1 000 MW機(jī)組漏氫原因分析及處理對策

張明杰

（華電國際萊城發(fā)電廠，山東 萊蕪 271100）

1 000 MW機(jī)組漏氫原因分析及處理對策

張明杰

（華電國際萊城發(fā)電廠，山東 萊蕪 271100）

針對某廠1 000 MW發(fā)電機(jī)組漏氫量大的情況，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)汽輪機(jī)側(cè)端蓋筋板處漏氫嚴(yán)重，對發(fā)電機(jī)本體和氫系統(tǒng)閥門、定冷水箱、油系統(tǒng)、閉冷水系統(tǒng)、軸瓦座進(jìn)行全面檢查，對漏氫原因進(jìn)行分析，并采取有效的處理措施，解決了機(jī)組漏氫量大的問題，避免了事故停機(jī)、保證了安全生產(chǎn)。

發(fā)電機(jī)；氫壓；密封瓦；漏氫

某廠2臺1 000 MW機(jī)組由東方電機(jī)有限公司引進(jìn)日本東芝公司技術(shù)和部件生產(chǎn)，冷卻方式為水—?dú)洹獨(dú)湫?，勵磁機(jī)組電源接至發(fā)電機(jī)出口，采用有刷勵磁。定子繞組采用冷卻水內(nèi)冷卻方式［1］，鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組及其它構(gòu)件采用氫氣外冷卻方式。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子兩端分別裝有旋漿式風(fēng)扇，用來強(qiáng)制循環(huán)氫氣，使循環(huán)的氫氣通過定子機(jī)座頂部4組氫氣冷卻器，帶走發(fā)電機(jī)的熱量，使氫氣得到冷卻。發(fā)電機(jī)的氫氣冷卻系統(tǒng)主要由發(fā)電機(jī)定子外殼和氫氣冷卻器組成，在發(fā)電機(jī)兩端還有油密封瓦、發(fā)電機(jī)端蓋和氫氣的輔助管道。發(fā)電機(jī)型號為QFSN-1000-2-27，額定功率為1 008 MVA，額定電流為23 949 A（YY型接法），功率因數(shù)為0.9（滯后），額定勵磁電壓為501 V，額定勵磁電流為5 272 A，氫壓額定值為0.52 MPa。

1 事件過程

2011年12月，發(fā)電機(jī)氫壓曲線斜率明顯增大［2］，計算知每天漏氫30 m3，漏氫量明顯增大，經(jīng)排查發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)汽輪機(jī)側(cè)端蓋筋板處漏氫，還發(fā)現(xiàn)勵磁側(cè)有煙霧噴出，在小修前一段時間，電機(jī)維護(hù)人員采取多種堵漏措施，收效甚微。

2 原因查找

2.1 發(fā)電機(jī)本體和氫系統(tǒng)閥門檢查

維護(hù)人員使用肥皂水、檢漏噴劑和氫氣檢漏儀器，全面檢查了發(fā)電機(jī)本體和汽輪機(jī)廠房頂部0 m層、8.6 m層、17 m層以及40 m層所有與氫氣系統(tǒng)、密封油系統(tǒng)相關(guān)的密封點。檢查后發(fā)現(xiàn)3個明顯漏點：發(fā)電機(jī)1號檢漏器檢查門、油氣分離器底部排氣口和氫氣露點濕度儀進(jìn)氣門。經(jīng)過處理，將漏點消除。2012年3月28日～4月5日，依次隔離A、B氫干器，觀察發(fā)電機(jī)氫壓，沒有明顯變化。之后再次全面檢查發(fā)電機(jī)氫氣系統(tǒng)相關(guān)密封點，未見明顯漏點。

2.2 定冷水箱檢查

關(guān)閉定冷水箱充氮門和排氫門，1天后然后打開排氫門，觀察17 m層的煤氣表，讀數(shù)沒有改變，排除了氫氣漏入定冷水箱的可能性［3］。

2.3 油系統(tǒng)及閥門內(nèi)漏檢查

對汽輪機(jī)房頂?shù)拿芊庥团艧熆谶M(jìn)行檢查［4］，發(fā)現(xiàn)有漏氫情況；2次對密封油箱、管道及測量元件進(jìn)行檢查，無明顯漏點。

2.4 閉冷水系統(tǒng)檢查

打開發(fā)電機(jī)3、4號氫冷器冷卻水出水管道的排氣門，使用氫氣檢漏儀檢測，檢漏儀均持續(xù)報警；打開1、2號氫冷器冷卻水出水管道的排氣門，檢測時沒有報警。

打開3、4號氫冷器冷卻水出水管道排氣門3天，使排氣門長期排水，再用氫氣檢漏儀檢測，檢漏儀無報警。

通過現(xiàn)場查漏結(jié)果分析：勵磁側(cè)密封瓦處有煙氣排出，汽輪機(jī)側(cè)端蓋筋板處漏氫嚴(yán)重，汽輪機(jī)側(cè)焊接縫隙處有漏氫，其它各處均無漏點。

2.5 發(fā)電機(jī)瓦座檢查

2012年3月20日～4月30日，對發(fā)電機(jī)進(jìn)行停機(jī)大修，停機(jī)排氫后，按照預(yù)定的方案進(jìn)行打壓查漏，發(fā)現(xiàn)氣側(cè)上端蓋漏氣嚴(yán)重，勵磁側(cè)密封瓦噴煙氣［5］，中心環(huán)密封面漏氫嚴(yán)重。

a.勵磁側(cè)密封瓦空側(cè)及氫側(cè)磨損超標(biāo)。

b.施工人員對密封瓦安裝要領(lǐng)、注意事項不清楚，在密封瓦座上涂抹的密封膠不均勻或者過多，造成密封油路堵塞，另外在安裝密封瓦時，上、下瓦發(fā)生摩擦，造成密封膠堆積，瓦面接觸不好，油路阻塞［6］。

c.密封瓦瓦座損傷，使密封瓦間隙過大，導(dǎo)致漏氫。

d.汽輪機(jī)側(cè)端蓋變形，造成筋板處漏氫嚴(yán)重。

3 處理對策

a.將大機(jī)潤滑油泵停運(yùn)，保持發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)和定冷水系統(tǒng)正常運(yùn)行。從發(fā)電機(jī)的CO2系統(tǒng)充入0.05 MPa的六氟化硫，再用干燥的壓縮空氣加壓至0.3 MPa。

b.用鹵素檢漏儀對發(fā)電機(jī)兩端的9、10號瓦附近區(qū)域進(jìn)行氫氣泄漏檢查，全面地對9、10號瓦室的接合面、焊縫及密封瓦空隙、螺栓孔縫隙等進(jìn)行檢查［7］，仔細(xì)觀察密封瓦空、氫側(cè)的回油及密封油箱油位情況，查看轉(zhuǎn)子表面空、氫側(cè)回油是否均勻、有無大股回油現(xiàn)象等。

c.用鹵素檢漏儀對發(fā)電機(jī)中性點接地處進(jìn)行檢查，確定是否存在漏氫現(xiàn)象。

d.發(fā)電機(jī)密封瓦間隙處有可能存在漏氫現(xiàn)象，應(yīng)對密封瓦和7號瓦轉(zhuǎn)子的損壞情況進(jìn)行檢查，若轉(zhuǎn)子軸頸沒有損傷或有少量淺劃痕，則不用修復(fù)轉(zhuǎn)子，只需將密封瓦進(jìn)行更換。在進(jìn)行密封瓦更換時，應(yīng)使軸瓦與軸頸間隙值在規(guī)定范圍內(nèi)，并對密封瓦面和效驗環(huán)的接觸情況進(jìn)行認(rèn)真檢查，保證每m2至少有4～5個接觸點，并有71%以上范圍的接觸面。

e.將破損的瓦室密封墊和輔助緊固件密封墊進(jìn)行更換［8］。

f.定期對發(fā)電機(jī)定子頂部管和底部管的氫氣系統(tǒng)閥門進(jìn)行更換，避免因閥門內(nèi)漏引起漏氫。

g.大修時，將航空插頭的底座法蘭打開，為避免其漏氫，應(yīng)定期將法蘭密封墊進(jìn)行更換。

h.對發(fā)電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行氣密性試驗，重點對氫氣系統(tǒng)更換過的閥門、軸頸密封面處、汽輪機(jī)房頂部發(fā)電機(jī)氫氣排空管口、潤滑油排油管口等與氫氣系統(tǒng)有關(guān)的管路進(jìn)行檢測，確保泄漏量在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)（小于12 m3／d）。

4 經(jīng)濟(jì)性分析

發(fā)電機(jī)經(jīng)過檢修后，漏氫量由30 m3／d降至7～8 m3／d，基本解決了機(jī)組漏氫問題。若1 000 MW發(fā)電機(jī)組因漏氫引起一次非停（按搶修15天計算），由發(fā)電量減少引起的經(jīng)濟(jì)損失約3 000萬元，啟停機(jī)耗油引起的經(jīng)濟(jì)損失約150萬元，檢修需要的人力、物力投入約25萬元，即減少一次非停的總價值約3 175萬元，經(jīng)濟(jì)效益非?？捎^。

［1］ 曹鳳波，馮立偉，王威彪.大型汽輪發(fā)電機(jī)組漏氫故障淺析［J］.東北電力技術(shù)，2010，31（6）：20-21.

［2］ 謝尉揚(yáng).發(fā)電機(jī)漏氫標(biāo)準(zhǔn)討論［J］.電力建設(shè)，2008，29（2）：67-69.

［3］ 陳勝利，候 峰.氫內(nèi)冷發(fā)電機(jī)漏氫的綜合治理［J］.內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2006，24（5）：16-17.

［4］ 周艷榮，宋大勇，李 立，等.汽輪機(jī)負(fù)壓系統(tǒng)查漏中氦氣查漏儀的應(yīng)用與效益分析［J］.東北電力技術(shù)，2013，34（12）：15-16.

［5］ 李曉強(qiáng)，譚立鋒，蘇 東.土耳其600 MW超臨界機(jī)組發(fā)電機(jī)軸頸磨損原因分析及處理［J］.東北電力技術(shù)，2013，34（12）：15-16.

［6］ 關(guān)達(dá)生，曹 文.空冷200 MW汽輪發(fā)電機(jī)與氫冷200 MW汽輪發(fā)電機(jī)的比較［J］.黑龍江電力，2010，32（1）：3-4.

［7］ 楊凱利，畢小朋，田俊義.600 MW汽輪發(fā)電機(jī)氫氣純度低的處理方法［J］.熱力發(fā)電，2012，41（1）：87-88.

［8］ 王雪東，彭守剛，趙雪峰.200 MW發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸頸磨損對密封油系統(tǒng)的影響及處理方法［J］.黑龍江電力，2009，31（5）：391-392.

Analysis and Countermeasures of Hydrogen Leakage of 1 000 MW Generators

ZHANG Ming?jie
（China Huadian Laicheng Power Plant，Laiwu，Shandong 271100，China）

With a view to hydrogen leakage and a serious leakage is found at the turbine side cover stiffen plates of the generator.An overall checkup and analysis are made concerning genrator itself，hydrogen system valves，fixed cold water tank，the oil systems，closed water system，bearing seat.And measures are taken to solve it，avoiding unit shoutdown and ensuring safe operation.

Generators；Hydrogen pressure；Oil?seal ring；Hydrogen leakage

TM621；TM311

A

1004-7913（2015）03-0045-02

張明杰（1971—），男，學(xué)士，工程師，主要從事火力發(fā)電廠運(yùn)行調(diào)度方面工作。

2014-11-16）