魯學(xué)斌

國(guó)家能源集團(tuán)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(jī)組采用東方電機(jī)廠生產(chǎn)的QFSN-600-2-22B型發(fā)電機(jī)，該型發(fā)電機(jī)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(jī)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(jī)組投運(yùn)發(fā)電以來，4臺(tái)發(fā)電機(jī)的漏氫量都比較大，尤其是1號(hào)發(fā)電機(jī)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(diǎn)是比較繁瑣的，發(fā)電機(jī)連接的部件或系統(tǒng)都有可能發(fā)生漏氫，通過對(duì)氫氣系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和現(xiàn)場(chǎng)查漏氫的工作，發(fā)生漏氫的途徑如下：發(fā)電機(jī)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(jī)內(nèi)的氫氣通過泄漏點(diǎn)漏到機(jī)殼外的大氣中；內(nèi)漏氫是指氫氣漏到發(fā)電機(jī)的油水系統(tǒng)中和發(fā)電機(jī)出口封閉母線外殼內(nèi)。即發(fā)電機(jī)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(duì)發(fā)電機(jī)內(nèi)漏氫和外漏氫兩種情況，結(jié)合發(fā)電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，現(xiàn)指出發(fā)電機(jī)運(yùn)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(jī)氫氣外漏的氫氣排到大氣的部位

（1）發(fā)電機(jī)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(jī)本體結(jié)合面密封不嚴(yán)造成的，在發(fā)電機(jī)變負(fù)荷運(yùn)行過程中，發(fā)電機(jī)的溫度也在不多的變化著，在發(fā)電機(jī)膨脹和冷縮的過程中造成發(fā)電機(jī)本體結(jié)合面的密封性不良，從而泄露氫氣。在廠運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)中都存在發(fā)電機(jī)端蓋結(jié)合面漏氫的情況，尤其是#1和#4發(fā)電機(jī)的汽端和勵(lì)端結(jié)合面存在不同程度漏氫，平時(shí)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(jī)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(jī)本體汽勵(lì)兩端的4個(gè)氫氣冷卻器的端蓋與發(fā)電機(jī)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(jī)本體的機(jī)械振動(dòng)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(jī)漏氫量大，嚴(yán)重超過補(bǔ)氫量不大于12Nm3/d的標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過多次查找漏點(diǎn)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(jī)組機(jī)械震動(dòng)使氫氣冷卻器下部螺栓松動(dòng)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(zhǎng)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(duì)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(jī)事故排氫閥漏氫。發(fā)電機(jī)事故排氫閥門密封不嚴(yán)密或是在機(jī)組正常運(yùn)行過程中人員誤操作發(fā)生氫氣泄漏。

（5）發(fā)電機(jī)氫氣系統(tǒng)的安全閥誤動(dòng)或閥門接觸不嚴(yán)密發(fā)生漏氫。發(fā)電機(jī)氫氣系統(tǒng)的安全閥誤動(dòng)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(yàn)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(jī)氫氣安全閥就曾誤動(dòng)一次造成發(fā)電機(jī)系統(tǒng)氫壓快速下降，被及時(shí)發(fā)現(xiàn)隔離安全閥后使氫壓穩(wěn)定差點(diǎn)造成發(fā)電機(jī)急停事故。

（6）發(fā)電機(jī)測(cè)溫元件接線柱板漏氫。發(fā)電機(jī)測(cè)溫元件接線柱板等處也是可能漏氫的部位。由于機(jī)組長(zhǎng)期運(yùn)行中發(fā)電機(jī)存在振動(dòng)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(jī)的測(cè)溫元件接線柱發(fā)生松動(dòng)，在接線柱和發(fā)電機(jī)本體之間產(chǎn)生間隙，發(fā)生氫氣泄漏。

2 漏到發(fā)電機(jī)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(cè)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(jī)在大修過程中檢查發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的水電接頭處有裂紋存在，使發(fā)電機(jī)內(nèi)的氫氣通過裂紋漏入定子冷卻水中。

（2）發(fā)電機(jī)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(jī)排如大氣；發(fā)電機(jī)的密封瓦損壞漏氫。這種漏氫主要是因?yàn)槊芊馔唛g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(jī)組大修時(shí)發(fā)電機(jī)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(jī)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(shí)都證明了嚴(yán)格控制以上因素的重要性。

（3）發(fā)電機(jī)內(nèi)的氫氣漏到封閉母線中。發(fā)電機(jī)內(nèi)的氫氣還可以通過發(fā)電機(jī)定子出口套管漏到發(fā)電機(jī)的封閉母線中。在日常的工作中，運(yùn)行的氫冷發(fā)電機(jī)組漏氫部位的確定不是件易事，以上幾點(diǎn)只是實(shí)際運(yùn)行中容易發(fā)生的或發(fā)生過漏氫的重點(diǎn)監(jiān)視部位，但是現(xiàn)場(chǎng)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(jiǎn)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(cè)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(duì)廠情況現(xiàn)提出以下幾點(diǎn)防止漏氫的措施:①機(jī)組大修或小修時(shí)，只要?jiǎng)用芊馔?，檢修完畢后必須嚴(yán)格控制密封瓦軸向、徑向間隙，實(shí)行三級(jí)驗(yàn)收制度。②根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)油質(zhì)化驗(yàn)情況定期對(duì)密封油進(jìn)行化驗(yàn)，防止造成密封瓦損壞以致造成發(fā)電機(jī)漏氫。③每天對(duì)容易日常維護(hù)過程中容易出現(xiàn)漏氫的部位使用測(cè)氫儀進(jìn)行測(cè)量（如發(fā)電機(jī)絕緣監(jiān)測(cè)儀、氫氣冷卻器排污門、氫氣控制排，以及汽機(jī)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(shí)際情況對(duì)發(fā)電機(jī)氫氣冷卻器底部于機(jī)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(duì)發(fā)電機(jī)端蓋、端罩各密封結(jié)合面螺栓復(fù)緊。⑥運(yùn)行人員注意每天發(fā)電機(jī)補(bǔ)氫體積是否符合規(guī)定。⑦運(yùn)行人員密切監(jiān)視密封油系統(tǒng)、定子冷卻水系統(tǒng)運(yùn)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(jī)機(jī)漏氫的控制是一個(gè)長(zhǎng)期的工作，必須引起我們每一個(gè)運(yùn)行人員的高度重視，及時(shí)采取有效措施防止氫氣泄漏，從而保證機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。