【摘要】根據(jù)華電寧夏靈武電廠#4發(fā)電機(jī)及氫氣、密封油系統(tǒng)，結(jié)合漏氫的部位及現(xiàn)象，分析該機(jī)組漏氫的原因及簡(jiǎn)述處理過(guò)程。

【關(guān)鍵詞】發(fā)電機(jī)；漏氫；分析；處理

0.引言

氫氣是一種易燃易爆的危險(xiǎn)性氣體，在空氣中的爆炸極限是4%～75.6%（體積濃度），如果氫氣泄漏并不能及時(shí)排放時(shí)，會(huì)在廠房?jī)?nèi)聚積與空氣混合，有可能發(fā)生氫爆的危險(xiǎn)。而且漏氫量的大小直接影響發(fā)電機(jī)的冷卻和機(jī)組的安全運(yùn)行，因此在水-氫-氫冷卻的機(jī)組中，控制氫氣泄露成為汽輪發(fā)電機(jī)組安裝工作的一項(xiàng)重點(diǎn)。

1.#4發(fā)電機(jī)及氫氣、密封油系統(tǒng)概述

華電寧夏靈武電廠二期#4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-1000-2-27型三相同步交流水-氫-氫冷發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)采用端蓋式軸承，單流環(huán)式密封瓦，端蓋與機(jī)座的配合面及水平合縫面上開有密封槽，以便槽內(nèi)充密封膠，密封機(jī)內(nèi)氫氣。發(fā)電機(jī)充氫容積：143m3、額定氫壓：0.52MPa、氫氣耗量：12Nm3/day。密封油由汽輪機(jī)主機(jī)潤(rùn)滑油直接供給，一路分別進(jìn)入汽端和勵(lì)端的密封瓦，經(jīng)中間油孔沿軸向間隙流向空氣側(cè)和氫氣側(cè)形成油膜，起到密封和潤(rùn)滑的作用，氫側(cè)、空側(cè)）回至潤(rùn)滑油系統(tǒng)。密封瓦油壓大于機(jī)內(nèi)氫壓：0.055±0.02（MPa）

2.#4發(fā)電機(jī)漏點(diǎn)的查找和處理

2.1 #4發(fā)電機(jī)整套氣密試驗(yàn)過(guò)程中的查漏及處理

#4發(fā)電機(jī)氫氣系統(tǒng)在安裝過(guò)程中全部采用不銹鋼（0Cr18Ni9）管材及焊接閥門，減少了外漏漏點(diǎn)，在發(fā)電機(jī)整套風(fēng)壓試驗(yàn)中向發(fā)電機(jī)氫氣系統(tǒng)充入干燥的壓縮空氣及少量的SF6氣體至0.10MPa，共查出五處漏點(diǎn)：①發(fā)電機(jī)勵(lì)端右側(cè)下部人孔門法蘭橡膠密封圈損壞，經(jīng)更換密封圈，漏點(diǎn)消除；②發(fā)電機(jī)出線罩人孔門法蘭橡膠密封圈損壞，經(jīng)更換密封圈，漏點(diǎn)消除；③回油擴(kuò)大槽頂部法蘭橡膠密封圈損壞，經(jīng)更換密封圈，漏點(diǎn)消除；④氫氣控制排安全閥泄露，經(jīng)重新組裝，漏點(diǎn)消除；⑤氫氣控制排減壓閥接頭泄露，后經(jīng)重新更換接頭，漏點(diǎn)消除；經(jīng)處理漏點(diǎn)全部消除，繼續(xù)升壓至0.52MPa，穩(wěn)壓2小時(shí)，開始計(jì)時(shí)，保壓24小時(shí)，記錄壓力及機(jī)殼溫度變化，見(jiàn)附表，對(duì)發(fā)電機(jī)作整套氣密試驗(yàn)，壓縮空氣泄漏量換算到給定狀態(tài)（P0=0.1MPa，t0=20℃）下為0.26Nm3/day<1Nm3/day，符合要求。

2.2 #4發(fā)電機(jī)整套啟動(dòng)時(shí)漏氫點(diǎn)的查找及處理

4#機(jī)組并網(wǎng)進(jìn)入試運(yùn)階段，記錄壓力及機(jī)殼溫度變化，經(jīng)計(jì)算，氫氣泄漏量符合要求。機(jī)組在第二次啟動(dòng)并網(wǎng)運(yùn)行后，機(jī)組功率升至200MW，氫氣壓力升至額定值0.52MPa時(shí)，發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣漏量增大，平均漏量0.012MPa/h，對(duì)油-氫壓差閥整定，將油氫壓差升至0.08MPa，漏氣量稍微緩解，平均漏量0.01MPa/h。功率繼續(xù)上升，漏氫量不變，進(jìn)行漏點(diǎn)檢測(cè)：

①密封油排油煙風(fēng)機(jī)出口U型油封彎處氫氣含量為130～140（LEL）。

②密封油排油煙風(fēng)機(jī)排大氣出口處氫氣含量為150～160（LEL）。

③氫氣系統(tǒng)排大氣管出口氫氣含量為6LEL，切除在線氫氣純度儀后，排大氣管出口氫氣含量為0。

④出線罩排污口未按要求連接，且絲堵密封不嚴(yán)，氫氣含量為190～210（LEL）。

⑤檢測(cè)氫氣冷卻器水側(cè)氫氣含量為0。

⑥檢測(cè)發(fā)電機(jī)定子冷卻水系統(tǒng)水箱排氣管氫氣含量為0。

⑦檢測(cè)發(fā)電機(jī)定子端蓋法蘭及人空門法蘭氫氣含量均為0。

⑧將汽、勵(lì)端外油檔上半拆除，停密封油排油煙風(fēng)機(jī)，瞬間汽端有大量氫氣漏出。

⑨檢查氫氣在線自動(dòng)巡檢裝置中通道5（汽端回油監(jiān)測(cè)）端口漏氫顯示始終為3.99%，其余通道顯示均為0。

根據(jù)上述現(xiàn)象分析、確定氫氣通過(guò)出線罩排污口絲堵外漏；通過(guò)汽端密封瓦內(nèi)漏，即由汽端密封瓦泄露至空側(cè)軸承室，后由密封油排油煙風(fēng)機(jī)排出廠外。故停機(jī)、退氫檢查汽端密封瓦及處理漏點(diǎn)：

停機(jī)期間，將出線罩排污口與勵(lì)端排污管連接，漏點(diǎn)全部消除。并且對(duì)在線氫氣純度儀的取樣門開度重新進(jìn)行了調(diào)整試驗(yàn)，找到最佳開度，使其既真實(shí)反映氫氣純度，又盡可能減少了氫氣的外排量。4#機(jī)組重新對(duì)油-氣壓差閥整定，將油-氣壓差整定為0.06MPa，機(jī)組重新投入運(yùn)行，機(jī)組由并網(wǎng)到功率升至1000MW氫氣漏量均處于穩(wěn)定狀態(tài)，在滿負(fù)荷狀態(tài)下，對(duì)發(fā)電機(jī)重新進(jìn)行漏氫檢測(cè)：

經(jīng)24小時(shí)氣壓及溫度變化計(jì)錄，見(jiàn)附表，氫氣泄漏量換算到給定狀態(tài)（P0=0.1MPa，t0=20℃）下為6.86Nm3/day<12Nm3/day，符合廠家設(shè)計(jì)要求。

計(jì)算公式如下：

（1） 當(dāng)機(jī)內(nèi)壓力為3.0Kg/cm2以下時(shí)，按下式計(jì)算泄漏量：

L——?dú)怏w泄漏量換算到給定狀態(tài)（P0=0.1MPa，t0=20℃）下的值，m3

T——給定狀態(tài)下大氣絕對(duì)溫度，K

P0——給定狀態(tài)下大氣絕對(duì)壓力，MPa

△t——試驗(yàn)連續(xù)進(jìn)行的時(shí)間，h

P1——試驗(yàn)開始時(shí)機(jī)內(nèi)氣體壓力，MPa

P2——試驗(yàn)結(jié)束時(shí)機(jī)內(nèi)氣體壓力，MPa

B1——試驗(yàn)開始時(shí)當(dāng)?shù)卮髿饨^對(duì)壓力，MPa

B2——試驗(yàn)開始時(shí)當(dāng)?shù)卮髿饨^對(duì)壓力，MPa

t1——試驗(yàn)開始時(shí)機(jī)內(nèi)氣體的平均溫度，℃

t2——試驗(yàn)結(jié)束時(shí)機(jī)內(nèi)氣體的平均溫度，℃

V——發(fā)電機(jī)穿轉(zhuǎn)子后的充氣容積，143m3

（2） 當(dāng)機(jī)內(nèi)壓力為3Kg/cm2以上時(shí)，先按式（1）算出氣體泄漏量，再按下式計(jì)算出氣體溶入密封油的溶解量：

QH=1/2×14.7×15.2×（60/t）×P×V0（Nm3/day）

QH——溶解量

P——機(jī)內(nèi)絕對(duì)壓力，MPa

t——浮子油箱液位上升50mm的時(shí)間，s

V0——溶解率，%，

（3） 最后求出除去溶解于密封油中的氣體以后，修正后的泄漏量

泄漏量L'=（L-QH）（Nm3/day）

3.結(jié)束語(yǔ)

發(fā)電機(jī)漏氫量控制是水-氫-氫冷發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行的一項(xiàng)重要指標(biāo)，也是安裝階段的一重點(diǎn)環(huán)節(jié)，安裝過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)過(guò)程控制、嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，確保發(fā)電機(jī)本體及氫氣系統(tǒng)安裝工藝，保證密封油的清潔度，才能從根本上解決發(fā)電機(jī)漏氫量超標(biāo)的癥結(jié)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]1000MW汽輪發(fā)電機(jī)安裝說(shuō)明書[Z].東方電機(jī)股份有限公司.

[2]東方電機(jī)股份有限公司提供的相關(guān)圖紙.