摘要:氫冷汽輪發(fā)電機(jī)漏氫量的大小直接影響機(jī)組的安全運(yùn)行，這個(gè)指標(biāo)是汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的主要技術(shù)指標(biāo)之一，所以對(duì)發(fā)電機(jī)漏氫量的控制很重要。影響發(fā)電機(jī)漏氫的因素很多，牽涉到制造、安裝、調(diào)試、運(yùn)行、檢修等各方面，現(xiàn)主要介紹河南華潤電力首陽山有限公司三相同步汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行以來在治理漏氫方面的經(jīng)驗(yàn)措施及實(shí)際效果。

關(guān)鍵詞:汽輪發(fā)電機(jī) 漏氫 治理

1 設(shè)備概況

華潤電力首陽山有限公司汽輪發(fā)電機(jī)采用的是東方電機(jī)股份有限公司生產(chǎn)的QFSN-600-2-22C三相同步發(fā)電機(jī)，額定功率600MW，額定容量667MVA，額定電壓22KV，額定功率因數(shù)0.9，最大連續(xù)輸出功率679.5MW，最大容量755MVA。

發(fā)電機(jī)采用水-氫-氫冷卻方式，轉(zhuǎn)子與鐵芯的冷卻通道為多進(jìn)多出結(jié)構(gòu)，采用徑向和軸向氣隙隔板，從而使氣體分為不同的冷熱區(qū)域，可以有效的遏止冷熱風(fēng)的混合，沿轉(zhuǎn)子軸向溫度分布比較均勻。

發(fā)電機(jī)氫冷系統(tǒng)采用閉式氫氣循環(huán)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)泄漏量為10m3/天。氫氣冷卻器共設(shè)四組，采用繞片式結(jié)構(gòu)，兩側(cè)氫氣冷卻器冷卻水流量分別由兩個(gè)閥門分路控制，氫氣冷卻器進(jìn)出水管路對(duì)稱布置，通過水量的調(diào)節(jié)可控制合適的冷氫氣溫度在40～46℃。

在發(fā)電機(jī)的兩個(gè)軸端分別配置了密封瓦，并向轉(zhuǎn)軸與端蓋交接處的密封瓦循環(huán)供應(yīng)高于氫壓的密封油(如圖所示)。本機(jī)組的密封油路只有一路分別進(jìn)入汽輪機(jī)側(cè)和勵(lì)磁機(jī)側(cè)的密封瓦，經(jīng)中間油孔沿軸向間隙流向空氣側(cè)和氫氣側(cè)，形成了油膜起到了密封潤滑作用。然后分兩路(氫側(cè)、空氣側(cè))回油。

發(fā)電機(jī)密封瓦所需用的油直接取自汽輪機(jī)主機(jī)潤滑油，工作介質(zhì)采用ISO VG32透平油相當(dāng)于國標(biāo)GB11120-89號(hào)透平油，按其用途稱之為發(fā)電機(jī)密封油。

發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)原理簡圖如上圖:

我公司密封油系統(tǒng)主要由設(shè)置在發(fā)電機(jī)下方零米的集裝式密封油控制裝置和設(shè)置在發(fā)電機(jī)下部夾層的氫側(cè)回油擴(kuò)大槽、浮子油箱、空氣析出箱、排煙裝置及其相關(guān)的供回油管路組成。

氫側(cè)回油擴(kuò)大槽主要用來儲(chǔ)存氫氣側(cè)回油。排油在此槽內(nèi)擴(kuò)容，以使含有氫氣的回油能將氫氣分離出來。浮子油箱的作用是使油中的氫氣進(jìn)一步分離。浮子油箱內(nèi)部裝有自動(dòng)控制油位的浮球閥，以保證該油箱中的油位保持在一定的范圍之內(nèi)。浮子油箱外部裝有手動(dòng)旁路閥和液位視察窗，以使必要時(shí)人工操作控制油位。

發(fā)電機(jī)空側(cè)密封油和兩端蓋軸承潤滑油混合后排至空氣析出箱內(nèi)，油中氣體在此分離后經(jīng)過防爆風(fēng)機(jī)排往廠外大氣，油回至汽機(jī)主油箱。真空油箱、真空泵和再循環(huán)泵是密封油系統(tǒng)中的油凈化設(shè)備，真空泵不間斷地工作，保持真空油箱中的真空度，同時(shí)，將空氣和水分抽出并排放掉。

密封油系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下，潤滑油不斷地補(bǔ)充到真空油箱之中，潤滑油中含有的空氣和水分在真空油箱中被分離出來，通過真空泵和真空管路被排至廠房外，從而使進(jìn)入密封瓦的油得以凈化，差壓調(diào)節(jié)閥用于自動(dòng)調(diào)整密封瓦進(jìn)油壓力，該壓力自動(dòng)跟蹤器發(fā)電機(jī)內(nèi)氣體壓力且使油-氣壓差穩(wěn)定在所需的范圍之內(nèi)。

2 運(yùn)行中出現(xiàn)的問題

漏氫量大，最大時(shí)達(dá)30m3/天，出現(xiàn)真空油箱油位低，直流密封油泵聯(lián)啟。

3 B級(jí)檢修(共55天)進(jìn)行的有關(guān)工作

2008年9月15日至10月10進(jìn)行B級(jí)檢修，針對(duì)#1發(fā)電機(jī)漏氫量超標(biāo)的問題，重點(diǎn)進(jìn)行了以下幾個(gè)檢修項(xiàng)目:

3.1 發(fā)電機(jī)的4個(gè)氫冷卻器的解體檢修，并進(jìn)行清掃，更換水密封墊，然后回裝進(jìn)行打壓試驗(yàn)，壓力定為0.8MPa，時(shí)間為4小時(shí)。

3.2 測量發(fā)電機(jī)汽、勵(lì)端密封瓦間隙，發(fā)現(xiàn)勵(lì)端空側(cè)密封瓦間隙超標(biāo)，檢修中進(jìn)行了更換，汽端由于轉(zhuǎn)子有輕微磨損，造成密封瓦局部間隙有超標(biāo)現(xiàn)象，但是最小間隙仍然在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

3.3發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子抽出及回裝。

3.4對(duì)氫氣系統(tǒng)檢查處理了原有漏點(diǎn)，發(fā)電機(jī)汽端氫側(cè)回油管裂紋管更換。

3.5進(jìn)行主機(jī)潤滑油濾油。

3.6進(jìn)行發(fā)電機(jī)風(fēng)壓試驗(yàn)24小時(shí)。

整體氣密試驗(yàn)盡可能模擬運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行:密封油系統(tǒng)調(diào)試完畢，能正常向密封瓦供油，且油質(zhì)達(dá)標(biāo)，發(fā)電機(jī)定子冷卻水系統(tǒng)投入，控制冷卻水溫基本穩(wěn)定，以使試驗(yàn)時(shí)發(fā)電機(jī)內(nèi)的氣溫基本穩(wěn)定，同時(shí)防止發(fā)電機(jī)內(nèi)部發(fā)生結(jié)露;氫氣冷卻器水側(cè)投入，試驗(yàn)用氣為經(jīng)過凈化干燥處理的儀器用空氣。發(fā)電機(jī)整體氣密試驗(yàn)計(jì)算公式如下:

式中，△V為在規(guī)定狀態(tài)下的每晝夜平均漏氣量，m3/天;V為發(fā)電機(jī)充氣量，取114m3;P0為規(guī)定狀態(tài)下大氣壓力，T0為規(guī)定狀態(tài)下大氣溫度，P1、P2分別為試驗(yàn)開始時(shí)和結(jié)束時(shí)發(fā)電機(jī)內(nèi)的氣體壓力(表壓)，MPa;B1、B2分別為試驗(yàn)開始時(shí)和結(jié)束時(shí)發(fā)電機(jī)周圍環(huán)境的大氣壓力，MPa;t1、t2分別為試驗(yàn)開始時(shí)和結(jié)束時(shí)發(fā)電機(jī)內(nèi)的氣體平均溫度，℃;△t為正式試驗(yàn)進(jìn)行連續(xù)記錄的時(shí)間，h。為了保證結(jié)果的精確性，應(yīng)使用精密的儀表測量溫度和壓力，且讀數(shù)務(wù)必準(zhǔn)確。發(fā)電機(jī)內(nèi)的氣體平均溫度取氫氣冷卻器進(jìn)口熱風(fēng)溫度與氫氣冷卻器出口冷風(fēng)溫度讀數(shù)的平均值。

4 采取的措施及處理

4.1 經(jīng)現(xiàn)場用氫氣檢漏儀檢查發(fā)現(xiàn)， #3氫氣冷卻器下方密封墊有泄漏，進(jìn)行螺栓緊固，在升降負(fù)荷時(shí)注意調(diào)整氫氣冷卻水流量，控制氫溫在40～46℃，再進(jìn)行檢測不漏，但還沒有達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

4.2 進(jìn)行每天在排氫口測氫氣純度的定期工作，發(fā)現(xiàn)純度達(dá)70%，漏氫量大，進(jìn)行密封油系統(tǒng)油氫差壓調(diào)節(jié)，由56KPa調(diào)高至70KPa，設(shè)計(jì)油氫差壓為56KPa。

4.3 經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)密封油真空油箱內(nèi)有泡沫，化驗(yàn)主機(jī)潤滑油油質(zhì)合格，由于泡沫使真空油箱油位降低嚴(yán)重時(shí)密封油泵不打油，直流密封油泵聯(lián)啟，密封油壓力產(chǎn)生波動(dòng)，將真空油箱真空由-98KPa降至-91KPa，保證了密封油壓力平穩(wěn)不波動(dòng)。

4.4 將密封油系統(tǒng)油氫差壓加裝變送器接入DCS系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，防止油氫差壓波動(dòng)大。

經(jīng)過處理后#1發(fā)電機(jī)漏氫量明顯降低。根據(jù)實(shí)測的有關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)，按上述發(fā)電機(jī)整體氣密試驗(yàn)計(jì)算公式計(jì)算，每晝夜平均漏氫量為8.6m3/天，合格。

5 結(jié)束語

發(fā)電機(jī)漏氫的途徑很多，歸納起來有兩種，一是漏到大氣中;二是漏到發(fā)電機(jī)油水系統(tǒng)中和封閉母線的外殼內(nèi)。前者可通過各種檢漏方法找到漏點(diǎn)而加以消除，如發(fā)電機(jī)端蓋、出線罩、發(fā)電機(jī)機(jī)座、氫氣管路系統(tǒng)、測溫元件接線柱板等處的漏氫;后者屬于“暗漏”，漏點(diǎn)具體位置不明，檢查、處理較為復(fù)雜，如氫氣通過密封瓦漏入密封油系統(tǒng)、通過定子線圈漏入定子冷卻水系統(tǒng)等。檢修過程中應(yīng)對(duì)定子繞組水路和轉(zhuǎn)子的嚴(yán)密性要進(jìn)行嚴(yán)格控制，密封油系統(tǒng)的差壓閥必須保證動(dòng)作準(zhǔn)確、靈活、可靠;運(yùn)行中要注意監(jiān)視密封油溫，且確保密封油壓與發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣壓力的壓差維持在規(guī)定范圍內(nèi);保證密封油的清潔度，避免密封瓦磨損而導(dǎo)致間隙增大，從而使漏氫量增大;發(fā)電機(jī)長時(shí)間運(yùn)行后，可能會(huì)出現(xiàn)線棒與水接頭釬焊處滲漏或空心線損壞，以及氫氣冷卻器水側(cè)泄漏等現(xiàn)象，這也將導(dǎo)致漏氫量增大，甚至發(fā)生事故，所以必須注意發(fā)電機(jī)的漏氫，以便及時(shí)處理。

參考文獻(xiàn):

[1]華潤電力首陽山有限公司密封油系統(tǒng)說明書.

[2]GB/T 7064-1996透平型同步電機(jī)技術(shù)條件[S]北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1997.

[3]電力建設(shè)施工及驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范汽輪機(jī)組篇，北京:水利水電出版社，1993.