CN113109390B - 一种汽轮发电机定子冷却水化学清洗效果评价方法 - Google Patents

一种汽轮发电机定子冷却水化学清洗效果评价方法 Download PDF

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    • G01N25/20—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity

Abstract

本发明公开了一种汽轮发电机定子冷却水化学清洗效果评价方法，该方法在定子冷却水化学清洗过程实施，化学清洗钝化液排放后，向定子冷却水箱进行补水，启动定子冷却水泵向系统上水，待定冷水系统满水后，维持系统循环，投运定子冷水清洗加热系统，系统温度达40℃以上时，停运定子加热器，快速向定冷水系统补水，同时打开定子冷却水化学清洗排放系统，将定子冷却水系统中的热水置换后，绘制定子线圈出水温度随时间的冷却曲线，通过冷却曲线对汽轮发电机定子冷却水清洗效果进行评价。本发明实施过程节约时间和避免资源浪费。本发明方法易于实现，解决了汽轮发电机定子冷却水化学清洗效果无法通过割管法和悬挂监视管进行评价的难题。

Description

一种汽轮发电机定子冷却水化学清洗效果评价方法
技术领域
本发明属于化学清洗技术领域，具体涉及汽轮发电机定子冷却水化学清洗效果评价方法。
背景技术
由于水的导热系数和比热容大于氢气、空气等冷却介质，目前我国大多数汽轮发电机采用“水-氢-氢”冷却方式，即定子线圈采用直接水冷、转子线圈采用氢冷、定子铁心采用氢冷。定子线圈一般为空心铜管，并且流通直径小，如果运行过程中定子冷区水水质控制不当，将造成空心铜管腐蚀，腐蚀产物积聚附在空心铜管中，定子线圈冷却回路截面积变小，造成线圈出水温度偏高问题，温度升高又加剧线圈腐蚀产物沉积，形成恶性循环，给发电机的安全运行带来隐患。如果定子线圈无法得到定冷水的有效冷却，则会导致定子线圈温度异常。定子线圈温度偏高轻则引起的发电机效率降低；如果定子线圈温度严重偏高，将引起的定子线圈绝缘老化、定子线圈机械强度降低、甚至引起定子烧毁重大事故。
定子线圈内沉积物主要成分一般为CuO、Cu2O和单质Cu，采用化学清洗方法可以有效清除定子冷却水中腐蚀产物，消除线圈出水温度偏高问题，因此化学清洗时解决腐蚀引起定子线圈超温的有效方法。但是，由于定子冷却线圈埋设在定子内部，结构复杂，无法在清洗前割管，通过监视管的方法判断清洗效果，也无法在清洗后割管判断清洗效果。如果清洗未将定子线圈内腐蚀产物清除干净，那么定子线圈超温现象就仍未消除，机组存在较大安全隐患。
因此，开发一种操作方便、能够快速评价汽轮发电机定子冷却水化学清洗效果的方法非常具有必要性。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种汽轮发电机定子冷却水化学清洗效果评价方法，该方法可靠且易于实现，解决了发电机定子冷却水化学清洗效果难于评价的问题。
本发明采用如下技术方案：
一种汽轮发电机定子冷却水化学清洗效果评价方法，该方法在化学清洗过程中实现，包括定子冷却水系统上水过程、定子冷却水系统加热过程和定子冷却水系统快速补水降温过程，通过定子冷却水降温过程中定子线圈温度的冷却曲线判断化学清洗是否解决定子线棒结垢物堵塞定子冷却水管路问题；
定子冷却水系统上水过程控制定子冷却水泵出口压力大于0.1MPa，上水过程需完全将定子冷却水系统中的气体排放干净，防止定子线圈顶部残留气体，造成定子线圈气堵；
定子冷却水系统加热过程，可以在上水过程中投加热，也可以在定子冷却水系统满水后循环条件洗投加热，加热方式可以为电加热也可以为蒸汽加热，定子线圈出水温度大于40℃放可停止加热；
所述定子冷却水系统快速补水降温过程为打开补水阀门K1向定子冷却水系统补充除盐水的同时打开清洗系统的排放阀门K3、关闭定子冷却水系统的回水阀门K2对系统进行冲洗，冲洗过程维持定子冷却水系统进水压力大于0.1MPa，维持定子冷却水水箱水位在水箱中心线以上，防止定子冷却水泵吸入气体；当系统回水的温度至少下降10℃时，关闭补水阀门K1、排放阀门K3，同时打开回水阀门K2，记录降温过程每个定子线圈水温度随时间的变化曲线；
通过定子冷却水降温过程中定子线圈温度的冷却曲线判断化学清洗效果，具体为：如果降温开始后，定子线圈出水温度随时间变化存在突变，并且所有线圈出水温度和时间变化趋势一致性好，则定子线圈清洗效果良好；如果存在定子线圈出水温度下降缓慢，则定子线圈内还存在堵塞情况。
本方法宜在化学清洗钝化后水冲洗阶段进行，但不限于在化学清洗过程中的钝化后水冲洗阶段。
本发明和现有技术相比较，具有如下优点：
1)操作简单，易于实现。
2)本发明在定子冷却水化学清洗过程中实施，实施过程节约时间和避免清洗效果不佳造成定子线圈出水温度高的缺陷重复处理造成资源浪费。
附图说明
图1为定子冷却水系统化学清洗系统示意图。
图2为化学清洗效果较好的定子线圈出水温度和时间的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
本发明一种汽轮发电机定子冷却水化学清洗效果评价方法，该方法适用于化学清洗方法解决汽轮发电机因定子冷却器结垢导致运行过程中定子线圈超温现象的效果评价；该方法在化学清洗过程中实现，包括定子冷却水系统上水过程、定子冷却水系统加热过程和定子冷却水系统快速补水降温过程，通过定子冷却水降温过程中定子线圈温度的冷却曲线判断化学清洗是否解决定子线棒结垢物堵塞定子冷却水管路问题；
定子冷却水系统上水过程控制定子冷却水泵出口压力大于0.1MPa，上水过程需完全将定子冷却水系统中的气体排放干净，防止定子线圈顶部残留气体，造成定子线圈气堵；
定子冷却水系统加热过程，可以在上水过程中投加热，也可以在定子冷却水系统满水后循环条件洗投加热，加热方式可以为电加热也可以为蒸汽加热，定子线圈出水温度大于40℃放可停止加热；
所述定子冷却水系统快速补水降温过程为：如图1所示，打开补水阀门K1向定子冷却水系统补充除盐水的同时打开清洗系统的排放阀门K3、关闭定子冷却水系统的回水阀门K2对系统进行冲洗，排放阀门K3设置在定子冷却水系统的回水阀门K2阀后，冲洗过程维持定子冷却水系统进水压力大于0.1MPa，维持定子冷却水水箱水位在水箱中心线以上，防止定子冷却水泵吸入气体；当系统回水的温度至少下降10℃时，关闭补水阀门K1、排放阀门K3，同时打开回水阀门K2，记录降温过程每个定子线圈出水温度随时间的变化曲线；
通过定子冷却水降温过程中定子线圈温度的冷却曲线判断化学清洗效果，具体为：如果降温开始后，定子线圈出水温度随时间变化存在突变，并且所有线圈出水温度和时间变化趋势一致性好，则定子线圈清洗效果良好；如果存在定子线圈出水温度下降缓慢，则定子线圈内还存在堵塞情况。
实施例：
某660MW汽轮发电机，发电机为水－氢－氢冷却方式。该机组因运行过程中定子冷却水系统水质控制不当，出现定子线圈出水温度偏高现象。采用化学清洗的方式对定子线圈出水温度偏高问题进行解决。
化学清洗钝化结束后，在钝化后水冲洗过程中采用提高温度，然后降温冲洗，绘制定子线圈出水温度和冷却时间的关系，对清洗效果进行综合评估。具体如下：打开定冷水箱的补水阀门，向定冷水箱补水，启动定冷水泵向系统上水，维持定冷水泵出口压力大于0.1MPa，上水过程中打开定子冷却水系统排气阀门，系统满水后，切换定子冷却水清洗回路为循环回路，维持定子冷却水泵出口压力1.5MPa。打开系统加热模块，待定子线棒出水温度到50℃时停止加热。加热停止后，开始冲洗置换清洗系统中热水，打开补水门向系统补充除盐水的同时打开清洗系统的排放阀门、关闭回水门对系统进行冲洗，冲洗过程维持系统进水压力大于0.1MPa，待定子线圈出水温度为25℃时停止冲洗，切换系统为循环回路。绘制降温过程中定子线圈出水温度和时间的关系图，如图2所示，并对图进行分析，发现所有线圈出水温度在冲洗过程中均存在温度突降，并且温度变化趋势一致，说明化学清洗效果良好。
机组启动后定子线圈无超温现象。化学清洗前，机组在额定负荷运行期间，定子线棒最高温度和平均温度的差值为7.7℃，最高温度和最低温度的差值为10.8℃；化学清洗后，机组在额定负荷运行期间，定子线棒最高温度和平均温度的差值为2.3℃，最高温度和最低温度的差值为3.9℃。通过化学清洗解决了定子线圈出水温度偏高现象。
以上实例是对本发明的说明，但是其并不用于限定本发明，任何本领域技术人员在不经过创造性的劳动对以上实例做出的简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (3)

1.一种汽轮发电机定子冷却水化学清洗效果评价方法，其特征在于：该方法在化学清洗过程中实现，包括定子冷却水系统上水过程、定子冷却水系统加热过程和定子冷却水系统快速补水降温过程，通过定子冷却水降温过程中定子线圈出水温度随时间的冷却曲线判断化学清洗是否解决定子线棒结垢物堵塞定子冷却水管路问题；
所述定子冷却水系统上水过程，上水过程控制定子冷却水泵出口压力大于0.1MPa，上水过程需完全将定子冷却水系统中的气体排放干净，防止定子线圈顶部残留气体，造成定子线圈气堵；
所述定子冷却水系统加热过程，在上水过程中投加热，或在定子冷却水系统满水后循环条件下投加热，定子线圈出水温度大于40℃停止加热；
所述定子冷却水系统快速补水降温过程为打开补水阀门(K1)向定子冷却水系统补充除盐水的同时打开清洗系统的排放阀门(K3)、关闭定子冷却水系统的回水阀门(K2)对定子冷却水系统进行冲洗，冲洗过程维持定子冷却水系统进水压力大于0.1MPa，维持定子冷却水水箱水位在水箱中心线以上，防止定子冷却水泵吸入气体；当系统回水的温度至少下降10℃时，关闭补水阀门(K1)、排放阀门(K3)，同时打开回水阀门(K2)，记录降温过程每个定子线圈出水温度随时间的变化曲线；
通过定子冷却水降温过程中定子线圈温度的冷却曲线判断化学清洗效果，具体为：如果降温开始后，定子线圈出水温度随时间变化存在突降，并且所有线圈出水温度和时间变化趋势一致性好，则定子线圈清洗效果良好；如果存在定子线圈出水温度下降缓慢，则定子线圈内部还存在堵塞情况。
2.根据权利要求1所述的一种汽轮发电机定子冷却水化学清洗效果评价方法，其特征在于：该方法在化学清洗过程中的钝化后水冲洗阶段进行。
3.根据权利要求1所述的一种汽轮发电机定子冷却水化学清洗效果评价方法，其特征在于：所述定子冷却水系统加热过程，在上水过程中投加热，或在定子冷却水系统满水后循环条件下投加热，该加热的方式为电加热或为蒸汽加热。
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