发电机漏氢原因分析及治理

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摘要：河南某发电公司#6发电机漏氢量超标，分析漏氢的原因，查找漏氢的部位：外漏的部位主要为发电机底部人孔门法兰垫片、内漏的主要部位励端密封瓦垫片，进行针对性的处理，为同类型机组解决提供了借鉴解决方案。

关键词：漏氢量 内漏 外漏 密封瓦

Abstract: henan a power generation company # 6 generators hydrogen leak a quantity to exceed bid, analyzes the cause of the hydrogen leakage, find the parts of the hydrogen leak: leak of the main parts for generator manhole door bottom flange gaskets, leakage of the main parts, the shunt sealing gasket, specific treatment, for the same type unit provides a reference for solving solution.

Keywords: leakage of hydrogen leakage leak sealing watts

中图分类号：O613文献标识码：A 文章编号：

一、#6发电机概述：

＃6发电机是东方电机股份有限公司2008年7月生产的QFSN-300-2-20B机组，于2009年6月安装竣工投产运行。发电机由汽轮机直接拖动。

发电机规格型号及主要参数：

型号：QFSN－300－2－20B

额定功率：300MW 视在功率：353WVA

额定定子电压：20kV额定频率：50Hz

额定定子电流：10.189kA接线法：2－Y

额定功率因素：0.85绝缘等级：F

额定转速：3000r/min 额定工作氢压：0.25MPa

最高工作氢压：0.3MPa定子绕组进水压力：0.2MPa

定子绕组额定水量：45m2/h 额定励磁电流：2047A

冷却方式：水-氢-氢励磁方式：自并励静止可控硅方式

2010年10月，＃6发电机组大修结束，开机后一切正常，定期补氢，补氢间隔时间为120小时，符合规程规定。12月9日后，运行检查发现＃6发电机氢压由0.25MPa降低到0.22MPa，且补氢时间间隔明显缩短，由正常的120小时补氢一次逐步发展到8小时补氢一次，发电机补氢频繁，随后又发展到每隔4-5个小时补氢一次，机组存在严重安全隐患。

二、发电机氢气系统排查及治理：

1、发电机漏氢的途径有两种：一是外漏，即发电机内氢气漏到大气中，二是内漏，即发电机内氢气漏到发电机油水系统中和封闭母线外壳内。外漏可以通过各种查漏方法找到漏点加以消除；后者由于漏点具置不明，需要不断排查，处理相对复杂，比如氢气通过密封瓦漏入密封油系统、通过定子线圈漏入内冷水系统等。

2、#6发电机漏氢点的查找过程和处理步骤：

由于实际情况泄漏量逐渐增大，从12月14日开始，确定采用内外部同时排查，以更好的对氢气泄漏进行处理。

2.1 外部泄露点排查和处理

首先用测氢仪以及肥皂水等对发电机外部所有密封点全面测氢发现漏点并消除。

①#6机氢气控制站安全阀有一堵头轻微泄漏，后进行处理后消除

②#6机发电机汽励两端氢气探测器底部排污门均有轻微内漏，后加堵处理。

③#6发电机氢气干燥器入口油水分离器下部排污门氢气含量为85%，对排污门加堵，临时漏点消除。

④搭设脚手架对用便携式测氢仪和肥皂水测量发电机底部漏氢点并消除。主要为#6机发电机底部一人孔法兰有轻微泄漏，后紧固处理。用便携式测氢仪和肥皂水检查漏氢点已消除。

⑤组织几批人次分别复测发电机、端盖、油水观察窗、氢气纯度仪、氢气干燥器、循环风系统、氢气系统阀门、仪表等处氢气含量均为0，彻底消除了发电机外部漏点。

2.2 #6发电机内部漏氢点的查找过程和处理步骤：

根据在线氢气监测，发现定冷水箱和励端轴承室均不同程度出现报警，正常数据超量变紫点，这也是传统上氢气内部泄漏的主要地点。

①12月27-31日，为排查漏点，依次退出1-4#氢气冷却器，并将定冷水箱水位补至最高。打开冷却器放空气门后进行排查，没有异常情况。随后就地测量定冷水箱顶部排气口氢气含量，最大至16%，且间歇显示负值，排气口开启后，在线监测装置切为定冷水箱单点，漏氢率维持在1.2-1.5%，初步将定冷水系统漏气排除。

②#6发电机氢气异常泄漏后，从12月20日到29日期间，在线监测装置测量励端回油氢气含量在3.6%-7%之间波动，29日凌晨最大出现过16.5%漏氢量。在此期间，氢气补氢维持在9个小时一次。后对油氢差压提高，维持在0.066MPa，没有效果，初步判断为密封瓦本身应该不存在弹不起或者间隙过大等原因，可能为内部过渡环或者密封瓦垫片泄漏。

2.3维持运行临时措施

由于暂时没有停机计划，监测运行。采取以下措施：

降低发电机氢压，正常维持在0.18Mpa至0.21Mpa运行，为保证发电机各参数在规定范围，运行要依据发电机容量曲线图，降低无功（90MVA）运行，控制功率因数不超0.95。采取措施后，补氢时间延长至12小时。

备件准备到位，以防泄漏量增大无法维持运行紧急抢修，并制定方案和人员准备。

三、漏氢彻底治理

2011年5月，利用#6机组临时停运机会，对#6机励端密封瓦打开进行检查，5月8日早上8点至下午14点20解体完毕。励端轴承解体后就发现过渡环垫子在上下结合面处有泄漏，解体过渡环后，发现过渡环垫子在上下结合面处有一鼓包，氢气泄漏主要在此。如下图：

原因分析：

1、垫子上鼓包位置检查，发现励端大端盖密封槽内密封胶条有少许挤出，顶到了过渡环密封垫，造成此处鼓包而泄漏。

2、另外根据现场垫子检查情况看，密封垫本身8mm厚度，也存在偏薄情况，造成螺栓紧固时压紧绝缘套筒后，垫子还无法达到应有的压紧力，被挤出的胶条顶起。

根据励端密封瓦解体情况，此次#6发电机漏氢主要为密封瓦过渡环垫片泄漏引起，经过更换新的10mm垫片，以及对大端盖密封胶圈挤出部分进行清除，回装后打压试验正常，达到优良标准。

目前机组运行正常，补氢周期120小时。

四、防范措施

1、建立每月全面排查漏氢点的定期工作制度。

2、建立每月26-27日1：00-9：00班进行漏氢量计算的定期工作制度，漏氢量偏大及时分析查找原因。

3、对密封瓦检修工艺严格控制，同时备件方面也严格把关。

4、严格执行发电机大修后气密性实验、氢气冷却器气密（或水压）试验和回装后的整体气密试验等四个气密试验，不合格严禁机组启动。

五、结束语

1、对于300MW的水-氢-氢冷却系统的发电机组，氢气系统的安全运行对机组的安全、可靠、稳定运行非常重要，任何一点的泄漏，将可能造成不堪设想的后果。因此，无论是在设备制造，安装或是在检查修理工作中，每一道工序都必须按照相关标准对设备进行认真检查和质量验收。

2、任何一个工作者都必须加强责任心，避免因一个小的疏忽，给设备埋下安全隐患，导致十分严重的后果。

参考文献：

1、东方电机厂QFSN-300-2-20B发电机安装说明书。

2、大型火电设备手册.汽轮发电机.中国电力出版社，2009

3、叶全胜.300MW发电机氢气系统运行异常的查找及判断[J]《电力安全技术》2007，（1）

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。