定子冷却水除氧调试

[摘 要]定子冷却水系统通过强制冷却水流经定子线棒来达到冷却发电机定子的功能，水中的含氧量对系统有较大的影响。如果冷却水中的含氧量过高，长期会腐蚀管道，引起定子绕组不锈钢管的堵塞，这直接影响到发电机定子绕组的安全和机组的安全生产。然而，由于前期定子水温较低，并且为保护设备安全只能在定冷水系统停运工况下进行，这使得冷却水除氧任务难以达到期望值。在定冷水除氧过程中，通过周密准备，严格过程控制以及优化改进，圆满完成定冷水除氧的要求，提高了除氧效率，其过程中的方法值得其他机组借鉴。

[关键词]定子冷却水；除氧；调试

中图分类号：TG559 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）14-0113-01

引言

大部分大机组发电机的冷却系统采用转子氢冷，定子水冷的方式。其中，定子冷却水系统是利用低电导率的水经过定子绕组导线中的管孔进行循环，带走发电机连续运行时所产生的热量以冷却发电机。

定子冷却水的水质对系统有教大的影响。定子水水质处理中，控制定子冷却水氧含量又有着十分重要的地位。根据道尔顿分压定律，降低定子冷却水的氧含量以获得较低的铜腐蚀量和平均减薄量，保证了机组的安全运行。然而，由于定冷水在常温下除氧效果并不理想，使得除氧任务往往具有长期性。

1998年6月17日岳阳华能电厂一号汽轮机发电机组出现定子线圈绝缘损坏，导致运行中的发电机保护动作，机组跳闸停机事故，直接经济损失达到了728.8万元。由此事故可以看出，定子水水质控制不善是造成这次事故的重要原因，若除氧问题得不到根本的解决，将会威胁到机组的安全。

实施过程

2015年12月16日，机组对定子冷却水系统进行水质监测工作，发现定子冷却水系统水质不合格，水中含氧量达到1070μg/kg，超出许可值达一倍之多。此时机组已经首次冲转并临近并网，而定子冷却水系统除氧时为了保护水泵不被汽蚀需要在停运定子冷却水系统的工况下进行，时间十分紧迫。

为了高效完成任务，调试人员克服重重困难，以安全第一，质量第一，追求卓越作为基本原则，组成临时的定子冷却水系统冷却水除氧小组，经过班前会确定定子冷却水系统水箱吹扫方案：从密封油系统真空油箱的真空泵入口接三通管通过软管接定子冷却水系统水箱，按程序进行抽真空吹扫，之后向定子冷却水系统水箱充氮气至1.5bar，吹扫充氮两次后恢复正常，过程中运行关注真空油箱油位，现场测量氢气含量，最后启动定子冷却水系统系统水泵进行测氧。经过小组成员的共同努力，终于完成工作并恢复现场。然而，水质监测冷却水含氧量为1040μg/kg，相比之前结果只降低了30μg/kg，除氧任务进展缓慢。

面对如此严峻的形势，小组成员采取严谨务实的态度，以一次把事情做好作为目标，充分发挥了人的主观能动性，积极思考分析所遇到的问题，加班加点进行除氧工作。终于在五天后达到除氧要求。最后一次测量冷却水氧含量为200μg/kg，远小于要求的氧含量值（500μg/kg）。

在除氧的过程中，小组成员发现了一些问题，并且找到了相应的方法：

1.吹扫除氧面积小

定子冷却水系统除氧时采用降低定子冷却水水箱压力，使水箱压力降低到该温度下的饱和压力，根据道尔顿分压定律，采用真空泵抽取水箱上方的氧气，从而降低水中的氧含量。之后充入1.5bar氮气，使空气不能进入定子冷却水系统水箱，从而达到除氧目的。但是由于水箱上方的换气面积较小，不能对整个系统的冷却水进行很好的除氧，使得除氧进展缓慢。为了快速降低整个系统的冷却水含量，在每一次充氮之后启动定子冷却水系统，使得系统内部水进行充分的混合，达到了最佳的除氧效果。

2.冷却水过热度不够

在除氧的过程中，由于冷却水的温度不到20度，根据水的焓熵图显示，若想在该温度下使冷却水达到饱和，需要抽真空小于2kpa。这使得水达到饱和温度非常困难，而如果冷却水达不到饱和温度，那么除氧效果将会大大降低。为了解决这个问题，小组成员创新性的采用开启定子冷却水系统加热器将水温升高，增加了冷却水的过热度，使得冷却水中的氧气得以充分析出，除氧效果显著。

3.采样位置不合理

在定子冷却水系统水样检测采集程序中通过主过滤器旁路管线上的取样阀取样。在正常运行工况下，主过滤器旁路阀为关闭状态。这使得在定子冷却水系统系统启动工况下，采样区域的局部冷却水并没有参与整体循环成为死水。然而采样程序中并未打开旁路阀，这使得采样得到的数据并不准确。经过彻底的检查，小组成员在严格遵守各项安全措施的前提下充分发挥主观能动性，将相关的旁路阀适当开启，确保全部的冷却水得到充分的循环，使得采样的结果恢复为实际值。

结论

1.试验前进行了严谨的分析，确定了详细的除氧方案，明确了小组成员的任务分工。试验过程中严格遵守“作业前停顿30秒”，“明星自检”等各项安全措施。

2.充分发挥主观能动性，采取利用真空泵提高定冷水箱的真空及提升冷却水温度以提高过热度，开启换热器旁路阀门确保冷却水充分混合的方式高效率除氧，由于采取了上述优化方案，除氧结果令人满意，使机组风险得到了很好的控制，对于后续机组定子冷却水系统冷却水除氧有较大的借鉴意义。