國產(chǎn)大型汽輪發(fā)電機(jī)漏氫分析與解決措施

摘要：水氫氫冷卻方式汽輪發(fā)電機(jī)是工業(yè)中常見的一種發(fā)電機(jī)種類之一，其定子繞組采用水內(nèi)冷，轉(zhuǎn)子繞組采用氫內(nèi)冷，定子鐵芯和其他構(gòu)件都采用氫冷。這種發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過程中會產(chǎn)生一定的漏氫量，如果量值超過一定的范圍，那么會對發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行造成一定的損害，導(dǎo)致嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。漏氫量是衡量發(fā)電機(jī)組安全運(yùn)行狀態(tài)的重要技術(shù)指標(biāo)之一，必須要對其引起足夠的重視。基于此，本文將對大型汽輪發(fā)電機(jī)漏氫超標(biāo)的現(xiàn)象進(jìn)行分析，然后提出相應(yīng)的解決措施。

關(guān)鍵詞：漏氫；發(fā)電機(jī)；解決措施

一、端蓋密封不嚴(yán)及其解決方法

端蓋是發(fā)電機(jī)密封結(jié)構(gòu)的重要組成部分，一般端蓋都是由上下兩個水平分開的結(jié)構(gòu)組成，中間有端蓋式軸承，端蓋與機(jī)座的合縫面設(shè)有密封溝，并且在其中填充密封膠或橡膠條。這種設(shè)計結(jié)構(gòu)在安裝、檢修和拆裝的時候更加方便。

在端蓋的結(jié)構(gòu)中各個結(jié)合面處容易產(chǎn)生漏氫現(xiàn)象，主要有端蓋與機(jī)座的結(jié)合面、上下半端蓋的結(jié)合面等等，這些結(jié)合面容易出現(xiàn)漏氫現(xiàn)象的原因如下：1.鑄鋼件本身材質(zhì)有缺陷，比如表面有砂眼存在[1]。2.在對這些結(jié)合面進(jìn)行加工的時候沒有采取合適的方法，導(dǎo)致其加工精度較低。3.結(jié)合面上的密封膠或橡膠條出現(xiàn)老化現(xiàn)象導(dǎo)致漏氫。

要避免這些漏氫問題，除了發(fā)電機(jī)生產(chǎn)廠家嚴(yán)把設(shè)備制造質(zhì)量關(guān)外，在電廠現(xiàn)場安裝時也一定要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行施工，必須要保證端蓋的制造和裝配質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求、現(xiàn)場安裝精準(zhǔn)到位。如出現(xiàn)漏氫超標(biāo)現(xiàn)象要根據(jù)檢修文件中的規(guī)定對其進(jìn)行逐一檢查和修復(fù)，尤其是要注意密封膠灌注充滿密封溝，或橡膠條有合理的壓縮量，螺栓按安裝說明書要求的順序，利用力矩扳手把合，使端蓋各處保持受力均勻。隨后要對其進(jìn)行氣密性試驗(yàn)，檢查發(fā)電機(jī)內(nèi)部受氫氣壓力后各密封面、閥門、法蘭等密封狀況，對不符合要求的地方進(jìn)行處理。

二、氫冷器泄漏及其解決措施

該廠5號和6號機(jī)組的型號是QFSN-660-2，其氫冷器位于機(jī)座頂部。在汽端和勵端的冷卻器外罩中分別有兩組氫冷器，各自形成兩個獨(dú)立運(yùn)行的水支路。在四個水支路的運(yùn)行過程中我們發(fā)現(xiàn)冷卻器的回水窗內(nèi)出現(xiàn)大量氣泡，經(jīng)檢驗(yàn)為氫氣，使發(fā)電機(jī)內(nèi)部氫壓的下降速度提高了1KPa/min。在對其進(jìn)行詳細(xì)的檢修之后發(fā)現(xiàn)，氫冷器隔板處的管道有斷裂現(xiàn)象，經(jīng)判斷是因?yàn)殚L期摩擦導(dǎo)致的管道磨損[2]。氫冷器位置較高，水管較長，發(fā)電機(jī)軸端振動幅度也較大，使得氫冷器內(nèi)部出現(xiàn)共振現(xiàn)象，經(jīng)過長期振動摩擦使管道出現(xiàn)磨損至破裂，導(dǎo)致氫氣泄漏。

在氫冷器出現(xiàn)泄漏后，氫氣壓力一般高于氫冷器水壓，會不斷聚集，并被水帶走，內(nèi)部氫氣壓力下降，氫氣控制系統(tǒng)自動補(bǔ)氫，使發(fā)電機(jī)補(bǔ)氫量增大。因此在日常的工作中要對氫氣控制系統(tǒng)補(bǔ)氫量進(jìn)行監(jiān)測，一旦出現(xiàn)波動較大現(xiàn)象，密切注意檢漏計報警信號，及時降負(fù)荷和切除漏水氫冷器?？刂苾啥死錃涞臏囟炔畋M量小，防止溫差導(dǎo)致兩端軸承標(biāo)高不同和熱負(fù)荷不平衡，使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸，軸承振動變大。發(fā)電機(jī)應(yīng)盡快停機(jī)，將氫冷器磨破的水管堵塞或更換新氫冷器，可以把氫冷器進(jìn)水管的管道從硬管換為軟管，降低管道振動的幅度，或者利用加裝平衡塊的方式解決這個問題。

三、氫系統(tǒng)管閥泄漏及其解決措施

（一）儀表泄露

發(fā)電機(jī)氫系統(tǒng)中常見的儀表儀器有：就地壓力表、壓力變送器和純度儀，絕緣過熱檢測儀，檢漏計，氫干燥裝置等。其中壓力表和變送器是利用螺栓與傳壓管道直接相連，在實(shí)際檢修工作中發(fā)現(xiàn)，很多次漏氫現(xiàn)象都是因?yàn)槁菟ㄋ蓜釉斐傻腫3]。純度儀，絕緣過熱檢測儀，檢漏計，氫干燥裝置等的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，組成部分也很多，有校準(zhǔn)閥、排污閥和氫氣進(jìn)口閥等等，如果排污閥和進(jìn)口閥處的螺栓運(yùn)行松動，也可能導(dǎo)致氫氣出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。這些問題是在檢修過程中出現(xiàn)頻率最高的問題，因此要求檢修人員必須嚴(yán)格遵照相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行作業(yè)。

（二）發(fā)電機(jī)檢漏計泄漏

檢漏計的主要作用就是檢測進(jìn)入發(fā)電機(jī)的液體是否正常，避免水和油進(jìn)入到內(nèi)部，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)出現(xiàn)故障。一般大型發(fā)電機(jī)會配備有3-4只檢漏計，位于發(fā)電機(jī)底部，如果有異常液體流入發(fā)電機(jī)時，首先會進(jìn)入檢漏計，這時檢漏計會直接觸發(fā)報警裝置。檢漏計在長期工作中會有油水混合物的聚集，因此必須定期對其進(jìn)行開蓋排污檢查，否則排污閥會出現(xiàn)內(nèi)漏的現(xiàn)象，繼而導(dǎo)致氫氣泄漏。

（三）氫干燥裝置泄漏

廠家一般對氫氣露點(diǎn)的要求比較嚴(yán)格，要求控制露點(diǎn)-5℃—-25℃范圍，如果露點(diǎn)太高的話就會使發(fā)電機(jī)絕緣受潮，太低的話也會使機(jī)器內(nèi)部的絕緣材料出現(xiàn)老化的現(xiàn)象。所以必須要對此配置相應(yīng)的干燥裝置，有效控制氫氣中的水分，繼而達(dá)到控制露點(diǎn)的目的[4]。目前氫干燥裝置主要有兩種類型，一是吸附式，二是冷凍式，將氫氣中的水分利用疏水器排出，如果疏水器出現(xiàn)故障的話，很容易出現(xiàn)內(nèi)漏的現(xiàn)象，繼而導(dǎo)致氫氣泄漏。根據(jù)實(shí)際的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，我們可以得出疏水器出現(xiàn)故障的主要原因：1.選用了錯誤的疏水器。2.裝置內(nèi)有雜質(zhì)，導(dǎo)致疏水器出現(xiàn)堵塞。3.連接處的螺栓出現(xiàn)松動，導(dǎo)致漏氫。

（四）排空閥泄漏

國產(chǎn)大型發(fā)電機(jī)內(nèi)部都有排空管閥相連，如果有異常漏氫的該管道會即刻將氫氣排放到機(jī)房外部，防止事故的范圍繼續(xù)擴(kuò)大。排空管道上有大大小小8路氣源和閥門，各自的功能也不盡相同，有的是用來排污的，有的是用來置換氣體的，只要其中有一路發(fā)生泄漏那么漏氫量就會隨之出現(xiàn)劇增。針對這種密閉性閥門，可以采取增加二次閥的方式提高系統(tǒng)隔離的可靠性。

四、結(jié)束語

綜上所述，影響漏氫的因素有很多，我們在檢修工作中必須要對各個環(huán)節(jié)都做到嚴(yán)格把關(guān)，尤其是要注意油、氫氣、水等物質(zhì)的參數(shù)，對每天的補(bǔ)氫量進(jìn)行定時統(tǒng)計。在出現(xiàn)異?，F(xiàn)象后，及時對出現(xiàn)漏氫現(xiàn)象進(jìn)行處理，防止事故進(jìn)一步擴(kuò)大，確保發(fā)電機(jī)安全可靠穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳躍明.國產(chǎn)大型發(fā)電機(jī)組漏氫分析與解決措施[C]//全國火電600mw級機(jī)組能效水平對標(biāo)及競賽年會.2017.

[2]王春艷，李軍，鄒學(xué)明.國產(chǎn)600MW發(fā)電機(jī)漏氫原因分析及處理[J].陜西電力，2006，34（2）：51-53.

[3]王春艷，李軍，鄒學(xué)明.某國產(chǎn)600MW機(jī)組#2發(fā)電機(jī)漏氫原因分析及處理[C]//節(jié)能、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展”研討會.2006.

[4]趙勇.國產(chǎn)大型汽輪發(fā)電機(jī)漏氫及其預(yù)防措施[J].熱力發(fā)電， 2008，37（2）：64-65.

作者簡介：姓名：白英民（1981年7月24日）；性別：男；籍貫：遼寧；學(xué)歷：大學(xué)本科；工作單位：東方電氣股份有限公司、職稱：中級.