發(fā)電機(jī)定冷水系統(tǒng)漏氫事件分析

王驍帆

摘 要：某電廠機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，發(fā)電機(jī)定冷水箱漏氫檢測(cè)儀>20%報(bào)警，定冷水箱排氣量增大，經(jīng)檢查確定為發(fā)電機(jī)定冷水進(jìn)水金屬波紋管法蘭連接處焊縫處發(fā)生氫氣泄漏，進(jìn)行處理并制定防范措施，保證氫冷機(jī)組安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)；定冷水系統(tǒng)；金屬波紋管；漏氫分析

中圖分類號(hào)：TM31 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）26-0047-02

Abstract： During the operation of a unit in a power plant， alarm was given by the hydrogen leakage detector >20% of generator constant cooling water tank， and the exhaust capacity of the constant cooling water tank was increased. After inspection， it was determined that hydrogen leakage occurred at the welds of the flanged metal bellows of generator constant cooling water intake water， so as to carry out treatment and formulate preventive measures to ensure the safe operation of hydrogen cooling units.

Keywords： generator； constant cooling water system； metal bellows； hydrogen leakage analysis

某電廠發(fā)電機(jī)為QFSN-600-2YHG型汽輪發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)采用水氫氫冷方式，定子繞組水內(nèi)冷，定子鐵芯及端部結(jié)構(gòu)件氫氣表面冷卻，轉(zhuǎn)子繞組氫氣內(nèi)冷。2006年7月制造，2007年9月投入運(yùn)行。

2017年7月，結(jié)合機(jī)組A級(jí)檢修，發(fā)電機(jī)進(jìn)行了檢修工作：發(fā)電機(jī)槽楔松緊度檢查、定子繞組端部及緊固件檢查、定子鐵芯檢查、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子檢查及通風(fēng)試驗(yàn)、發(fā)電機(jī)交直流耐壓試驗(yàn)、繞組端部電暈試驗(yàn)、繞組老化鑒定試驗(yàn)、繞組端部模態(tài)試驗(yàn)、手包絕緣電位外移試驗(yàn)、定子繞組水流量試驗(yàn)、定冷水系統(tǒng)水壓試驗(yàn)，各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果正常。定冷水系統(tǒng)水壓試驗(yàn)按照廠家說(shuō)明書進(jìn)行，試驗(yàn)壓力0.6MPa，穩(wěn)定后保持24小時(shí)，壓力降為0.002Mpa，試驗(yàn)結(jié)果合格。但是機(jī)組啟動(dòng)后，發(fā)電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生定冷水系統(tǒng)氫氣滲漏事件，經(jīng)過(guò)多次檢查試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)定冷水勵(lì)端進(jìn)水金屬波紋管道上存在滲漏點(diǎn)，下面就本次事件詳細(xì)經(jīng)過(guò)進(jìn)行分析總結(jié)。

1 事故經(jīng)過(guò)

（1）7月11日23：00，機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中發(fā)電機(jī)定冷水箱漏氫監(jiān)測(cè)儀測(cè)點(diǎn)發(fā)>20%報(bào)警，7號(hào)發(fā)電機(jī)定冷水PH值出現(xiàn)下降趨勢(shì)，電導(dǎo)率輕微波動(dòng)。電廠立即組織專業(yè)人員對(duì)定冷水系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)檢查分析，檢查定冷水箱漏氫監(jiān)測(cè)儀、定冷水在線PH表和電導(dǎo)率表均正常。檢查發(fā)電機(jī)定冷水系統(tǒng)加藥、取樣管線暢通，更換定冷水優(yōu)化裝置藥品（NaOH溶液），更換藥品后定冷水PH值仍然下降。

（2）7月12日20：00定冷水PH值下降至7.05左右不再下降。檢查定冷水排氣系統(tǒng)及排氣表正常，定冷水箱排氣報(bào)警控制器顯示12日排氣量為2.9立方米/天。7月13日14：00，對(duì)發(fā)電機(jī)定冷水箱進(jìn)行充氮置換，置換后定冷水箱漏氫監(jiān)測(cè)儀顯示氫氣含量由20%降低至0%。22：50，氫氣含量再次升高至20%，定冷水箱排氣報(bào)警控制器顯示13日排氣量1.71立方米/天。

（3）7月14日，發(fā)電機(jī)定冷水箱再次充氮置換，置換過(guò)程中定冷水箱氫氣含量降至12%不再降低。定冷水箱排氣報(bào)警控制器顯示14日排氣量為11.31立方米/天。隨著氫壓下降速度增大，對(duì)發(fā)電機(jī)本體、密封油系統(tǒng)、氫氣系統(tǒng)再次進(jìn)行全面檢查，發(fā)電機(jī)各部位溫度、定冷水流量、定冷水壓力、氫氣濕度、氫氣壓力等關(guān)鍵參數(shù)正常，發(fā)電機(jī)油水繼電器無(wú)油水、氫氣干燥器排水量正常、發(fā)電機(jī)絕緣過(guò)熱監(jiān)測(cè)裝置顯示值無(wú)明顯變化，檢查發(fā)電機(jī)油水繼電器無(wú)油水，氫氣濕度合格-12.56℃《氫冷發(fā)電機(jī)氫氣濕度的技術(shù)要求》，發(fā)電機(jī)未發(fā)現(xiàn)外部漏點(diǎn)，但定冷水箱排氣報(bào)警控制器顯示排氣量在緩慢增大。結(jié)合多次檢查結(jié)果，并依據(jù)《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》10.5.2條，停機(jī)進(jìn)行事件處理。

2 處理過(guò)程

（1）經(jīng)過(guò)多次檢查分析，判斷定冷水系統(tǒng)發(fā)生氫氣滲漏，可能造成定冷水漏氫的部位有：a.定子線棒水電接頭；b.空心導(dǎo)線端部、槽內(nèi)直線換位處；c.絕緣引水管及其兩端管夾接頭；d.發(fā)電機(jī)內(nèi)部定冷水回路密封墊（內(nèi)部共15個(gè)密封墊）；e.發(fā)電機(jī)內(nèi)部進(jìn)出水及匯流管放水金屬波紋管（內(nèi)部共4個(gè)金屬波紋管）；f.發(fā)電機(jī)內(nèi)部定冷水管路；g.發(fā)電機(jī)出線套管手包絕緣；h.氫水差壓開關(guān)等處。根據(jù)同型號(hào)發(fā)電機(jī)運(yùn)行情況，發(fā)電機(jī)定冷水金屬波紋管是故障易發(fā)部位。

（2）發(fā)電機(jī)停運(yùn)后，在降低發(fā)電機(jī)氫壓時(shí)，同步降低發(fā)電機(jī)入口定冷水壓力，降壓過(guò)程中始終保持氫壓高于水壓，直至定冷水系統(tǒng)停運(yùn)，防止定冷水漏進(jìn)發(fā)電機(jī)內(nèi)部。打開發(fā)電機(jī)出線盒人孔，汽端、勵(lì)端氫冷器人孔，進(jìn)入發(fā)電機(jī)內(nèi)部查漏。啟動(dòng)定冷水泵，緩慢升高定冷水壓力，升壓過(guò)程中，對(duì)定冷水管路金屬波紋管及密封墊、匯流管及接頭、絕緣引水管及接頭、發(fā)電機(jī)出線套管冷卻水管及接頭、線棒端部等部位檢查。當(dāng)定冷水壓力升至0.20MPa左右時(shí)，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)勵(lì)端定冷水進(jìn)水金屬波紋管有水呈連續(xù)點(diǎn)狀滴出，其他部位正常，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯滲漏點(diǎn)。發(fā)電機(jī)勵(lì)端定冷水進(jìn)水金屬波紋管位置如圖1所示。確認(rèn)漏點(diǎn)部位后，停運(yùn)定冷水泵，定冷水系統(tǒng)放水，拆下發(fā)電機(jī)勵(lì)端定冷水進(jìn)水金屬波紋管，更換備件。為了防止汽端定冷水出水金屬波紋管也發(fā)生泄漏，將汽端定冷水金屬波紋管也進(jìn)行了更換。

（3）金屬波紋管更換安裝完畢，按照《汽輪發(fā)電機(jī)漏水、漏氫的檢驗(yàn)》（DL/T607-1996）標(biāo)準(zhǔn)對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行定冷水系統(tǒng)水壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力0.5MPa，試驗(yàn)時(shí)間8h，試驗(yàn)期間定冷水壓力由0.50MPa降至0.492MPa，壓力變化1.6%，試驗(yàn)期間對(duì)發(fā)電機(jī)內(nèi)部定冷水相關(guān)部位進(jìn)行檢查，無(wú)明顯滲漏點(diǎn)，水壓試驗(yàn)合格。

3 原因分析

金屬波紋管外包覆有金屬編織網(wǎng)，兩端帶有法蘭連接，泄漏的金屬波紋管外觀檢查肉眼沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯缺陷，無(wú)破損、抽絲，銹蝕，連接牢固。如圖2所示。

對(duì)金屬波紋管進(jìn)行深度檢查，進(jìn)行此管段的打水壓檢漏，首先去除金屬波紋管外面的金屬編織網(wǎng)部分，封堵兩側(cè)法蘭對(duì)其進(jìn)行水壓試驗(yàn)，剛充滿水進(jìn)行升壓，即發(fā)現(xiàn)金屬波紋管與法蘭體連接焊縫處有水呈絲狀帶壓冒出，如圖3所示。

（1）經(jīng)金屬專業(yè)技術(shù)人員分析，該裂紋屬于制造時(shí)焊接融合不良所致，機(jī)組運(yùn)行中受振動(dòng)、熱脹冷縮等因素影響而發(fā)生破壞滲漏。定冷水金屬波紋管滲漏以后，由于氫壓大于水壓，氫氣泄漏到定冷水系統(tǒng)，氫氣隨定冷水進(jìn)入定冷水箱，導(dǎo)致定冷水箱氫氣含量增加，漏氫監(jiān)測(cè)儀報(bào)警。

（2）滲漏到定冷水箱的氫氣經(jīng)安裝有排氣表的定冷水箱排空管路排出，造成定冷水箱排氣量增大。

（3）氫氣滲漏入定冷水系統(tǒng)時(shí)，氫氣對(duì)PH計(jì)電極測(cè)量有一定影響，造成PH值測(cè)量值變小，電導(dǎo)率波動(dòng)為調(diào)整PH值加入藥品所致。

（4）維護(hù)人員設(shè)備管理存在薄弱環(huán)節(jié)。設(shè)備點(diǎn)檢工作仍主要局限于設(shè)備表面及顯性缺陷處理，不能夠?qū)σ恍撛谌毕莺碗[患做到有效預(yù)測(cè)和預(yù)防，需要采取可行的技術(shù)監(jiān)控措施或檢修手段加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的精細(xì)化管理。

（5）主設(shè)備檢修項(xiàng)目和標(biāo)準(zhǔn)有待進(jìn)一步細(xì)化和完善。隨著設(shè)備運(yùn)行時(shí)間增加，部分部件有逐年老化趨勢(shì)。應(yīng)積極與生產(chǎn)廠家溝通并進(jìn)行深入探討，增加、細(xì)化、完善可能影響發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行的必要的除檢修規(guī)程規(guī)定以外的其它檢修項(xiàng)目和技術(shù)監(jiān)控措施。

4 防范措施

（1）與設(shè)備制造廠溝通，探討從設(shè)計(jì)、材料、工藝等方面對(duì)金屬波紋管進(jìn)行改進(jìn)的措施，提高金屬波紋管質(zhì)量。

（2）與地方科研院所溝通，加強(qiáng)金屬波紋管焊縫焊接質(zhì)量檢驗(yàn)，明確檢查檢驗(yàn)項(xiàng)目，改進(jìn)檢驗(yàn)手段，及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷，防止此類事件再次發(fā)生。

（3）利用檢修機(jī)會(huì)，對(duì)發(fā)電機(jī)內(nèi)部定冷水金屬波紋管及其法蘭墊、發(fā)電機(jī)出線套管手包絕緣等部位進(jìn)行重點(diǎn)檢查，必要時(shí)更換金屬波紋管及其法蘭墊。

（4）加強(qiáng)發(fā)電機(jī)技術(shù)監(jiān)督檢查，加強(qiáng)對(duì)定冷水箱氫氣含量、壓力、排氣量，定冷水PH值、電導(dǎo)率，發(fā)電機(jī)氫氣濕度、線棒溫度、定冷水溫度、氫氣溫度等關(guān)鍵參數(shù)以及發(fā)電機(jī)補(bǔ)排氫、定冷水箱充氮等操作的記錄、統(tǒng)計(jì)工作，加強(qiáng)分析工作，提升技術(shù)人員對(duì)關(guān)鍵參數(shù)變化的敏感性，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，及時(shí)匯報(bào)處理。

（5）嚴(yán)格落實(shí)防止電力生產(chǎn)事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要

求，落實(shí)國(guó)家、行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，落實(shí)檢修運(yùn)行規(guī)程，加強(qiáng)對(duì)發(fā)電機(jī)的監(jiān)視、檢查、維護(hù)和檢修工作，防止發(fā)生設(shè)備損壞事故。

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