熱電廠氫冷發(fā)電機(jī)漏氫故障診斷

杜志英，鞠鳳元，婁智勇，周文華

包頭第三熱電廠，內(nèi)蒙古包頭 014060

熱電廠氫冷發(fā)電機(jī)漏氫故障診斷

杜志英，鞠鳳元，婁智勇，周文華

包頭第三熱電廠，內(nèi)蒙古包頭 014060

某電廠二號(hào)機(jī)組是引進(jìn)東方汽輪機(jī)廠第八代亞臨界300mW優(yōu)化機(jī)型之一，發(fā)電機(jī)采用水氫氫冷卻方式，在正常運(yùn)行期間，發(fā)電機(jī)氫壓及氫氣純度突然迅速下降，補(bǔ)氫無效，檢查發(fā)電機(jī)補(bǔ)氫，排污管道及閥門正常，緊急停機(jī)后檢查，氫氣漏點(diǎn)為發(fā)電機(jī)密封瓦進(jìn)油口處膠墊破損。

.發(fā)電機(jī)；漏氫；密封瓦；氫氣；密封油

0 引言

熱電廠發(fā)電機(jī)在運(yùn)行中繞組和鐵芯要發(fā)熱，為了避免溫度過高而發(fā)生燒損，因此需要進(jìn)行冷卻，冷卻劑通常有空氣、水、氫氣、油、氟里昂等，其中氫氣應(yīng)用最廣，是因?yàn)闅錃饩哂袑?dǎo)熱性好（導(dǎo)熱系數(shù)是空氣的8.4倍），比重小，擴(kuò)散快等優(yōu)點(diǎn)，用氫氣冷卻的效果好，容易輸送并可循環(huán)使用。氫氣的缺點(diǎn)是滲透性強(qiáng)，容易從設(shè)備中泄漏出來。由于氫氣與氧氣混合后的爆炸范圍廣，氧氣含氫5%～95%、空氣中含氫4.1%～74.2%均有爆炸危險(xiǎn)，因此特別注意防火防爆，在有氫氣的場(chǎng)所可以看到醒目的警示牌。定子繞組為水內(nèi)冷，轉(zhuǎn)子繞組和定子鐵心為氫氣冷卻的發(fā)電機(jī)通常被稱作“水氫氫”冷卻機(jī)組，包頭第三熱電廠發(fā)電機(jī)使用的就是這種水氫氫冷卻方式。

1 漏氫的危害

雖然發(fā)電機(jī)使用氫氣冷卻效果好，但由于氫氣是世界上已知的最輕的氣體，它的密度非常小，只有空氣的1/14，即在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓0℃下，氫氣的密度為0.0899g/L。在高溫、高壓下，氫氣甚至可以穿過很厚的鋼板。所以氫氣很容易發(fā)生泄漏。當(dāng)氫氣泄漏時(shí)：

1）不能保證氫壓的額定值，從而影響發(fā)電機(jī)的出力；

2）消耗氫氣過多，造成制氫頻繁，成本高；

3）發(fā)電機(jī)系統(tǒng)可能著火、爆炸，造成人員傷亡及設(shè)備損壞。

因此，當(dāng)氫氣泄漏時(shí)，必須進(jìn)行緊急處理。

2 漏氫的途徑和部位

發(fā)電機(jī)漏氫一般是通過兩種途徑：

1）外漏：發(fā)電機(jī)本體存在漏點(diǎn)，造成氫氣向大氣泄漏。在發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)氫壓下降時(shí)，運(yùn)行及檢修人員檢查與發(fā)電機(jī)相連的管道及閥門，無明顯泄露點(diǎn)，排除發(fā)電機(jī)氫氣外漏的可能性。

2）內(nèi)漏：（1）密封油系統(tǒng)的平衡閥調(diào)節(jié)靈敏度不好，氫側(cè)往空側(cè)竄油，進(jìn)入空側(cè)油箱隨排煙風(fēng)機(jī)排入大氣；（2）定子線圈冷卻水管路有漏點(diǎn)，因機(jī)內(nèi)氫壓略高于定冷水水壓，造成氫氣進(jìn)入定冷水系統(tǒng)；（3）氫氣冷卻器銅管有漏，造成氫氣進(jìn)入開式冷水系統(tǒng)；（4）漏入封閉母線。

常見的漏氫部位：（1）端罩與機(jī)座結(jié)合面漏氫；（2）端蓋與端罩及上下半端蓋結(jié)合面漏氫；（3）端蓋與密封瓦座結(jié)合面；（4）定子引出線套管漏氫；（5）氫氣冷卻器上下法蘭與機(jī)殼結(jié)合面處橡膠墊腐蝕或冷卻管破裂引起漏氫。由于無法維持氫壓，最后緊急停機(jī)，等待檢修處理。

3 如何查找漏氫

一般發(fā)電機(jī)漏氫找漏的方法有：1）機(jī)組停運(yùn)之后找漏，一般在氫氣置換空氣后，做發(fā)電機(jī)的氣密性試驗(yàn)；2）運(yùn)行中發(fā)電機(jī)找漏，借助微量氫測(cè)定儀，查找漏氫部位。如果在氫冷器冷卻水排空側(cè)測(cè)到氫，應(yīng)確定屬冷卻器有漏；如定冷水頂部氮?dú)饬髁坑?jì)有走動(dòng)，應(yīng)確定定子冷卻水管有漏；3）加裝漏氫在線連續(xù)監(jiān)測(cè)儀。在找到氫漏點(diǎn)后，如果在發(fā)電機(jī)端蓋或一些結(jié)合面，可以用密封膠進(jìn)行封堵；如果是氫冷器有漏，可以單個(gè)隔離，針對(duì)300mW發(fā)電機(jī)，一般有四組共八個(gè)冷卻器，單獨(dú)一個(gè)隔離對(duì)發(fā)電機(jī)出力影響不大，但造成氫冷器氫氣出口溫度偏差很大，有一定的危害。而且在帶高負(fù)荷時(shí)，如恢復(fù)其運(yùn)行，也會(huì)造成其它正常運(yùn)行的冷卻器出口氫溫變化，運(yùn)行人員調(diào)整起來非常麻煩。

由于包頭第三熱電廠氫壓無法維持，緊急停機(jī)，無法通過儀器檢測(cè)泄漏點(diǎn)，只能在缸體冷卻期間，依靠調(diào)取密封油系統(tǒng)各測(cè)點(diǎn)歷史趨勢(shì)判斷漏點(diǎn)，經(jīng)比對(duì)同負(fù)荷歷史趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)在漏氫期間發(fā)電機(jī)勵(lì)磁側(cè)密封油回油溫度有明顯升高，懷疑為發(fā)電機(jī)勵(lì)磁側(cè)密封瓦內(nèi)漏，具體漏點(diǎn)需揭瓦檢查。

4 漏氫處理

在缸溫達(dá)到允許揭缸值后，檢修人員對(duì)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁側(cè)密封瓦進(jìn)行了拆解，發(fā)現(xiàn)密封瓦與過度環(huán)之間的橡膠墊有一處破損，位置就在密封瓦密封油進(jìn)油孔處。密封瓦構(gòu)造圖如圖1所示。泄漏點(diǎn)見圖2。

圖1

圖2

確認(rèn)漏點(diǎn)后，檢查橡膠墊破損位置，經(jīng)總工程師分析，破損原因?yàn)槊芊馔叩拿芊庥瓦M(jìn)油口設(shè)計(jì)時(shí)，沒有設(shè)計(jì)螺孔，此處在運(yùn)行期間，相對(duì)于有螺栓緊固的部位，應(yīng)力明顯不足，在密封油長(zhǎng)期沖刷擠壓下，密封橡膠墊變質(zhì)破損，最終導(dǎo)致氫氣泄漏。更換新的密封橡膠圈后，做發(fā)電機(jī)風(fēng)壓試驗(yàn)，24小時(shí)內(nèi)風(fēng)壓穩(wěn)定，發(fā)電機(jī)內(nèi)充入氦氣，進(jìn)行儀器檢漏，無明顯泄漏點(diǎn)。確定檢修完畢，重新啟機(jī)并網(wǎng)。

5 結(jié)論

本次發(fā)電機(jī)氫氣泄漏屬于設(shè)計(jì)缺陷及配件老化共同所致，因?yàn)樘幚砑皶r(shí)，并沒有造成人員及設(shè)備損害，是一次成功的緊急搶修。

[1]汽輪機(jī)本體檢修[M].中國(guó)電力出版社.

[2]汽輪機(jī)設(shè)備檢修技術(shù)問答[M].中國(guó)電力出版社.

[3]東方汽輪機(jī)廠原廠附帶圖紙及說明書.

[4]熱力發(fā)電廠[M].中國(guó)電力出版社.

TK32

A

.1674-6708（2011）52-0038-01

杜志英，助理工程師，工作單位：包頭第三熱電廠