原因分析与处理
南阳水氢发动机翁玉川
(国家电投集团河南电力有限公司平顶山发电分公司，河南 平顶山  467312)
Analysis and Treatment of Vibration of Hydrogen Cooler Pipeline for 1 000 MW
Electric Generator
WENG Yuchuan
(Pingdingshan Power Generation Company of State Power Investment Henan Power Generation Co., Ltd., Pingdingshan
467312, Henan Province, China)
〔摘 要〕 发电机氢气冷却器系统是发电机的一个重要附属系统，它的安全、稳定运行直接影响着发电机及其他设备的安全、可靠运行，因此及时处理发电机氢气冷却器系统的缺陷及异常极为重要。对发电机氢气冷却器管道振动进行分析，提出改进措施，进而保证发电机组的安全、稳定运行。
〔关键词〕 发电机氢冷器；冷却水管道；振动
Abstract :
The hydrogen cooler system is an important auxiliary system of electric generator, its safe and stable operation directly affects the safe and reliable operation of generator and other equipment, hence it is extremely important to timely deal with the defects and anomalies of generator hydrogen cooler system. This paper analyzes the vibration of hydrogen cooler pipe of the generator, and puts forward improvement measures for ensuring the safe and stable operation of the generator set.
Key words :
generator hydrogen cooler; cooling water pipe; vibration 中图分类号:TM311    文献标识码:A    文章编号:1008-6226 (2019) 08-0026-03
水调节阀开度。为了防止氢冷器冷却水调节阀开度过小导致管路振动，运行人员只能手动调节发电机内
氢气温度，这不仅加大了运行操作量，还可能会因操作不及时而无法精准控制发电机内氢气温度。1.2  调节阀开度无法按需调小
由于氢冷器冷却水调节阀在小开度时氢冷器管道发生振动，运行人员只能保持调节阀在较大开度，特别是在冬季时造成发电机内氢气温度较低，可能会导致发电机的绝缘降低，威胁发电机安全运行。1.3  氢冷水管道振动引起接口开裂
由于氢冷器管道振动，会造成管道与氢冷器接口开裂，使冷却水外漏。某发电公司就曾经发生过氢冷水管道焊口开裂事件，导致机组降负荷处理，
0  引言
某1 000 MW 机组发电机氢气冷却器(以下简称“氢冷器”)冷却水取自零米低压开式水。1，2号机组自投产以来存在发电机氢冷器冷却水调节阀在小开度时引发氢冷器管道振动的问题，虽然更换过几次冷却水调节阀，但仍然存在氢气冷却器管道振动现象，给机组的安全可靠运行造成严重威胁。
1  氢冷器管道振动的影响及危害
1.1  氢冷器调节阀开度无法自动调整
不同负荷、季节需经常调整发电机氢冷器冷却
严重影响机组的安全性和经济性。振动还造成氢冷水调节阀经常损坏，1套执行机构价格在2万元左右，增加了年度维护费用。
2  氢冷水管道振动原因分析
组织汽机、电气、热控等专业的人员对氢冷水管道振动情况进行了分析，判断产生振动的主要原因有以下几点。
(1) 排空气门设置不合理。氢冷水管道上排空气门设置在氢冷器下部，冷却水中夹杂的空气泡无法及时排出，氢冷水管道内存在气液两相流情况，引起管路系统振动。
(2) 氢冷水调节阀小流量节流产生振动。氢冷水调节阀在较小流量下节流较大，阀门节流后会产生较强的涡流，从而导致管道振动。
另外，调节阀引起的激振力直接作用在机前管道上，由于管道抗振性能差，固有频率与激振频率接近或相等时，会引起大的振动。
3  氢冷水管道振动处理措施
3.1  处理措施
针对上述原因，经过分析论证，采取以下措施可有效消除管道中气液两相流及涡流的产生。
(1) 在发电机氢冷器顶部开孔加装一路排空气管至-4 m排污坑。
(2) 将氢冷器冷却水入口调节阀改装至氢冷器出口处，将出口球阀移至进口处。
3.2  方案可行性论证
(1) 零米开式水泵出口表压0.490 MPa，在2台泵切换并联时达最大值0.509 MPa，其压力测点布置于开式泵出口，而氢冷器布置于15.5 m发电机处本体内下部，实际到达氢冷器处的压力应该在0.340 MPa，远小于氢压0.5 MPa，移位后仍然可以保证氢压大于水压，从而保证发电机的正常运行。
(2) 氢冷器设计工作压力1.0 MPa，实际允许压力应当更高，而正常工作水压不会大于0.5 MPa，因此有较大的安全裕量。
(3) 开式水泵设计扬程25 m，开式水泵入口压力0.17 MPa，出口压力应该在0.42 MPa左右，根据现场实际情况观察，由于系统节流导致出口管路阻力增大，泵扬程增大。
(4) 调节阀和球阀易位后节流发生在氢冷器出口，氢冷器内冷却水流速会较易位前降低且水流更加稳定，有利于氢冷器的安全运行。必要时还可使用球阀进行节流。
(5) 加装排空气门(见图1)时，在发电机氢冷器上部开孔，严格按照施工工艺要求，保证焊接质量，不会出现焊缝裂开漏水等异常，满足发电机安全运行要求。
图1  排空气门加装示意
(6) 调节阀移到氢冷器出口，由于机内氢冷器内氢冷水管道的缓冲作用(相当于加了“缓冲器”)，管道固有频率远离激振频率，就消除了引起共振的条件。
综上所述，改进措施是安全可行的。
4  最终处理情况
采取上述措施改进后，氢冷器冷却水调节阀在小开度时，氢冷水管道振动消除，取得了以下效果。
(1) 在发电机低负荷、冬季时氢冷器冷却水调节阀可小开度，控制氢气温度在指标范围内，保证发电机安全运行。
(2) 运行人员可以投发电机内氢气温度控制自动，精准控制发电机内氢气温度，满足发电机运行中氢气温度要求，避免运行人员在不同负荷、不同季节频繁调节阀门开度，减少运行人员操作量。
(3) 避免振动造成管道与氢冷器接口开裂、冷却水外漏，消除威胁发电机及其周围设备安全运行的一个因素。
氢
冷
器原排空气管位置
新开排空气管位置
5  结束语
此次振动的诊断，准确分析出原因，提出了有效的处理措施。在落实措施的过程中严格按照施工工艺标
准进行把控，彻底消除了氢冷器冷却水管道振动这一异常现象，确保了机组安全、稳定、长周期运行。
参考文献:
2 高李霞，李  松，丛  滨．传热管束振动特性研究[J]．  振动与冲击，2007，26 (增刊)：92-95．
3 王延博，何国安，梁仕硭，等．珞璜电厂6号汽轮发电  机组振动故障诊断处理[J]．热力发电，2008，37(8)：47-  49.
收稿日期：2019-03-01。
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