汽輪發(fā)電機組漏氫超標的原因分析及處理

趙福春++李亞敏

摘 要：#2機組2016年5月小修結(jié)束啟機后，發(fā)電機在運行過程中突然出現(xiàn)氫壓下降加快、補氫頻繁的現(xiàn)象，對發(fā)電機本體及相關(guān)的密封油系統(tǒng)、氫系統(tǒng)、氫冷卻器系統(tǒng)等進行原因查找，利用大修機會對其汽端、勵端密封瓦解體并檢測密封瓦處軸徑狀況，并進行治理，發(fā)電機漏氫大的問題得到圓滿解決。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機；漏氫；勵磁機端密封結(jié)構(gòu)；結(jié)合面襯墊；密封支座；密封瓦

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.24.030

1 機組運行狀況

華電漯河發(fā)電有限責任公司#2汽輪發(fā)電機組是上海電氣集團股份有限公司設(shè)計生產(chǎn)的型號為C330-16.7/0.379/537/537型單軸、雙缸雙排汽、中間再熱供熱抽汽式汽輪機，上海汽輪發(fā)電機有限公司生產(chǎn)的型號為QFSN-330-2型水氫氫汽輪發(fā)電機。發(fā)電機組采用雙流環(huán)式密封瓦進行密封，氫氣冷卻。雙流環(huán)式密封瓦是設(shè)在發(fā)電機轉(zhuǎn)子兩端靜止部分與轉(zhuǎn)動部分間的油密封裝置；主要由密封瓦上環(huán)、下環(huán)、空側(cè)進油室、氫側(cè)進油室及擋油環(huán)、擋油板等組成；其具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝、調(diào)整、檢修方便，氣密性好，可靠性高等優(yōu)點[1]。

#2機組2016年5月小修結(jié)束啟機后，發(fā)電機在運行過程中突然出現(xiàn)氫壓下降較快、補氫頻繁的現(xiàn)象，經(jīng)統(tǒng)計#2機組日漏氫量最高達40m3/d。2016年7月組織相關(guān)專業(yè)人員對發(fā)電機本體及相關(guān)的氫系統(tǒng)、氫冷卻器、密封油等系統(tǒng)進行查找，均未發(fā)現(xiàn)有較大影響的缺陷，雖然消除了氫系統(tǒng)微量的一些漏氫點，然后隔離了氫干燥器和在線氫氣檢測儀，但未見漏氫現(xiàn)象及漏氫量有明顯好轉(zhuǎn)。但在汽機房頂部發(fā)電機空側(cè)油排煙風(fēng)機的排氣口測得氫氣濃度超標，在線漏氫檢查儀顯示8號通道（6瓦回油）氫濃度達到2.9.采取調(diào)整密封油系統(tǒng)運行方式（主要為調(diào)整油壓）、調(diào)整勵磁機端的平衡閥等措施后均未產(chǎn)生明顯效果。

2 原因分析

通過對以上現(xiàn)象分析可看出，漏氫主要發(fā)生在發(fā)電機勵磁機端，原因可能是勵磁機端密封結(jié)構(gòu)出現(xiàn)異常。其漏氫的原因可能有以下幾種：

（1）密封油供應(yīng)異常（可能為油路堵塞）造成密封油缺失導(dǎo)致漏氫。（2）密封瓦與密封支座配合不當，造成密封瓦卡死，所以會密封失效。（3）密封瓦磨損或變形導(dǎo)致密封性能下降甚至破壞。（4）密封支座、中間環(huán)或端蓋上下中分面出現(xiàn)間隙，可能是密封膠失效。（5）結(jié)合面襯墊出現(xiàn)間隙導(dǎo)致漏氫。

綜上，勵磁機端的結(jié)構(gòu)原因?qū)е侣?，所以必須對勵磁機端進行解體來探查更深層次的原因[2]。

若勵磁機端密封結(jié)構(gòu)異常的問題得不到及時處理，不但發(fā)電機內(nèi)部氫氣將會繼續(xù)大量漏泄，造成生產(chǎn)成本的上升，甚至將會對發(fā)電設(shè)備和員工人身安全造成無法挽回的危害和損失。

3 治理方案

我廠于2017年3月15日對#2機組進行大修，借此契機，對其汽端、勵端密封瓦解體并檢測密封瓦處軸徑狀況。

汽端、勵端密封瓦徑向間隙（見表1）都在標準值之內(nèi)，軸徑處有輕微劃溝和傷痕，不會造成大量漏氫，對其進行研磨拋光處理。

通過對以上數(shù)據(jù)分析認為，可能是發(fā)電機運行過程中，溫度變化和振動的作用使端蓋與中間環(huán)或中間環(huán)與密封支座之間的絕緣襯墊出現(xiàn)問題，或是勵磁機端各部件的分面之間的配合出現(xiàn)了間隙導(dǎo)致發(fā)電機漏氫。解體時發(fā)現(xiàn)中間環(huán)與密封支座之間的襯墊壓得不太緊，襯墊材質(zhì)為絕緣纖維紙，并非剛性體，此種材質(zhì)襯墊易變形，且存在與金屬結(jié)合面之間存在壓不實的區(qū)域，在壓力為0.3Mpa氫壓的擠壓作用下，氫氣大量漏出。設(shè)計、安裝、檢修、運行時的諸多因素均會影響襯墊壓緊和襯墊間隙形成，都會造成運行中漏氫量增大，并迅速發(fā)展成大量漏氫的現(xiàn)象。

回裝勵磁機端嚴格按照相關(guān)工藝要求進行，襯墊、襯墊絕緣漆的材質(zhì)選購和安裝應(yīng)特別注意。復(fù)裝后對勵磁機端進行氣密性試驗，折合發(fā)電機漏氫量約2.6m3/d，低于規(guī)定10Nm3/d。發(fā)電機漏氫大的問題得到圓滿解決。

4 預(yù)防措施

由于發(fā)電機氫氣系統(tǒng)與許多系統(tǒng)均有關(guān)聯(lián)，且其影響因素較多，出現(xiàn)漏氫的機率很大，而且都比較隱蔽，很難發(fā)現(xiàn)直接漏點，特制定以下幾條防范措施。

（1）當發(fā)電機出現(xiàn)漏氫現(xiàn)象，首先應(yīng)對各系統(tǒng)進行分析，采用排除法，遵循先系統(tǒng)，后本體的原則，逐漸縮小范圍。這樣可以迅速縮小漏點范圍，避免盲目的拆卸工作而影響啟機。

（2）在初步鎖定漏點范圍后，應(yīng)組織專業(yè)人員首先進行原因分析，擬定處理方案和可采取的對策，再進行處理，這樣減少檢修時間。2016年7月第1次對發(fā)電機解體時因為對其結(jié)構(gòu)不夠了解，原因分析不透，結(jié)果 一無所獲。

（3）由于發(fā)電機端蓋安裝工藝要求較高，應(yīng)讓經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員進行操作，避免重復(fù)工作。

5 結(jié)論

我廠#2機組密封瓦從新回裝后，漏氫量約2.6m3/d達到優(yōu)秀水平。

造成發(fā)電機漏氫的原因很多，發(fā)電機出現(xiàn)漏氫現(xiàn)象后，應(yīng)盡量在停機前進行數(shù)據(jù)分析并盡量縮小范圍，查找漏點。不但要選購優(yōu)良的密封材料和備件，在檢修中選用經(jīng)驗豐富技術(shù)人員合理地安裝密封墊，而且通過氣密性試驗把關(guān)合格后，才能徹底消除漏氫現(xiàn)象。

參考文獻：

[1]李宗凱.汽輪發(fā)電機組密封瓦間隙超標的分析與治理[C].吉林省科學(xué)技術(shù)協(xié)會學(xué)會學(xué)術(shù)部.增強自主創(chuàng)新能力 促進吉林經(jīng)濟發(fā)展——啟明杯·吉林省第四屆科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)年會論文集（上冊），2006：642-643.

[2]呂衛(wèi)軍 袁建新.引進型300MW汽輪發(fā)電機嚴重漏氫故障處理及改進[J].電力設(shè)備，2004，5（06）：55-57.

作者簡介：趙福春（1967-），男，黑龍江佳木斯人，大專，高級技工，從事火電廠汽機相關(guān)方面的工作。