的安全運行十分重要。認真、全面的分析發(fā)電機斷水的原因,并針對這些原因建立有效的發(fā)電機斷水保護設置方案,并進(jìn)行不斷的優(yōu)化改進(jìn)是確保發(fā)電機斷水保護正確有效動(dòng)作的重要途徑和措施。 
  2、發(fā)電機斷水的原因 
  在發(fā)電機組正常運行過(guò)程中可能導致發(fā)電機斷水的原因有很多,如:定冷水泵輸出功率不夠或輸出閥門(mén)沒(méi)有完全打開(kāi)、定子冷卻水泵出水不足或跳閘、定冷水系統有泄露或檢修后反沖洗未關(guān)死、水系統堵塞、水箱水位低、誤操作等。 
  介于本文主要是對堵塞導致發(fā)電機斷水時(shí),原有發(fā)電機斷水保護的動(dòng)作情況進(jìn)行分析,進(jìn)而對發(fā)電機斷水保護進(jìn)行優(yōu)化,在此對可能造成定子冷卻水堵塞原因進(jìn)行分析,可能造成定冷水堵塞的原因有: 
  1)電機制造及安裝時(shí)遺留在水系統的異物(橡皮塞、堵頭、鐵屑等) 
  2)進(jìn)水管路濾網(wǎng)破損或設備檢修時(shí),將雜物進(jìn)入定子冷卻水回路 
  3)定子冷卻水PH值控制不嚴,有氧化沉淀物形成結垢堵塞 
  4)各種原因形成的“氣堵”(由于管路中出現氣體,造成水流堵塞) 
  3、發(fā)電機斷水保護介紹 
  山西大唐國際臨汾熱電有限責任公司機組配置為2臺國產(chǎn)300MW亞臨界、一次中間再熱、燃煤、脫硫、空冷、抽汽凝汽式發(fā)電機組。三大主機分別由哈爾濱鍋爐有限責任公司、上海電氣集團股份有限公司和上海電機集團股份有限公司制造。 
  對山西大唐國際臨汾熱電有限責任公司原有的發(fā)電機斷水保護方案進(jìn)行分析,指出在發(fā)電機內部定冷水堵塞導致發(fā)電機斷水時(shí),原有發(fā)電機斷水保護不能有效動(dòng)作及保護拒動(dòng),嚴重危害發(fā)電機的安全。針對這一現象對發(fā)電機斷水保護進(jìn)行優(yōu)化,防止發(fā)電機內部定冷水堵塞導致發(fā)電機斷水保護拒動(dòng)的發(fā)生,確保發(fā)電機能安全可靠的運行。 
  3.1發(fā)電機斷水保護的設置方式 
  在機組正常運行時(shí),發(fā)電機斷水保護的設置是考慮讓發(fā)電機在定子線(xiàn)圈冷卻水突然中斷后暫時(shí)繼續運行一個(gè)較短的時(shí)間(例如30秒),以便通過(guò)啟動(dòng)備用泵等措施來(lái)恢復供水,如在設定的時(shí)間內發(fā)電機的定子冷卻水系統不能恢復供水,發(fā)電機將立即解列跳閘停機。 
  3.2發(fā)電機斷水保護方案 
  山西大唐國際臨汾熱電有限責任公司原有的發(fā)電機斷水保護方案為: 
  1)聯(lián)啟備用泵條件(或): 
  a)運行的定子冷卻水泵停止(運行取非); 
  b)定子冷卻水流量低1或差壓低低(65KPa)三取二,或差壓低(95KPa) 
  c)發(fā)電機定子冷卻水泵出入口差壓低(140KPa)且該發(fā)電機定子冷卻水泵運行(延時(shí)5S) 
  2)解列發(fā)電機保護: 
  在發(fā)電機定子冷卻水進(jìn)出口母管獨立設計三組差壓開(kāi)關(guān)信號,定值為65KPa,三組開(kāi)關(guān)信號送至DCS系統SCS控制柜內,由SCS系統三取二判斷后送至發(fā)電機保護C柜,經(jīng)30秒延時(shí)后發(fā)電機保護動(dòng)作。 
  3.3存在的問(wèn)題 
  現有的發(fā)電機斷水保護方案,若因為發(fā)電機內部定子冷卻水堵塞導致發(fā)電機斷水時(shí),在發(fā)電機定子冷卻水進(jìn)出口母管上安裝的測量其進(jìn)出口差壓的差壓開(kāi)關(guān),因為正壓側不受堵塞影響壓力仍然存在且較大,而負壓側受堵塞影響壓力變?yōu)?或者很小,這樣導致發(fā)電機定子冷卻水實(shí)際斷水時(shí),差壓開(kāi)關(guān)不動(dòng)作,導致發(fā)電機斷水保護拒動(dòng),因保護拒動(dòng)進(jìn)而導致發(fā)電機在定子冷卻水斷水的情況下繼續運行,若后續措施處理不當將導致發(fā)電機嚴重損壞。這種現象在實(shí)際運行中是絕對不允許發(fā)生的,為確保發(fā)電機能安全可靠的運行,現對發(fā)電機斷水保護進(jìn)行優(yōu)化,在發(fā)電機勵端入口前管道上加裝流量測量裝置,用流量測量裝置測量實(shí)際發(fā)電機定子冷卻水的流量變化,用流量模擬信號在DCS做判斷取代原設計的進(jìn)出口差壓信號以便及時(shí)反映出發(fā)電機是否斷水,希望能進(jìn)一步提高發(fā)電機運行的安全系數。 
  3.4發(fā)電機斷水保護的優(yōu)化 
  在滿(mǎn)足標準截流孔板測量條件需求的條件下,在發(fā)電機勵端入口前管道上加裝一個(gè)標準截流孔板,由孔板取出三對儀表管,并安裝差壓變送器(安裝位置為汽輪機房0米,要求為美國ROSMENT 3051系列,帶液晶顯示和4-20MA信號遠傳),以測取發(fā)電機入口水流量,敷設電纜(要求敷設3根相互獨立的屏蔽電纜)將信號送至DCS判斷(同時(shí)送DCS畫(huà)面顯示),定冷水流量低I值(44t/h)三取二判斷后聯(lián)鎖啟備用泵,定冷水流量低II值(38.5t/h)三取二判斷后,觸發(fā)斷水保護,送至電氣保護C柜,延時(shí)30S后解列發(fā)電機。 
  發(fā)電機斷水保護的優(yōu)化,在發(fā)生發(fā)電機內部定子冷卻水堵塞導致發(fā)電機斷水的現象時(shí),安裝在在發(fā)電機勵端入口前管道上的流量測量裝置能夠及時(shí)的反映出發(fā)電機定子冷卻水斷水的現象,進(jìn)而觸發(fā)發(fā)電機斷水保護,正確有效的保護發(fā)電機的安全。 
  4、優(yōu)化后的試驗方案和保護設置方案 
  優(yōu)化工作結束后,必須采取有效的試驗方案對新加設備進(jìn)行檢驗,確保優(yōu)化后的保護用信號能夠正確反映定子冷卻水系統的實(shí)際運行工況,根據試驗結果確認發(fā)電機斷水保護的設置方案。 
  4.1試驗方案 
  利用機組停機技改機會(huì ),通過(guò)做定子冷卻水動(dòng)態(tài)試驗確認流量孔板測量準確可靠,可以用于測量發(fā)電機定子冷卻的流量。做定子冷卻水系統停運試驗,確認優(yōu)化后的發(fā)電機斷水保護信號與原有發(fā)電機斷水保護信號動(dòng)作一致,可以作為發(fā)電機的斷水保護使用。同時(shí)運行定子冷卻水系統,實(shí)際模擬發(fā)電機內部堵塞斷水時(shí)的工況,經(jīng)確認優(yōu)化后的流量測量信號能夠正確反映實(shí)際定子冷卻水系統的運行工況,斷水保護正確動(dòng)作。 
  4.2保護設置方案 
  機組運行初期仍采用原有發(fā)電機斷水保護,對優(yōu)化后發(fā)電機斷水保護進(jìn)行連續觀(guān)察,確認優(yōu)化后的方案能夠適應機組實(shí)際運行下的各種工況后,可以考慮將優(yōu)化后的方案正式投入使用。 
  鑒于原有的差壓開(kāi)關(guān)在山西大唐國際臨汾熱電有限責任公司機組運行過(guò)程中以及定冷水系統故障時(shí)能及時(shí)有效的動(dòng)作保護發(fā)電機,且考慮到由于受定冷水系統現場(chǎng)工藝的限制,只能使用一個(gè)一托三的流量孔板,孔板故障時(shí)不能有效的保證斷水保護的正確動(dòng)作,所以發(fā)電機的斷水保護方案設置為:由三組獨立的定冷水流量測量信號經(jīng)DCS邏輯判斷后作為發(fā)電機斷水保護的信號使用,而原有的三組獨立的差壓信號在DCS作為重要信號報警用于提示運行人員,以便在事故工況下能夠采取及時(shí)有效的措施確保機組能安全運行。 
  5、總結 
  發(fā)電機斷水保護的正確動(dòng)作對發(fā)電機的安全可靠運行十分重要,是確保發(fā)電機安全運行的重要措施。雖然本次發(fā)電機斷水保護的優(yōu)化工作能夠有效的降低發(fā)電機堵塞時(shí)造成發(fā)電機斷水保護拒動(dòng)的可能性,但是若發(fā)生在發(fā)電機勵端入口前管道流量孔板安裝位置之后,定子冷卻水管道出現泄漏情況時(shí),原有保護方案和優(yōu)化后的保護方案均不能有效的動(dòng)作,這種事故的發(fā)生嚴重危害機組的安全運行,所以我們的優(yōu)化工作沒(méi)有結束,需要我們不斷的努力優(yōu)化改進(jìn)來(lái)確保發(fā)電機安全運行。雖然優(yōu)化后的發(fā)電機斷水保護仍存在許多不足之處,但是我堅信通過(guò)我們的努力,不斷的優(yōu)化改進(jìn),這些安全隱患會(huì )逐漸的減少,發(fā)電機的安全運行系數會(huì )逐步提高,我們的目標就是發(fā)電機能夠安全、可靠和經(jīng)濟的運行。



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