定冷水系统为发电机定子线圈空芯导线提供连续的高纯水流，用于带走线圈损耗产生的热量，保证发电机线圈工作在安全的温度下^[1]。定子冷却水系统主要包括定子冷却水箱、定冷水泵、定冷水冷却器、定冷水滤网、离子交换器、锥形滤网、定冷水温度调节阀、气表及充氮、补水、加药系统等设备和部件，以及连接各设备、部件的阀门和管道，用以监视调整定子冷却水的热工表计等。发电机定冷水系统流程框图如图 1所示。

图 1

图 1 发电机定冷水系统流程框图

2014年某电厂2号机组发生定冷水系统故障，故障过程如下：

（1） 2014-02-14机组运行中发定冷水滤网差压高报警，将定冷水滤网由21切换至22运行；

（2） 2014-02-15T02：00发现定冷水流量持续下降，发电机入口压力持续升高；

（3） 2014-02-15T09：41将定冷水滤网由22切至21运行，对22定冷水滤网进行检查，切换过程中定冷水流量由103 t/h突降至84 t/h，立即将2台滤网均投入运行，同时启动2台定冷水泵运行。

600 MW负荷下发电机定冷水系统定冷水流量下降前、后主要参数变化见表 1所示。从表 1可以看出，定冷水流量下降前、后定冷水母管压力变化较大，由0.50 MPa升至0.70 MPa，说明导致定冷水流量下降的主要原因为发电机定冷水母管压力测点后管路发生堵塞^[2]。通过对比定冷水流量下降前、后定子绕组冷却水出口温度最大值、最小值及定子线圈温度最大值、最小值可知，定冷水流量下降前、后定子绕组冷却水出口温度最大值、最小值及定子线圈温度最大值、最小值变化不大，说明进入发电机各定子线圈的冷却水量分配比较均匀^[3]，定子冷却水线圈无堵塞现象，分析认为堵塞位置可能发生在发电机定冷水系统锥形滤网处。之后利用机组停备期间对发电机定冷水系统的锥形滤网进行检查，发现锥形滤网处有布条堵塞。

表 1

表 1 600 MW负荷下发电机定冷水流量下降前后 定冷水系统主要参数变化

表 1 600 MW负荷下发电机定冷水流量下降前后 定冷水系统主要参数变化

由于发电机定冷水系统锥形滤网在机组正常运行中无法进行隔离，为了防止锥形滤网堵塞情况进一步加剧进而影响机组的安全运行，必须采取措施增加一路冷却水绕过定冷水入口锥形滤网进入发电机。

根据机组实际情况，决定另增设一路从23定子冷却器出口至发电机励端汇流管底部放水的辅助管路。辅助管路设有滤网、流量计、温度表、压力表及相应阀门。发电机定冷水管路改造示意图见图 2。

图 2

图 2 发电机定冷水管路改造示意图

系统改造完毕后需对新增设管路进行分段冲洗，关闭励端汇流管底部放水阀，先通过设置在新增辅助管路最高点的排空阀进行管路上段冲洗，再通过设置在新增管路最低点的放水阀进行管路下段冲洗，最后对原励端放水管路进行冲洗。为防止冲洗过程污染滤网，应事先将滤网拆除；冲洗过程中要缓慢打开阀门，监视系统流量变化，当系统流量稳定后，再将阀门开度固定在某一位置进行冲洗；对冲洗水质进行化验，水质满足发电机进水要求后停止管路冲洗。

管路冲洗完毕后，恢复已拆除的滤网，投运23定子水冷却器，开启汇流管底部放水阀，投运新增设管路。投运操作如下：由于主水路流量分流，投运新增管路之前需将系统流量保护退出；开启23定冷水冷却器出口阀前新增蝶阀开度至30°位置，缓慢开启原发电机进水汇水管放水阀，投入临时管路供发电机进水，同时注意监测DCS监控画面中的发电机定子冷却水进出口压差，待发电机定子冷却水进出口压差增至210 kPa时，维持放水阀开度；停运21定冷水水泵，视发电机定子冷却水进出口压差变化情况调整原发电机进水汇水管放水阀开度，维持发电机定子冷却水进出口压差在200~210 kPa^[4]。

定冷水系统改造前、后600 MW负荷下发电机定冷水系统主要参数见表 2所示。通过表 2可以看出，系统改造投运后，发电机定子绕组温度无明显变化，避免了2台定冷水泵同时运行时因单台泵跳闸而导致定冷水流量偏低。此外，由于定冷水母管压力降低，使得发电机定冷水系统锥形滤网前后压差降低，也避免了长期压差较大损坏锥形滤网后使得异物进入发电机，导致定子绕组堵塞，影响机组安全运行^[5]。

表 2

表 2 定冷水系统改造前后600 MW负荷下发电机 定冷水系统主要参数

表 2 定冷水系统改造前后600 MW负荷下发电机 定冷水系统主要参数

（1） 由于新增设一路辅助管路，原定冷水主管路流量不能真实反映发电机定冷水流量高低，因此需将发电机断水保护退出运行，并加强对发电机定子冷却水进出口压差的监测，维持发电机定子冷却水进出口压差在200~210 kPa，高报警值为250 kPa，低报警值为195 kPa；两路定冷水流量之和不应小于105 t/h。如发现发电机定子冷却水进出口压差或定冷水流量异常下降，要进行负荷限制，必要时降低机组负荷；若定冷水流量低于保护定值84 t/h，则需申请解列停机。

（2） 发电机定子绕组及其出水温差达报警值，稳定机组负荷，监视是否有下降趋势，若无效果，降负荷至线棒出水温差低于报警值，若出水温差达到跳闸值，申请解列停机。

（3） 在定冷水系统新增辅助管路阀门处悬挂“禁止操作”标志牌，防止人员误操作，并加强对定冷水系统及新增辅助管路的巡查力度。

（4） 为保证进入发电机内的两路定冷水水温一致，运行中禁止投运21、22定冷水冷却器。

发电机定冷水系统定冷水流量下降不仅威胁着机组的正常运行，还可能导致主保护动作而造成机组跳闸或被迫选择停运机组，因此在异常发生后准确判断异常原因并采取切实可行的处理措施，能够保障机组的安全运行，避免由于定冷水流量低引起机组非计划停运。