发电机定子冷却水系统学习
QFSN-600-2-22C型汽轮发电机组
一、系统作用（此链接有哈电机定子冷却水系统说明书）
发电机的定子绕组采用水内冷方式，水冷的效果是空冷的50倍。水内冷绕组的导体既是导电回路又是通水回路，每个线棒分成若干组，每组内含有一根空心铜管和数根实心铜线，空心铜管内通过冷却水带走线棒产生的热量。到线棒出槽以后的末端，空心铜管与实心铜线分开，所有的实心股线均焊接到水电接头上，通过铜带将两根线棒水电接头焊在一起形成电气连接，构成一匝线圈。而空心铜管与其它空心铜管汇集成型后与专用水接头焊好由一根较粗的空心铜管与绝缘引水管连接到总的进（或出）汇流管。汇流母管是直接接地的，从线圈到汇流母管间的连接是采用单个加强型绝缘管，这种绝缘管设计上能够承受发电机的运行电压，保证了线圈的对地绝缘。冷却水由集电环端进入线棒，冷却后由汽机端流出，循环工作不断地带走定子线棒产生的热量。（附件：氢气和空气、水、油之间的冷却性能表）
二、系统流程及设备
本装置包括水箱、两台水泵、两台冷却器、气动温度、压力调节装置（包括电/气定位器、阀位变送器、空气过滤减压阀、手轮机构等）、主过滤器、补水过滤器及其之间的相互连接管路、阀门及其部分就地压力表、测温元件。装置上还设置有仪表箱，装有电导率发送器和与内外电气接口相连的端子。
定子水系统配有离子交换器、电导仪、压力表及温度计，以提高水质。定子水箱按压力容器设计、制造。水箱排空管上装有气敏元件、测氢浓度报警。
水系统设电加热装置防止线圈结露。使用条件：发电机无负荷，发电机内氢气露点高于定冷水温时投入。
发电机管道设计考虑定子线圈反冲洗和排水管及阀门，能方便地对定子进行反冲洗。
定冷水箱全容积1.93m3，正常水位1.06m3。水箱上设置有液位信号计，液位高低进行报警。
定子线圈水电接头
定冷水系统主要工作流程
离子交换器及其使用
离子交换器由不锈纲制成，树脂装填容积0.36m3。该离子交换器为混合床式，即采用强碱性阴树脂和强酸性阳树脂且按2：1的比例混合装填。
离子交换器的额定处理流量250L/min，最高允许水温60℃，进出水压力差值控制在0.1~0.15MPa之间。
正常运行期间，当进入离子交换器的水的电导率不高于1.0μS／cm时，其出水的电导率将不高于0.1μS／cm，当进入离子交换器的水的电导率不高于9.9μS／cm时，其出水的电导率将不高于0.2μS／cm。
三、主要技术参数
额定流量 1530L/min
进水压力(计算值) 196kPA
进水温度 45±3℃
最大连续出力时线圈出水温度（计算值） 73℃
水的电导率 不高于0.5μs／cm
离子交换器额定处理流量 250L／min
进水温度高报警值 49℃
出水温度高报警值 73℃
进水压力低报警值 110kPa
进水流量低报警值 72m3/h
进水流量低保护动作值 63m3/h
水箱水位正常值 水平中心线处
水箱水位高报警值 水平中心线以上100mm
水箱水位低报警值 水平中心线以下100mm
母管压力低报警值 0.68MPa
补水水质的要求
定子冷却水系统中的工作介质为除盐水，水质要求如下：
硬度不高于2(微克当量/L)，其中二氧化硅、铜、铁离子含量均不超过50ppm，硫、氯离子含量不超过1ppm
PH值为7～8
电导率不高于1.0μs/cm(20℃时）
补水压力为0.2～0.7MPa
设备规范
四、系统运行与维护
DCS画面监视内容：
发电机定冷水系统画面
定冷水泵运行状态、泵电机电流、压力/温度调节阀状态和开度、定冷水电导率、定冷水进水压力和温度及流量、定冷水回水温度、定冷水箱液位等，是否有参数越限或报警信号。
发电机本体温度监视画面
发电机定子线圈层间温度（42个测点）、发电机定子线圈出水温度（42个测点）。
就地检查项目：
定子冷却水入口、出口水温
定子冷却水入口水压、流量、电导率
水泵出口压力、泵的轴承油位，振动和音响是否有异常
离子交换器出水电导率，进水压力和流量。并从观察窗察看交换器内树脂是否有突然变化
水箱水位及设备是否有漏水点
主过滤器前、后压差
五、热工联锁保护
六、异常工况及处理
定冷水压力降低：
现象：
1）定冷水压力下降。2）定冷水流量下降。3）定子进水压力低并报警。
4）定冷水回水温度及定子线圈温度升高。
原因：
1）运行定冷水泵故障。2）定冷水箱水位过低。3）定冷水滤网堵。4）定冷水压力调节阀故障。
5）表计失灵。6）定冷水系统泄漏。7）定冷水溢流阀故障。
8）运行定冷水泵跳闸，备用定冷水泵联动不成功或联动后跳闸。
处理：
1）发现定冷水压力降低，立即检查原因并采取措施果断进行处理，设法恢复正常运行，必要时依据发电机风温及线圈温度及时减负荷。
2）检查系统有无泄漏、阀门有无误关、滤网有无堵塞、定冷泵运行是否正常，并设法处理。
3）若定冷水箱水位低引起则将水位补至正常。
4）若定冷水压力调节阀故障，应手动调节，并维持定子线圈的进水压力在196kPa且流量不低于92m3/h。
5）若经上述处理无效，定子进水集管压力低至0.089MPa或定子线圈进水流量63t/h，延时30s，保护动作跳机，否则应手动停机。
定冷水箱水位降低：
现象：
1）定冷水箱水位指示下降或低水位报警。
2）定冷水压力、流量可能降低。
3）发电机检漏仪液位高报警。
原因：
1）补水系统阀门误关，以及补水系统滤网堵。
2）定冷水系统放水阀误开，定冷水系统管道泄漏，定冷水冷却器内漏。
3）定冷水系统在发电机内发生泄漏。
4）定冷水取样流量过大。
处理：
1）发现定冷水箱水位异常降低，应检查上述原因并采取相应措施。加强对定冷水压力的监视，并检查发电机内有无漏水现象。
2）立即开启补水阀，设法维持定冷水箱水位。
3）检查系统设备运行状态，将误开的阀门关闭。
4）若管道破裂或定冷水冷却器泄漏，对可隔离部分的管道进行隔离，定冷水冷却器可进行切换并隔离，通知检修处理；若无法隔离且又无法维持定冷水箱水位，则应汇报值长请求停机。
定冷水温度升高：
现象：
1）定冷水冷却器出水温度指示升高或报警。
2）定冷水回水温度指示升高或报警。
3）定子线圈温度普遍升高或报警。
原因：
1）定冷水冷却器堵塞，冷却水中断。
2）定冷水温度控制阀失灵，定冷水压力调节阀失灵。
3）定冷水冷却器管侧进、出水阀误关或阀芯脱落。
4）定冷水反冲洗水阀、定冷水加热器、反冲洗水滤网误投。
5）定冷水压力降低或集水环内聚集有空气。
6）发电机过负荷。
7）温度表计失灵。
处理：
1）发现定冷水温度升高，应检查上述原因并采取相应措施。
2）应检查运行定冷水冷却器管、壳侧进、出水阀均在全开位；若阀芯脱落或定冷水冷却器堵塞应及时投入备用定冷水冷却器，退出故障定冷水冷却器。
3）若定冷水温度自动调节失灵，应切为手动调节。
4）若冷却水压力下降或温度升高，应该及时采取相关措施，必要时投入两台定冷水冷却器并列运行，如果定冷水压力低及时调整至正常，如果定冷水箱水位过低应该及时补水。
5）当定子进水温度升高至49℃或回水温度高至73℃，应严密监视定子线圈温度，汇报值长，并按规定相应降低机组负荷直至停机。检查循环冷却水是否正常，开大进水门增加流量或对内冷水箱持续换水临时降温。
定子绕组线圈进水导电率高：
现象：
1）定冷水导电率高报警。
原因：
1）离子交换器树脂失效。
2）定冷水补水水质不合格。
3）定冷水箱长期未换水。
4）表计失灵。
处理：
1）检查离子交换器是否运行，树脂是否失效，否则应更换树脂后，再投入使用，
2）发现定冷水导电率高报警（1.5μs/cm）时应立即对定冷水系统换水，换水时注意定冷水箱水位不得过低，以免影响定冷水压力波动。
3）如果补水水质不合格，应该注意检查离子交换器运行情况。
4）如果表计失常，应该及时联系化学测样，联系相关检修专业，同时汇报值长。
5）检查是否由定冷水冷却器泄漏所致，若定冷水冷却器泄漏，则应隔离并联系检修处理。
6）当定冷水电导率升至9.9μs/cm时应汇报值长故障停机。
七、危险点分析及预控
进行发电机定冷水泵定期切换工作时，备用泵启动后停运原运行泵前应先缓慢关闭泵出口门，并注意观察母管压力的变化，无异常后再停用原运行泵，并开启泵出口门，观察泵不倒转，投入联锁；或者是在切换过程中联锁不退出。目的是防止备用泵故障无出力或待停泵出口逆止门卡涩或不严时引起发电机断水。
运行中监视发电机定冷水箱内含氢量可以有效地发现定子绕组存在的早期绝缘故障。通常由于氢气对发电机普通引水管有微透作用，内冷水箱中平时是应当含有微量氢的。定冷水箱中含氢量超过3％应报警并加强发电机的监视，若超过20%应立即停机处理。
运行中注意监控发电机内氢压高于定冷水压0.1－0.2MPa，严防定冷水外漏，最低不低于0.04MPa。并注意控制定冷水温度和氢温，防止水温低于氢温引起定子线圈表面结露危及绝缘。
运行中注意监视发电机定子线圈层间温度和出水温度。发电机顶部回水母管扩容段和DN40管路是防虹吸管。一方面可以将泄漏的氢气直接导入定冷水箱，同时也可以避免因定冷水泵突然跳闸或母管压力突降时回水母管内形成高真空后产生虹吸效应将定子线圈内部的水吸空或高温出水端出现汽化现象。因此运行中应保证管路手动门在全开状态，防止误关。（注：定子线圈内部如形成水界面且带有电负荷，则容易发生电闪络） DN15管路是防止运行时管路因内部水流因素导致的管路振动。另突然停泵时平衡进出水压力，叫平衡管。
在进行定冷水箱手动补水时，注意监视水箱水位，防止水箱满水过压，回水母管压力过高而引起发电机断水。
运行中应保证定冷水箱顶部排大气管路畅通，经常检查排气管路上的视察窗液位，防止排气管堵塞引起定冷水箱憋压或负压。
氢气和空气、水、油之间的冷却性能表