300MW發(fā)電機(jī)氫冷器泄漏分析及防范措施

摘要：以QFSN-300-2型發(fā)電機(jī)為例，介紹了氫冷器漏氫的現(xiàn)象、原因并重點(diǎn)分析了防范措施，對(duì)同類型設(shè)備檢修具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：氫冷器;泄漏分析;防范措施

1? ? 氫冷器的作用

發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣依靠裝在轉(zhuǎn)軸兩端的單級(jí)螺旋槳式風(fēng)扇在發(fā)電機(jī)內(nèi)進(jìn)行密封循環(huán)，在帶走發(fā)電機(jī)損耗后，由裝在發(fā)電機(jī)兩端的氫冷卻器將熱氫氣冷卻，然后重復(fù)進(jìn)入循環(huán)。風(fēng)扇為抽風(fēng)式，將熱風(fēng)先送到冷卻器，這樣風(fēng)扇損耗所引起的氣體溫升不會(huì)增加由氫氣冷卻的電氣部分的總溫升。在冷卻器中，氫氣把熱量傳遞給冷卻器翅片管中的冷卻水。

2? ? 氫冷器漏氫的現(xiàn)象

氫冷器漏氫按部位不同有兩種表現(xiàn)形式：

（1）外漏氫：氫氣泄漏到發(fā)電機(jī)周圍空氣中，一般距離漏點(diǎn)0.25 m以外，已基本擴(kuò)散，所以外漏氫引起氫氣爆炸的危險(xiǎn)性較小。

（2）內(nèi)漏氫：氫氣通過(guò)冷卻器泄漏進(jìn)入氫冷器冷卻水中。內(nèi)漏氫引起氫氣爆炸的危險(xiǎn)性更大，因?yàn)榭諝夂蜌錃馐窃诿荛]空間內(nèi)混合，若氫含量達(dá)4%～76%，遇火即會(huì)發(fā)生氫爆[1]。

外漏氫時(shí)可以通過(guò)氫氣檢漏儀、肥皂水等方式檢漏，常見外漏氫部位有氫冷器蓋板、隔板、水室密封面及螺絲處等。內(nèi)漏氫時(shí)可以在冷卻水排空門中測(cè)得氫氣;另外還表現(xiàn)為運(yùn)行中漏氫的氫冷器效率降低，冷氫溫度較其他冷卻器處明顯偏高，該冷卻器出水溫度增高。無(wú)論是內(nèi)漏氫還是外漏氫，都會(huì)使發(fā)電機(jī)總的泄漏量增加，補(bǔ)氫頻次增加。

3? ? 氫冷器漏氫的原因分析

發(fā)電機(jī)氫冷器常見的漏氫原因歸納起來(lái)大致分以下幾種：

（1）結(jié)合面受損或密封件老化失效;

（2）蓋板螺栓緊固不均勻或墊片未加好;

（3）氫冷器本體滲漏。

4? ? 如何控制防止氫冷器漏氫

4.1? ? 做好日常檢查

日常運(yùn)行中做好發(fā)電機(jī)氫冷器運(yùn)行狀況的跟蹤工作，以便及早發(fā)現(xiàn)氫冷器運(yùn)行隱患。定期計(jì)算發(fā)電機(jī)漏氫量，了解機(jī)組補(bǔ)氫情況。日常設(shè)備巡檢中需關(guān)注氫冷器冷卻水溫度、壓力，熱氫溫度、冷氫溫度，做好參數(shù)記錄并跟蹤其變化趨勢(shì)，進(jìn)行橫向、縱向比較，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)排查，避免氫冷器內(nèi)漏氫導(dǎo)致氫爆事故發(fā)生。特別需要注意各氫冷器氫冷溫度的比較，如有異常升高則一般存在氫冷器內(nèi)漏情況。此外，還應(yīng)定期對(duì)氫冷器冷卻水進(jìn)行排空檢查，一方面排除水中空氣避免冷卻水循環(huán)不暢，導(dǎo)致冷卻器溫度升高;另一方面，在排空時(shí)還可試用氫氣檢漏儀檢測(cè)冷卻器排出的空氣中是否含有氫氣。如發(fā)現(xiàn)機(jī)組漏氫量增大，應(yīng)及時(shí)排查漏點(diǎn)，及早發(fā)現(xiàn)隱患，避免事故擴(kuò)大化。

4.2? ? 做好定期檢修

發(fā)電機(jī)氫冷器長(zhǎng)期運(yùn)行可能會(huì)因冷卻水腐蝕銅管、密封墊/密封膠老化導(dǎo)致漏氫事件發(fā)生。從大量實(shí)踐中得到的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)表明：高質(zhì)量的預(yù)防性維護(hù)對(duì)于保證大型發(fā)電機(jī)組長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行意義重大。其目的就是防微杜漸，盡可能把潛伏的事故隱患挖掘出來(lái)，把一切可能發(fā)展的事故苗頭消滅在萌芽狀態(tài)，避免因機(jī)組非停而造成巨大損失。一般氫冷器隨發(fā)電機(jī)每5年進(jìn)行一次解體大修。氫冷器解體檢修主要是對(duì)本體油污進(jìn)行清理，對(duì)冷卻水管進(jìn)行清理沖洗，對(duì)密封面進(jìn)行處理，對(duì)密封墊、密封膠進(jìn)行更換，最好進(jìn)行打壓查漏試驗(yàn)。

4.2.1? ? 氫冷器解體

首先拆除氫冷器冷卻水管接頭及排氣管、排水管，然后依次拆除上部氣室蓋板、隔板，隨后拆除氫冷器下水室蓋板及下水室。檢查氫冷器下部與機(jī)座固定螺栓都已拆除后，用上部千斤螺栓均勻頂起氫冷器，使氫冷器與機(jī)座脫離后，用手拉葫蘆配合行車吊出氫氣冷卻器，吊至指定檢修地點(diǎn)。氫冷器下部安裝好翻身用的板后，將氫冷器水平放置在枕木上進(jìn)行解體，檢查冷卻管內(nèi)結(jié)垢及腐蝕情況，并進(jìn)行清理。

4.2.2? ? 氫冷器檢查

氫冷器本體冷卻管翹片應(yīng)無(wú)變形、損壞、彎折現(xiàn)象，水管無(wú)堵塞現(xiàn)象。檢查氫冷器的4根排氣銅管應(yīng)無(wú)破損、折癟現(xiàn)象，必要時(shí)進(jìn)行更換。用干布或海綿將氫冷器本體的油污及雜質(zhì)清理干凈。用壓縮空氣對(duì)氫冷器冷卻管進(jìn)行吹掃，再用長(zhǎng)柄銅毛刷進(jìn)行內(nèi)部清洗，直到無(wú)銹跡、沖洗出清水為止。

4.2.3? ? 水壓試驗(yàn)

冷卻器清理完將上下水室密封墊回裝后，把氫冷器上、下水室蓋回裝。將制作好的專用工具與水室的進(jìn)水管連接，出水管加堵板，排氣孔應(yīng)朝上，以便打壓時(shí)排氣。在打壓水管上接入1.0 MPa壓力表，用打壓泵對(duì)其進(jìn)行打壓，待壓力升至0.5 MPa時(shí)進(jìn)行記錄，時(shí)間不小于30 min，無(wú)泄漏為合格。

4.2.4? ? 氫冷器回裝

回裝時(shí)用壓縮空氣將氫冷器吹掃干凈，將氫冷器與發(fā)電機(jī)結(jié)合面清理干凈。將冷卻器頂部密封墊放在發(fā)電機(jī)上機(jī)座上，對(duì)準(zhǔn)發(fā)電機(jī)冷卻器原機(jī)座緩慢下降行車，將冷卻器放入發(fā)電機(jī)的機(jī)座內(nèi)。待冷卻器到位后，撤去冷卻器外罩內(nèi)的起重用具并清掃檢查完畢，上好冷卻器與上機(jī)座的固定螺栓，均勻把緊，確認(rèn)緊固后進(jìn)行標(biāo)記。切記在裝配時(shí)不要損壞密封膠墊及壓偏密封墊，否則很容易漏氫。將冷卻器下部密封的膠筋壓條用皮帶膠粘合無(wú)縫后，將膠筋壓條完整地壓入冷卻器和發(fā)電機(jī)機(jī)座的縫隙中，將鋼壓筋壓入密封條，用壓板將鋼壓筋壓住，用緊固螺絲壓緊。安裝好排氣排污管路，再做一次水壓試驗(yàn)，標(biāo)準(zhǔn)同前，并處理發(fā)現(xiàn)的缺陷。

水壓試驗(yàn)合格后，恢復(fù)氫氣冷卻器進(jìn)出水管路的法蘭連接，更換全部密封墊，并均勻地把緊連接螺栓，確認(rèn)緊固后進(jìn)行標(biāo)記。做氫氣冷卻器通水實(shí)驗(yàn)，檢查管路各處應(yīng)無(wú)滲漏，對(duì)密封不嚴(yán)的排氣、排污門進(jìn)行更換處理。連接匯水管進(jìn)出水管路與外部?jī)?nèi)冷水管路，接口法蘭處墊好四氟墊（四氟墊內(nèi)孔要比法蘭內(nèi)徑大一些），均勻地把緊連接螺栓。

有條件的可在發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水入口門外加裝通入地溝的旁路門。關(guān)閉入口門，打開旁路門，對(duì)機(jī)外內(nèi)冷水系統(tǒng)先進(jìn)行沖洗。待水質(zhì)潔凈后，關(guān)閉旁路門，打開入口門，再進(jìn)行內(nèi)冷水系統(tǒng)0.3 MPa的水循環(huán)，檢查整個(gè)水路各處法蘭結(jié)合面應(yīng)無(wú)滲漏。

在解體檢修中應(yīng)當(dāng)特別注意：

（1）應(yīng)使用高精度壓力表進(jìn)行水壓試驗(yàn)，以便更加顯著地展示出壓力下降情況。

（2）水壓試驗(yàn)時(shí)應(yīng)多次排氣，避免氣體壓力隨溫度變化影響水壓試驗(yàn)結(jié)論。

（3）如果水壓試驗(yàn)不成功未發(fā)現(xiàn)泄漏點(diǎn)，可以充入少量氟利昂進(jìn)行氣壓試驗(yàn)，并配合鹵素檢漏儀進(jìn)行查漏工作。

（4）各密封面螺絲應(yīng)使用力矩扳手均勻緊固至廠家要求的力矩值。

5? ? 結(jié)語(yǔ)

本文以QFSN-300-2型發(fā)電機(jī)為例，從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)出發(fā)總結(jié)了氫冷器漏氫的現(xiàn)象、原因并重點(diǎn)分析了防范措施，對(duì)同類型設(shè)備檢修具有一定的借鑒意義。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 廉曉艷，王小軍，毋軍.淺析發(fā)電機(jī)運(yùn)行中的漏氫[J].河南電力，2007（4）：43-45.

收稿日期：2020-03-18

作者簡(jiǎn)介：楊泰（1987—），男，陜西忻州人，工程師，主要從事發(fā)電廠電氣設(shè)備管理工作。