河曲電廠發(fā)電機漏氫查找方法及處理

魯學(xué)斌

國家能源集團山西河曲發(fā)電有限公司 山西河曲 036500

河曲電廠一二期工程4×600MW汽輪發(fā)電機組采用東方電機廠生產(chǎn)的QFSN-600-2-22B型發(fā)電機，該型發(fā)電機采用“水氫氫”冷卻方式，即定子繞組水內(nèi)冷、轉(zhuǎn)子繞組氫內(nèi)冷、鐵芯及其它構(gòu)件氫冷。氫氣系統(tǒng)由發(fā)電機定子外殼、端蓋、氫氣冷卻器、密封瓦以及氫氣管路構(gòu)成全封閉氣密結(jié)構(gòu)。自2004年機組投運發(fā)電以來，4臺發(fā)電機的漏氫量都比較大，尤其是1號發(fā)電機平均每天的漏氫量嚴(yán)重超過不大于12Nm3/d的標(biāo)準(zhǔn)，一旦漏氫嚴(yán)重，查找漏氫點是比較繁瑣的，發(fā)電機連接的部件或系統(tǒng)都有可能發(fā)生漏氫，通過對氫氣系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和現(xiàn)場查漏氫的工作，發(fā)生漏氫的途徑如下：發(fā)電機漏氫一般情況下有外漏氫和內(nèi)漏氫兩種。外漏氫是指發(fā)電機內(nèi)的氫氣通過泄漏點漏到機殼外的大氣中；內(nèi)漏氫是指氫氣漏到發(fā)電機的油水系統(tǒng)中和發(fā)電機出口封閉母線外殼內(nèi)。即發(fā)電機內(nèi)的氫氣通過密封瓦座結(jié)合面進(jìn)入密封油中和氫氣漏入定子繞組空心導(dǎo)線內(nèi)冷水中[1]。針對發(fā)電機內(nèi)漏氫和外漏氫兩種情況，結(jié)合發(fā)電機內(nèi)部結(jié)構(gòu)，現(xiàn)指出發(fā)電機運行中容易漏氫的部位，分析其原因并提出解決辦法。

1 發(fā)電機氫氣外漏的氫氣排到大氣的部位

（1）發(fā)電機本體端蓋結(jié)合面漏氫。這些部位漏氫主要是由于發(fā)電機本體結(jié)合面密封不嚴(yán)造成的，在發(fā)電機變負(fù)荷運行過程中，發(fā)電機的溫度也在不多的變化著，在發(fā)電機膨脹和冷縮的過程中造成發(fā)電機本體結(jié)合面的密封性不良，從而泄露氫氣。在廠運行的發(fā)動機中都存在發(fā)電機端蓋結(jié)合面漏氫的情況，尤其是#1和#4發(fā)電機的汽端和勵端結(jié)合面存在不同程度漏氫，平時都是通過注膠密封，但這種處理不能從根本上解決漏氫隨著發(fā)電機膨脹和冷縮造成反復(fù)漏氫。

（2）氫氣冷卻器的端蓋發(fā)生氫氣泄漏。發(fā)電機本體汽勵兩端的4個氫氣冷卻器的端蓋與發(fā)電機的法蘭結(jié)合面處也是容易發(fā)生氫氣泄漏的地方。此部位漏氫主要是發(fā)電機本體的機械振動使端蓋結(jié)合面的橡膠墊密封不嚴(yán)造成的，如＃1發(fā)電機漏氫量大，嚴(yán)重超過補氫量不大于12Nm3/d的標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過多次查找漏點才發(fā)現(xiàn)＃1氫氣冷卻器的端蓋法蘭處發(fā)生泄漏。這就是由于機組機械震動使氫氣冷卻器下部螺栓松動造成大面積漏氫的。

（3）氫氣管路的閥門和管路氫氣泄漏。氫氣管路系統(tǒng)的閥門和管路由于長期摩擦或管路質(zhì)量問題而造成閥門結(jié)合面間隙變大或管路磨損發(fā)生漏氫事件。這種情況下應(yīng)對氫氣系統(tǒng)的閥門法蘭處用黃油進(jìn)行密封處理。

（4）發(fā)電機事故排氫閥漏氫。發(fā)電機事故排氫閥門密封不嚴(yán)密或是在機組正常運行過程中人員誤操作發(fā)生氫氣泄漏。

（5）發(fā)電機氫氣系統(tǒng)的安全閥誤動或閥門接觸不嚴(yán)密發(fā)生漏氫。發(fā)電機氫氣系統(tǒng)的安全閥誤動或閥門接觸不嚴(yán)密發(fā)生漏氫；由于氫氣系統(tǒng)的安全閥啟座壓力校驗不正確或安全閥的彈簧損壞所造成的氫氣泄漏。如＃1發(fā)電機氫氣安全閥就曾誤動一次造成發(fā)電機系統(tǒng)氫壓快速下降，被及時發(fā)現(xiàn)隔離安全閥后使氫壓穩(wěn)定差點造成發(fā)電機急停事故。

（6）發(fā)電機測溫元件接線柱板漏氫。發(fā)電機測溫元件接線柱板等處也是可能漏氫的部位。由于機組長期運行中發(fā)電機存在振動和在負(fù)荷變化中產(chǎn)生溫差等因素，從而導(dǎo)致發(fā)電機的測溫元件接線柱發(fā)生松動，在接線柱和發(fā)電機本體之間產(chǎn)生間隙，發(fā)生氫氣泄漏。

2 漏到發(fā)電機油水系統(tǒng)中和封母外殼內(nèi)

（1）氫氣漏入定子冷卻水系統(tǒng)。此處的漏氫可以從定冷水箱的放空氣口測得。它主要是由定子線圈漏入內(nèi)冷水系統(tǒng)中。#2發(fā)電機在大修過程中檢查發(fā)現(xiàn)發(fā)電機的水電接頭處有裂紋存在，使發(fā)電機內(nèi)的氫氣通過裂紋漏入定子冷卻水中。

（2）發(fā)電機的密封油系統(tǒng)。氫氣通過密封瓦漏到密封油系統(tǒng)，部分密封油系統(tǒng)里的氫氣密封油排煙風(fēng)機排如大氣；發(fā)電機的密封瓦損壞漏氫。這種漏氫主要是因為密封瓦間隙調(diào)整不當(dāng)、油氫差壓閥裝配質(zhì)量不良、油質(zhì)不合格等原因造成的。＃1機組大修時發(fā)電機密封瓦安裝工藝不佳導(dǎo)致密封瓦徑向和軸向間隙過大造成氫氣泄漏，還有＃2機組因密封油優(yōu)質(zhì)不合格造成密 封瓦表面磨損從而使軸向、徑向間隙發(fā)生變化造成漏氫，這些事實都證明了嚴(yán)格控制以上因素的重要性。

（3）發(fā)電機內(nèi)的氫氣漏到封閉母線中。發(fā)電機內(nèi)的氫氣還可以通過發(fā)電機定子出口套管漏到發(fā)電機的封閉母線中。在日常的工作中，運行的氫冷發(fā)電機組漏氫部位的確定不是件易事，以上幾點只是實際運行中容易發(fā)生的或發(fā)生過漏氫的重點監(jiān)視部位，但是現(xiàn)場情況往往比較復(fù)雜。通常情況下可采用分部查找的方法，即在可能漏氫得地方涂上肥皂水，涂肥皂水檢查漏氫是一種簡單易行并且效果很好的方法。另一種方法就是用漏氫監(jiān)測儀表來檢查，根據(jù)表針指示氫氣濃度數(shù)值來判斷漏氫的部位。

根據(jù)以上分析，針對廠情況現(xiàn)提出以下幾點防止漏氫的措施:①機組大修或小修時，只要動密封瓦，檢修完畢后必須嚴(yán)格控制密封瓦軸向、徑向間隙，實行三級驗收制度。②根據(jù)現(xiàn)場油質(zhì)化驗情況定期對密封油進(jìn)行化驗，防止造成密封瓦損壞以致造成發(fā)電機漏氫。③每天對容易日常維護過程中容易出現(xiàn)漏氫的部位使用測氫儀進(jìn)行測量（如發(fā)電機絕緣監(jiān)測儀、氫氣冷卻器排污門、氫氣控制排，以及汽機房頂部密封油系統(tǒng)、氫氣系統(tǒng)排氣管的氫氣濃度是否符合規(guī)定）。④根據(jù)實際情況對發(fā)電機氫氣冷卻器底部于機殼連接法蘭螺栓進(jìn)行緊固（注意必須使用銅扳手）。⑤定期對發(fā)電機端蓋、端罩各密封結(jié)合面螺栓復(fù)緊。⑥運行人員注意每天發(fā)電機補氫體積是否符合規(guī)定。⑦運行人員密切監(jiān)視密封油系統(tǒng)、定子冷卻水系統(tǒng)運行參數(shù)以便確定是否出現(xiàn)內(nèi)漏氫的現(xiàn)象。

3 結(jié)語

氫冷發(fā)電機機漏氫的控制是一個長期的工作，必須引起我們每一個運行人員的高度重視，及時采取有效措施防止氫氣泄漏，從而保證機組安全經(jīng)濟運行。