摘要：通過對發電機氫氣冷器冷卻水系統的改造，不但解決了夏季發電機氫氣溫度過高，冬季發電機氫氣溫度過低的難題，增加了冷卻水系統的靈活性，而且對發電機本體端蓋結合面的漏氫也有所改善。
　　關鍵詞：汽輪發電機；氫氣冷卻器；冷卻水系統
　　一、概述
　　河曲電廠#1、2發電機系東方電機股份有限公司制造，型號為：QFSN—600—2—22，它是由汽輪機直接拖動的隱極式、二極、三相同步發電機。冷卻方式為水—氫—氫，即定子線圈（包括定子引線）直接水冷，定子出線氫內冷，轉子線圈直接氫冷（氣隙取氣方式），定子鐵芯氫冷。發電機規范中要求冷卻氫氣溫度保持在35℃—46℃之間運行，冷氫的最高限值為51℃。氫氣靠4組氫氣冷卻器用工業輔機冷卻水泵供水來冷卻。另外，工業輔機冷卻水泵供水還要給定冷水冷卻器、給水泵汽輪機冷油器以及部分鍋爐側的重要輔機提供冷卻水，其水源來自汽機循環水泵出口母管上，經過工業輔機冷卻水泵升壓至O.35MPa后提供給各個用戶。
　　經過多年運行實踐，發電機氫氣溫度冬、夏兩季調節手段貧乏，在夏季循環水溫度較高和冬季循環水溫度較低時都很難將氫氣溫度調節至規定值，特別是在夏季這一問題尤為突出，氫氣冷卻器出口氫氣溫度可以達到51℃甚至更高，為此有時不得不限制機組出力。為了使機組能夠安全渡夏，每年春季都得安排一次對發電機氫冷器水側進行在線清理，這不但增加了運行及檢修人員的工作量，而且還影響機組的全年發電量，甚至還要停機對發電機氫氣冷卻器進行清理，從而使機組的利用率降低。從歷次對氫氣冷卻器解體清掃的情況來看，冷卻管外部都比較干凈，主要是冷卻管內部積存的泥垢比較嚴重，原因主要是水質差（水源來自水質較循環水）、流速低（其回水回至循環水的回水側，進回水差壓小所造成的）。針對這一原因，經過長期的分析和探索，利用機組大修的機會對冷卻水系統進行了改造，取得了較好的效果。
　　二、氫氣冷卻器冷卻水系統改造方案
　　通過研究造成氫氣冷卻器冷卻效果差的因素和冷卻水系統的現狀，對氫氣冷卻器冷卻水系統進行了一下改造如下圖所：（1）給氫氣冷卻器增加一管道泵，其水源來自水源地的地下水（地下水溫度常年恒定在20℃左右，壓力為0.4MPa），分別接至輔機冷卻水供4組氫氣冷卻器的冷卻水管道上。（2）在輔機冷卻水分供4組氫氣冷卻器的之路前加裝一手動總門。（3）在氫冷器冷卻水的回水調閥處加裝一手動旁路門和在其回水管路上加一無壓回水管路直接將回水排至地溝回收。通過以上改造，既可以改善氫氣冷卻器的冷卻條件，又可以增加系統運行的靈活性，保證了氫溫無論是在夏季或冬季都能有效地控制在設備的要求溫度范圍內，并減少了兩臺工業輔機冷卻水泵并列運行的時間，節約部分廠用電，降低生產成本。
　　（圖注：①代表兩臺工業輔機冷卻水泵供水，其水源來自循環水。②代表一臺管道泵供水，其水源來自水源地的地下水。③代表氫氣冷卻器回水至循環水。④代表氫氣冷卻器的無壓回水至地溝。）
　　三、氫氣冷卻器冷卻水系統改造后運行方式說明
　　對系統進改造后，很大程度的增加了系統運行的靈活性，可以使系統在各種運行方式下靈活切換，從而適應各種運行工況，下面就對各運行方式進行逐一說明：
　　1.開氫氣冷卻器回水調閥旁路手動門的運行方式。
　　當冷氫溫度偏高時，在回水調節閥全開的狀態下，打開回水調閥旁路手動門來增加卻水的流速來實現降低冷氫溫度的目的。
　　2.開氫氣冷卻器回水至地溝手動門的運行方式。
　　當冷氫溫度偏高時，在回水調節閥全開和旁路門全開的狀態下，打開氫氣冷卻器回水至地溝手動門來增大供回水的壓力差從而增加水的流速使氫氣冷卻器冷卻效果得到改善，保證氫氣不超溫，避免因氫氣超溫對發電機安全穩定運行的威脅。
　　3. 兩臺工業輔機冷卻水泵并聯運行的方式。
　　當冷氫溫度高于46℃時啟動第二臺工業輔機冷卻水泵運行使兩臺工業輔機冷卻水泵并聯運行，這樣既增加了氫氣冷卻器的冷卻水流量和供水的壓力，同時冷卻水的流速也增大了，使氫氣冷卻器的換熱效果得到強化，降低冷氫的溫度。
　　4.氫冷器管道泵與工業輔機冷卻水泵混合供水的運行方式。
　　在夏季一些極端高溫或個別工況下，氫氣溫度過高時，可以對冷卻效果較差的氫氣冷卻器摻入管道泵供水，分別打開管道泵供四個氫冷器的供水手動門，使水源地來的較低溫度的水供給氫氣冷卻器，從總體上降低氫氣冷卻器的供水溫度，使發電機內的熱氫能夠控制在技術要求范圍內。在這種運行方式下可以減少兩臺工業輔機冷卻水泵夏季長時間的并聯運行，節約了廠用電，降低了發電成本。
　　5.氫氣冷卻器管道泵供水的清洗方式。
　　在每年的春秋兩季循環水供水溫度處于較低水平時，此時冷氫溫度正好處于最佳的控制狀態下，可以利用此時對四組氫冷器進行水沖洗。啟動管道泵運行，將3臺氫氣冷卻器倒由工業輔機冷卻水泵供水，另1臺氫氣冷卻器由管道泵單獨供水，這一臺臺氫氣冷卻器的水流量就會增加，利用較大流量和較高壓力的管道泵供水對氫氣冷卻器冷卻管的內壁進行沖刷清洗，管壁的清潔狀況將會有所改善，從而保證夏季對氫氣有一個良好的冷卻效果。依次對其余的3臺氫氣冷卻器都進行逐一清洗，對保證發電機安全穩定的迎峰過夏會有很大幫助。此外，在夏季也可以定期的對各氫氣冷卻器進行輪換清洗。
　　6.氫氣冷卻器供水節流的運行方式。
　　河曲電廠在冬季的時候環境溫度在零下20℃時，循環水溫度最低可以降到5—6℃左右，這時發電機內的氫氣溫度就低于規定的35℃冷氫溫度的要求，甚至在惡劣的天氣情況下，機組負荷在最低技術負荷下運行時冷氫溫度就能降到31℃左右，這樣對發電機的運行極為不利，因此在這種情況下可以關閉工業輔機冷卻水泵供四組氫氣冷卻器的供水總手動門，可以根據冷氫的溫度來人工調整供水量，從而調整冷氫溫度在技術要求的范圍內安全的運行。雖然這樣調整可能加大運行工人的勞動量，但是保證了冷氫溫度在較小范圍內變化，減少了發電機端蓋受氫溫波動大導致端蓋結合面頻繁熱脹冷縮造成發電機本體漏氫的危害。
　　7.氫氣冷卻器采用管道泵單獨供水方式。
　　在冬春的時候循環水溫度較低時，可以用供水溫度穩定的管道泵分別向四組氫氣冷卻器單獨供水。這時需要開啟管道泵供水至四組氫冷器的供水分手動門，同時關閉工業輔機冷卻水泵供氫冷器的四個手動門。這樣就避免了由于循環水溫度的變化所引起的氫氣溫度的變化，從而保證了發電機內氫氣溫度的穩定運行。
　　四、結語
　　經過對氫氣冷卻器冷卻水系統的改造后，夏季發電機氫氣溫度基本可以保持在46℃以下，避免因為氫氣溫度高而限制機組出力的現象再次發生，同時也緩解氫氣溫度在冬季變化大所引起的發電機本體的漏氫，使漏氫量得很好的控制，減少了兩臺工業輔機冷卻水泵同時運行的時間，節約部分廠用電，給企業帶來良好的經濟效益。
　　參考文獻
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