定子冷却水系统技术规范

编号：CXJSFA-QJ-2014-01202号发电机定子冷却水系统优化技术方案批准：审定：审核：编制：##发电有限责任公司2014年01月20日2号发电机定子冷却水系统优化技术方案一、主要设备规范（技术参数）系统介质：除盐水系统压力： 0.8-1.0MPa介质温度： 28℃介质电导率：＜0.3微西门子/厘米补水管路材质: 1Cr18Ni9Ti管路通径：补水管道Φ57mm ，至水封筒管道Φ25mm。

二、实施技术方案原因及目的2014年2号机组A修对发电机定子进行了改造，改造后按照法方技术标准要求定子水补水电导率小于0.3微西门子/厘米（25℃），发电机改造前定子水补水取自I级凝泵出口，凝结水电导率无法满足改造后要求。

为解决以上问题，需要对发电机定子冷却水系统进行优化，具体如下：1、将1号机组预留除盐水接口接引至2号机定子水补水管路上。

2、发电机定子水补水取水点变更至单元除盐装置出口电动门前，将管路材质更换为不锈钢管；3、将定子水箱水封筒补水管路更换为不锈钢管、阀门更换为不锈钢阀门，水封筒补水水源取自新变更的定子水补水管。

4、对定子水箱加氨系统阀门进行检修。

三、技术方案及措施1、连接1号机组预留除盐水至2号机定子水补水管线1）确定1号机组预留至2号机定子水补水管线接口；2）选用Φ57mm不锈钢管连接1号机除盐水至2号机定子水补水管线；3）管路连接使用焊接方式，在 2号机侧加装一台DN50mm截止门。

2、2号发电机定子水补水取水点变更1）在单元除盐装置出口电动门前选取管路接取点，确认该段管路被有效隔离，管路内无存水；2）在单元除盐装置出口电动门前管路选定部位制作取水孔，打孔使用磁力钻，并用内磨进行扩孔和打磨。

3）取水孔制作过程中在取孔点周围布置足够的磁棒，将铁屑吸附在管壁上并及时清除，避免铁屑落入母管；4）管路连接及阀门、滤网安装，更换后管路为Φ57mm不锈钢管，管路规格不变，管路上布置一道阻挡的树脂滤网，并且滤网前后各加装一个隔离门，确保清扫滤网时有效隔离；5）管路布置采用水平、垂直走向，不得影响现场通道及其他设备检修；6）封堵原I级凝泵出口至定子水补水管。

24 定子冷却水系统的运行24.1 定子冷却水系统概述24.1.1 本汽轮发电机组采用水氢氢冷却方式，即定子绕组为水冷却。

系统主要由两台100%容量的定冷水泵、两台冷却器、两台过滤器、一个水箱、一台离子交换器与发电机定子线圈组成。

24.1.2 系统的正常补水由凝结水输送泵出口或凝结水泵出口母管供给，经电磁阀、离子交换器后进入定冷水箱。

正常运行时，为改善进入发电机定子线圈的水质，将进入发电机总水量的5-10%的水，不断的经过离子交换器进行处理，然后回到水箱。

24.2 设备主要规范13124.4.1 定子冷却水投入运行规定：24.4.1.1 发电机定子冷却水系统为密闭系统，不允许定子冷却水箱向大气运行。

24.4.1.2 发电机定子线圈的反冲洗，只能在机组停止时进行；机组启动前必须认真检查，132使水冷系统切换为正常位置。

24.4.1.3 发电机正常投运前，应先对发电机进行气体置换，当风压至0.10MPa左右时，及时向定子线圈通水，并调整定子冷却水压始终比发电机内风压至少低0.035MPa 以上。

24.4.2 定子冷却水启动前的准备：24.4.2.1 所有仪表齐全，完好，各压力表、流量表、液位表一次门开启，联系热控将所有表计投入。

24.4.2.2 确认有关联锁、保护均校验正常。

24.4.2.3 确认凝结水输送泵已投运，定冷水箱补水水源正常，开冷水等系统运行正常。

24.4.2.4 按系统检查卡操作完毕，发电机内风压已建立。

24.4.2.5确认定冷水箱水位正常、水质合格。

24.4.3 定子冷却水泵的启动：24.4.3.1 投入定冷水离子交换器，定冷水箱补水至正常高水位，打开水箱放水门放水，待化学化验水质合格后，关闭水箱放水门。

24.4.3.2 检查定冷水箱自动充氮至0.014Mpa，其压力调节器动作正常。

24.4.3.3 检查、冷却器、过滤器放水门、旁路门关闭，放空气门开启，然后依次开启定冷水泵、冷却器、过滤器进出口门进行系统注水。

定子冷却水系统自动控制和联锁保护说明定子冷却水系统作为发电机三大附属系统之一，它的运行可靠性直接关系到发电机的安危。

因此，发电机定子冷却水系统设置了可靠的联锁和保护逻辑。

1、定冷水参数报警和保护值1）定冷水水箱水位高报警：800 mm2）定冷水水箱水位低报警：600 mm3）定冷水母管压低联动备用泵保护值：0.7 MPa，延时2秒4）定冷水进水温度高报警值：49℃5）定冷水出水温度高报警值：73℃6）定冷水出水温度高保护动作值：78℃7）定冷水进水压力低报警值：110KPa8）定冷水进水压力低保护动作值：89KPa9）定冷水进水流量低报警值：1200 L／min（72t/h）10）定冷水进水流量低保护动作值：1050 L／min（63t/h）11）定冷水水箱补水阀联开值：12）定冷水导电度大于9.9μs／cm且调整无效时，应紧急停机。

13）定子冷却水泵启动允许：冷却水箱水位不低。

14）发电机定子冷却水泵自启动条件：a运行定子冷却水泵跳闸或手动停止。

（联锁投入）。

b运行定子冷却水泵运行，且定子冷却水泵出口母管压力低至0.7 MPa，，延迟2秒（联锁投入）2、定冷水泵控制和联锁条件1）正常启动（以A泵为例，参见图19－3，B泵情况相同）：在控制室通过DCS发出启动指令，只要没有定冷水泵A电气故障或者停止命令存在，那么电气MCC上的相应开关就会合闸，并发送定冷水泵A在运行状态反馈信号给控制室。

图19-3定子冷却水泵A控制逻辑图2）自动联动：当定冷水泵A处于备用状态时，如果B泵在运行并且定冷水泵出口母管压力低开关PSW-321动作或者B泵出现电气故障信号，那么A泵都将联动投入运行。

3）停运：A泵运行过程中，只要出现定冷水泵A电气故障信号或者控制室内发出A 泵停止指令，那么定冷水泵A将会停运，控制室同样可以得到电气MCC来的停运状态反馈信息。

3、发电机断水保护定子水中断会造成严重的过热，威胁机组的安全运行，因此，本机组综合参考定子水压力、流量、温度，设置了完善的断水保护。

汽轮发电机定子冷却水系统：发电机正常运行时氢气压力与水压力之差≤0.1 Mpa。

二．系统功能及工作原理1．功能：本系统向发电机定子绕组和母线提供水质、压力、温度和流量符合要求的冷却水，保证发电机安全运行。

2．工作原理：本装置把两台水泵、两只过滤器，一只树脂捕捉器、一台离子交换器及定子线圈进水温度调节单元等主要元件集装与一个底盘上。

水箱单独安装，两台管式冷水器为单独安装。

该系统为闭式循环，一台水泵由水箱吸水，分别把水送入冷水器和三通合流阀温度调节单元调节后，分成两路，一路（主路）经水过滤器及#1、#2流量计进入定子线圈及母线室，带出发电机的损耗热量返回水箱；另一路经过离子交换器处理后返回水箱，以保持水至参数正常。

三．主要部件功能及工作原理：1．回水装置：回水装置是由水箱和安装在水箱上的漏氢监测装置及探头组成。

2．水箱：水箱有效容积2，功能是贮存发电机汇水管出来的已经冷却过定子绕组、端部绕组和发电机接线端子的热水。

补水为0.4～0.6 Mpa的除盐水，经离子交换器进入水箱。

水箱设有磁珠式液位信号器、补排水电磁阀自动控制水箱水位，还设有手动旁路阀。

水箱设有正常水位（500㎜），高水位（700㎜），低水位（350㎜）和低低水位（250㎜）四个液位开关。

水箱设有加热器，保证发电机启动时，定子线圈进水温度为40～45℃。

3．冷却装置：冷却装置由两台并联的管式冷水器组成，它们彼此独立运行，一台运行，一台备用。

每台换热面积60㎡，冷水器设计压力1.0Mpa，试验压力为1.25 Mpa。

4．水过滤器：用于定子绕组的水必须用水过滤器滤除所有的悬浮物质，两台并联，一台运行，一台备用。

进出口装有压差开关。

5．树脂捕捉器：DN25树脂捕捉器由不锈钢制造，滤网为80目不锈钢丝网，串联在离子交换器下游，以捕捉逃逸树脂。

6．离子交换器：离子交换器由不锈钢制造，软化水的处理是由装在主回路上的离子交换器来完成的。

大约总冷却水量的10%连续通过离子交换器进行处理，离子交换器为混床型，它是一个直立的箱体，内装有高交换容量用于氢离子交换的阳离子交换树脂（约44%）和用于氢氧离子交换的阴离子交换树脂（约56%）的混合物。

发电机定子冷却水系统及设备描述1.1.总的介绍定子冷却系统供发电机定子绕组冷却，采用闭式独立水系统并采用集装式结构。

1.2.系统及设备描述1.2.1定子冷却水系统流程1.2.2水温的控制冷却器冷却水进水设计温度为38℃，定子线圈内的冷却水的进水温度范围为40～50℃、进水温度设有自动调节装置，冷却水温度波动范围±3℃，出水温度不得大于85℃。

水系统设电加热装置。

热电偶/阻的设置:1)定子每槽内上、下层线圈间埋置二只热电阻（Pt100）。

其中一支工作，一支备用。

元件均为三线制。

2)每根绝缘引水管出口端安装测量出水温度的热电偶一只（E分度）。

3)定子铁芯齿部和轭部装设12只热电偶（E分度）。

4)氢气冷却器进、出风处各装一只Pt100的双支型热电阻（三线制）。

5)各轴瓦上各装一只热电偶（E分度）。

6)定子线圈水路进、出水处各装一只双支型热电阻（Pt100）。

7)定子压圈、压指和铜屏蔽上共装设9只热电偶（E分度，励端按120度分布）。

以满足进相运行时测温的需要。

1.2.3水质的控制水质应透明纯净，无机械混杂物，在水温为20℃时：1)电导率为 0.5～1.5μS/cm（定子线圈独立水系统）。

2)PH值 7.0～8.03)硬度＜2微克当量/L（2μgE/L）4)含氨（NH3）微量定子水系统配有10%容量的离子交换器及其流量计、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，且采用氮气加压。

水箱排空管上装有气敏元件、测氢浓度报警。

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，反冲洗管道上加装激光打孔过滤器。

1.2.4定子冷却水系统设备配置定子水系统中水泵、冷水器、滤水器各设2台，互为备用。

每台冷却器都按照机组最大负荷设计流量、最高水温，并且水侧污染系数为0.000176m2. ℃/w及5%管子堵塞的情况来设计。

两台100%容量的带有温度控制系统的水冷却器隔离阀。

定子冷却水控制系统使用说明书目录1概述2定子冷却水控制系统工作原理3定子冷却水控制系统的组成4 定子冷却水控制系统的设计参数4.1水量4.2 水压4.3进水温度4.4出水温度5 定子冷却水控制系统的主要设备5.1 水泵5.2水箱5.3水-水冷却器5.4水过滤器5.5 离子交换器5.6水温调节器5.7 电导率计及其传感器6水控制系统的报警信号7水系统的安装、操作及保管7.1安装7.2操作7.3存放期间的保管8定子冷却水系统及其管路的安装、试验及冲洗8.1说明8.2泄漏的预防8.3定子绕组及其它组件的空气试验8.4空心定子线圈的除水和干燥8.5定子线圈及水管路的冲洗9用氮气为水系统加压10定子冷却水控制系统的运行10.1 水系统运行前的准备10.2定子冷却水系统的气体置换及充氮10.3给水系统加压10.4水系统的循环检查10.5定子水冷却器的运行10.6离子交换器的运行10.7 水过滤器的运行10.8水箱的运行10.9水系统运行时的注意事项11开关运行情况12 关于发电机断水保护13 定子水系统发生异常现象的分析13.1断水现象13.2水电导率增加的原因定子冷却水控制系统使用说明书1概述:该型定子冷却水控制系统是为600MW汽轮发电机配套而设计和制造的。

该系统向发电机定子绕组提供连续不断的冷却水并对其进行监控和保护。

该型汽轮发电机采用水氢氢冷却方式，即定子绕组为水冷却。

发电机所需冷却水的水质、水量、水压、水温等均由本系统来保证。

本说明书是定子冷却水控制系统现场调试、起动运行及集装维修工作中的技术说明和技术指导性文件。

2定子冷却水控制系统工作原理:冷却水控制系统采用闭式循环方式，使连续的高纯水流通过定子线圈空心导线，带走线圈损耗。

进入发电机定子的水是从化学车间直接引来的合格化学除盐水。

补入水箱的化学除盐水通过电磁阀、过滤器，最后进入水箱。

开机前管道、阀门、集装所有元件和设备要多次冲洗排污，直至水质取样化验合格后方可向发电机定子线圈充化学除盐水。

§3.1.2发电机定子冷却水系统（GST）一. 系统功能发电机定子冷却水系统的功能就是要提供合格水质的冷却水，克服水在空心导线内循环流动的阻力，将线圈的热量扩散到发电机之外，保持发电机在满负荷运行时的正常温升值，当出现供水量不足或断水故障时，要有可靠的检测环节和完善的保护措施，向发电机的自动减负荷装置提供流量和电导率值等参数，使发电机的负荷以一定速率降低，起到对发电机的保护作用。

二. 系统描述发电机定子线圈冷却水系统采用水内冷，是由定子水箱、定子冷却水泵、冷却器、过滤器、离子交换器以及管道和阀门组成的。

其流程如图1所示。

定子水箱中的定子水由水泵压入冷却器，其热量由常规岛闭式冷却水系统带走，冷却后的定子水接至水过滤器，其中一部分在必要时去离子交换器（除盐器），对水质进行处理后直接回到定子水箱。

经过过滤器过滤后的定子水由控制阀进行控制与调节，大部分进入位于发电机本体汽端的进水环形母管，再由多根聚四氟乙烯软管流经定子绕组，带有绕组热量的水回到与进水母管同侧的出水母管（环形）。

小部分定子水直接去发电机出线端的出线端子和中性端子，然后经部分线棒也回到出水母管中，最后一起回到定子水箱，完成一个循环。

该系统的所属设备大都集中安装在一个共用的钢底座上，组成一个冷却水系统组件，位于靠近发电机下面的平台上。

该组件上的设备包括：电动水泵，冷却器，除盐器，过滤器，定子水箱，仪表柜和一些阀门管道等。

三. 设备说明1.定子水箱定子水箱也可称为氢气释放罐，由于发电机内氢气压力一般要比绕组内的水压高，所以，当发电机定子水回路有渗漏故障时，氢气就有可能进到定子水中，当定子水在水箱中卸压后，这些氢气就有可能被析离出来。

该定子水箱为一卧式筒形不锈钢罐，用于降低水的速度及卸压，为定子水泵提供水源并将氢气泡从定子水中析离出来。

2.定子冷却水泵该系统设有两台各为100%容量的卧式离心泵。

系统正常运行时，由一台泵使系统中的定子冷却水循环，另一台泵处于备用状态。

第六章定子冷却水系统第一节定冷水系统投运前的检查与操作6.1.1 运行原则1. 发电机定子线圈的反冲洗，只能在机组停运时进行，机组启动前，必须将定子冷却水系统调整至正常运行方式；2. 发电机运行中，必须维持定子线圈通水运行，否则不允许并网带负荷；3. 发电机正常投运前，应先对发电机进行充氢，再向定子线圈通水，并调整定子冷却水压力至少比发电机氢压低 0.035MPa；4. 严禁二氧化碳进入定子冷却水内系统内，防止水质恶化；5. 在发电机停运后，应保持定子冷却水系统运行，维持定子冷却水压力至少比发电机氢压低 0.035MPa；发电机停运超过七天，应降低发电机氢压至0.15MPa 后，定冷水系统全面放水，注意在发电机氢压降低过程中，始终调整定子冷却水压力至少比发电机氢压低 0.035MPa；待定冷水放净后对定冷水系统进行充氮，维持定冷水箱氮气压力 0.014MPa；6. 待水质合格后，离子交换器要保持长期运行；7. 在正常运行中，严禁从供、回水管道上放水。

6.1.2 定子冷却水系统投入前的检查和准备1. 确认发电机已充氢至 0.15MPa；2. 定子冷却水系统注水前应将系统中的水排尽；3. 各种操作电源、信号电源投入；4. 定子冷却水泵测绝缘合格送电，联系热控电磁阀、差压计送电；5. 系统中各压力表、变送器的隔离门开启，压力变送器排污门关闭，水位计隔离门开启；6. 热工各种仪表及保护校定完好，投入运行；7. 两台定子冷却水泵入口门打开，出口门关闭,再循环门全开；8. 准备投运的定子冷却水冷却器定子冷却水侧入、出口门开启，备用的定子冷却水冷却器入口门开启，出口门关闭，两台冷却器的放水门关闭，放空气门稍开；9. 定子冷却水冷却器出口电导率发送器进水门、回水门开启；10. 离子交换器出口电导率发送器进水门、回水门开启；11. 准备投入运行的定子冷却水滤网入口门、出口门开启，备用滤网入口门开启，出口门关闭，滤网放水门关闭，放空气门稍开；12. 离子交换器流量计入口门、出口门开启，离子交换器入口门、出口门开，旁路门、放水门关闭，离子交换器排空气门稍开；13. 发电机定冷水进水门打开，发电机定冷水出水门开启，防虹吸门开启，反冲洗门关闭；14. 发电机定冷水进水汇水管、回水汇水管放水门关闭，定子冷却水防虹吸管排空门开启；15. 定子冷却水箱放水门关闭，水箱排空门开启，水箱排氢门关闭；16. 定子冷却水补水电磁阀前、后手动门开，电磁阀旁路门关闭。

定子水系统规范5.7 定子冷却水系统5.7.1 系统功能定子冷却水系统的功能是采用干净、无杂质的水对发电机绕组内部进行冷却。

5.7.2 技术要求5.7.2.1 定子冷却水系统采用独立密闭循环水系统，设计冷却器时冷却器外部水进水最高温度为38℃，定子冷却系统集装设备由卖方供货。

5.7.2.2 定子绕组冷却水的进水温度范围为45~50℃，进水温度应有自动调节装置，冷却水温度波动范围±5℃，出水温度不大于85℃。

冷却水是贫氧系统，冷却水质满足GB/T 7064-2008的要求。

水质应透明纯净，无机械混杂物，在水温为25℃时：电导率：0.5~1.5μS/cm（定子绕组独立水系统）硬度：< 2μmol/L含氨量（NH3）：微量PH值：7.0~9.05.7.2.3 在额定负荷下，定子绕组内冷却水允许断水运行持续30秒，需提供断水保护和报警曲线。

5.7.2.4 定子绕组冷却水系统采用集装式，散热器为板式（进口），并备有“混合床”离子交换器。

水系统的阀门、滤网（进口，运行方式为一用一备，共两套）、管道、水泵等均采用不锈钢材质。

发电机管道设计对定子绕组能够进行反冲洗，反冲洗管道上加装过滤器，卖方提供所有的阀门和管道等。

5.7.2.5 发电机冷却水进水管装压力表及压力开关，仪表的设置能满足DCS或DEH系统的监视、控制和保护要求。

为了确保断水保护动作信号的可靠性，设置3只独立的低流量保护开关和一台流量变送器，流量保护开关和变送器均为进口产品。

5.7.2.6 定子冷却水系统装有流量仪和测量孔板，并提供流量计算书。

5.7.2.7 定子冷却水系统设有加热装置，以使机内不结露。

5.7.2.8 发电机外设有漏水监测装置。

5.7.2.9 提供完整的控制和报警装置并分别备有远、近的信号接口。

1) 卖方提供定子冷却水系统图及系统设备清单（包括仪表等）；2) 系统设置自动补水和水箱水位报警装置；3) 定子冷却水系统的测点信号（如压力、差压、流量、水温、水位、电导率等）能送至DCS；4) 配置定子冷却水仪表接线盘，其防护等级至少为IP45。

Q/122-104.1.1602-2007设备规范1Q/122-104.1.1602-20074 定子冷却水系统停止4.1 发电机解列，发电机水冷系统应继续运行，汽轮发电机组完全停用后，方可停止向发电机定子线圈通水。

若机组停用时间较短，则可维持向发电机定子线圈通水。

4.2 解除备用泵联锁，停止运行泵。

检查泵电流、压力到零。

4.3 发电机停运期间，外部环境温度低于5℃时，或做发电机直流电阻试验时，必须排尽定子绕组内的存水，其操作如下：4.3.1 关闭下列阀门：4.3.1.1 凝结水至定子水箱补水隔离门4.3.1.2 凝补水至定子水补水隔离门4.3.1.3 定子水冷却器A、B定子水进、出水门4.3.1.4 定子水滤网A、B进水门4.3.1.5 定子水箱水位计一次门（2个）4.3.1.6 定子水滤网差压一次门（2个）4.3.2 开足下列阀门：4.3.2.1 发电机进水汇水管快放水门4.3.2.2 发电机进、出水差压表管隔离门、排污门4.3.2.3 发电机出水汇水管放空气门4.3.2.4 定子水滤网A、B放水门4.3.2.5 定子水冷泵A、B放水门4.3.2.6 定子水箱放水门上述操作，依靠重力自然排水后再用压缩空气排除残留水，操作如下：4.3.3 关闭以下阀门：4.3.3.1 定子水箱排放门4.3.3.2 水冷系统导电度监视出口隔离门4.3.3.3 水冷系统离子交换器导电度监测出口隔离门4.3.3.4 发电机水箱顶部加压门4.3.3.5 定子水冷泵A、B进水门4.3.3.6 定子水箱压力表一次门4.3.3.7 定子水滤网A、B出水门4.3.3.8 定子水箱至大气隔离门4.3.3.9 发电机进、出水差压表管隔离门4.3.3.10 发电机定子线圈进水汇水管快放水门4.3.3.11 发电机定子线圈出水汇水管放空气门4.3.3.12 各冷却器、过滤器连续排气管至定子水箱隔离门4.3.3.13 防虹吸管隔离门4.3.3.14 定子水泵再循环门4.3.4 装上可卸式连接管。