600MW汽輪發(fā)電機環(huán)形引線“汽堵”燒毀故障研究.pdf

1、隨著汽輪發(fā)電機組容量的不斷增加,定子繞組采用空冷、氫冷會受散熱能力、變形等局限,因此,現(xiàn)大型汽輪發(fā)電機定子繞組普遍采用水內(nèi)冷的冷卻方式,定子冷卻水路也因此成為關系機組能否實現(xiàn)安全可靠運行的重要環(huán)節(jié)。近年來,600MW級汽輪發(fā)電機因環(huán)形引線“汽堵”故障導致非正常停機,甚至整臺定子線棒報廢的事故多次發(fā)生,造成了巨大的經(jīng)濟損失。針對這一問題,本文通過對多起事故的收集、整理,并結(jié)合流體與傳熱學的理論分析與仿真計算,對環(huán)形引線“汽堵”故障的成因及

2、其預防措施展開研究。
　　分析并建立了汽輪發(fā)電機定子環(huán)形引線溫度計算的數(shù)學模型,進行溫度場與流體場耦合計算,分析冷卻流體在引線中的傳熱過程,研究邊界條件的確定方法及耦合方程組的迭代求解算法,并確定了采用等效熱網(wǎng)絡法與計算流體力學法(CFD法)對此問題展開研究。
　　計算了發(fā)電機正常穩(wěn)態(tài)運行時環(huán)形引線的溫度,分析對比外接回水管不同接法下環(huán)形引線及其冷卻水的溫度分布規(guī)律:環(huán)形引線與冷卻水溫度均沿程線性增長,且溫升斜率基本相同,指

3、出外接回水管由Φ45改接成Φ25導致的溫升加倍流量減半是引起氣堵的主要原因。
　　通過研究汽輪發(fā)電機定子環(huán)形引線冷卻水路堵塞后的溫度分布和特征,尋找到溫度特征與水路堵塞嚴重程度之間的對應關系,并計算“汽堵”故障發(fā)生后,環(huán)形引線的溫度變化及熔斷過程,發(fā)電機在正常以及故障等各種運行狀態(tài)下定子繞組環(huán)形引線的溫度場。
　　研究結(jié)果表明:定子繞組環(huán)形引線中堵塞的位置、程度及冷卻水的流量、壓力,直接影響到定子繞組環(huán)形引線的溫度分布。若汽