發(fā)電機漏氫查找及處理措施

趙苡健

摘 要

發(fā)電機必須運行在各項參數(shù)要求的范圍內(nèi)，其中氫內(nèi)冷發(fā)電機的氫氣參數(shù)就是最重要的指標，本論文主要介紹某大型發(fā)電機漏氫的查找和解決措施。

關(guān)鍵詞

漏氫部位;查找方法;措施;泄漏率

中圖分類號： TM31 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.11.039

某大型發(fā)電機采用整體全封閉、內(nèi)部氫氣循環(huán)、定子繞組水內(nèi)冷、定子鐵心及端部結(jié)構(gòu)件氫氣表面冷卻、轉(zhuǎn)子繞組氣隙取氫氣內(nèi)冷的冷卻方式。機組從投產(chǎn)發(fā)電以來多次發(fā)生漏氫缺陷，嚴重影響機組的安全穩(wěn)定運行，必須采取行之有效的查找漏點和規(guī)避泄漏的方法。經(jīng)過長期的經(jīng)驗積累和對設(shè)備系統(tǒng)的學習，逐漸摸索和掌握了高效的方法。

1 漏氫的危害

由于氫氣比重小且流動性強，很大程度上提高了傳熱和散熱的能力，因此大容量高參數(shù)的發(fā)電機普遍采用氫氣作為冷卻介質(zhì)，但由于氫氣滲透性強，密封不好容易發(fā)生漏氫，一旦空氣中氫氣含量超標，廠房內(nèi)很容易發(fā)生著火甚至氫爆，直接影響到發(fā)電機的安全運行。除此之外，若氫壓不足，導致冷卻不充分會影響發(fā)電機出力;若氫氣進入其他系統(tǒng)，進入閉式水氫冷器會造成氣堵影響冷卻效果，進入潤滑油系統(tǒng)油箱內(nèi)可能會造成連鎖爆炸火災(zāi);頻繁補氫還會增大運行人員工作量，考慮到生產(chǎn)成本，浪費氫氣，氫氣泄漏嚴重時需要停機，造成公司利潤減少。

2 漏氫途徑

氫氣泄漏途徑可總結(jié)為兩個方面：一是本體結(jié)構(gòu)部件的漏氫，二是連接的外部附屬系統(tǒng)的漏氫。也可分為內(nèi)漏和外漏，氫氣通過相連系統(tǒng)或介質(zhì)泄漏稱為內(nèi)漏，氫氣從發(fā)電機本體直接漏到大氣中稱為外漏。

內(nèi)漏部位一般有：發(fā)電機密封瓦結(jié)合面漏入密封油系統(tǒng)、定子繞組線棒及聚四氟乙烯管漏入定子冷卻系統(tǒng)、氫氣冷卻器冷卻管漏入閉式水、通過氫氣干燥器漏入閉式水等。外漏部位一般有：大蓋和機座結(jié)合面、上下半端蓋結(jié)合面、發(fā)電機人孔門、氫氣冷卻器上下法蘭與機殼結(jié)合面處，電氣引接線處等。

3 查找方法

定期計算發(fā)電機氫氣的泄漏率，如果超過要求范圍或者手動補氫頻率變大開始泄漏查找工作?；蛘咂渌浔O(jiān)測報警出現(xiàn)時開始查漏。

3.1 內(nèi)漏查找

主控聯(lián)系化學人員對定子冷卻水箱氣相取樣，測量氫含量;現(xiàn)操在潤滑油排煙風機出口用氫表測量含氫量;現(xiàn)操在密封油排煙風機出口用氫表測量含氫量;現(xiàn)操在閉式冷卻水膨脹水箱呼吸口處用氫表測量含氫量;現(xiàn)場人員在發(fā)電機氫氣冷卻器的四個熱交換器排氣口測量含氫量。通過含氫量的大小可以初步判斷內(nèi)漏部位，如果正常則需要外漏查找。

3.2 外漏查找

查找漏氫部位一定要全面仔細，不能漏過任何一個死角。對發(fā)電機所有連接部位人孔、端蓋、手孔、二次測量引出線端口、出線套管法蘭及瓷套管內(nèi)部密封、出線罩、氫冷器法蘭等的氫密封部件等都需要進行詳細認真的氫含量檢查。

查找過程還是有側(cè)重點，重點查找經(jīng)驗反饋以前經(jīng)常泄漏的地方，例如端蓋螺栓及端蓋結(jié)合面，注膠孔，接線。觀察接合面是否有鼓泡現(xiàn)象，注膠孔有無流出物或噴射痕跡。對于二次部分的接線處查找，注意取樣管口不能插入蓋板過深，以免碰觸到接線頭的裸露部分引起誤發(fā)信號。

4 防范處理措施

對于漏氫的查找可以采取以下措施：

（1）針對重要部位（勵端、汽端、封閉母線、定子冷卻水系統(tǒng)、軸承回油箱）設(shè)置測點，安裝漏氫巡檢儀;

（2）就地在發(fā)電機及其附屬設(shè)備周邊安裝氫氣探測裝置，探測外漏情況。

可以采取以下措施防范漏氫氫爆和保證氫氣運行參數(shù)：

（1）多關(guān)注密封油系統(tǒng)的運行情況，保證氫油壓差在要求范圍內(nèi)，提高空氫側(cè)油壓調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)性能;

（2）在機組檢修時提高檢修質(zhì)量，根據(jù)設(shè)備墊片密封條等的老化情況，更換更可靠的密封件;

（3）增加發(fā)電機自動補氫閥門，在純度儀處調(diào)節(jié)適當氫氣排放流量，排出口安裝阻火器;

（4）設(shè)置氫氣干燥器，露點儀等。

5 計算漏氫量

根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程計算，氫氣的泄漏率：

△L=68880*（V/t）*（P1/T1-P2/T2）

其中：△L為T0=287K，Ps=0.1MPa狀態(tài)下的泄漏率;V為發(fā)電機的體積，二廠發(fā)電機的體積為110m3;t為兩次測量的時間間隔;P1，P2為兩次測量的發(fā)電機內(nèi)部氫氣的絕對壓力;T1，T2為兩次測量的發(fā)電機氫氣溫度。

按照GB7064-86<汽輪發(fā)電機通用技術(shù)條件〉規(guī)定，在額定氫氣壓力下每晝夜整個機組轉(zhuǎn)動的漏氫量不超過發(fā)電機氫氣量的5%。對照我廠參數(shù)，漏氫量的標準應(yīng)為5.5m3/d，折算到T0=287K，Ps=0.1MPa標準工況下，漏氫量的標準應(yīng)為22m3/d。

假設(shè)一個小時內(nèi)氫氣溫度不變，27℃，△L=22m3/d，氫氣壓力下降值△P=0.000871MPa/h。因此每小時氫氣壓力下降超過0.000871MPa，發(fā)電機漏氫量將超標，每8小時氫氣壓力下降超過0.007MPa，發(fā)電機漏氫量將超標。此時需要進行查漏。

6 結(jié)束語

氫氣系統(tǒng)的安全運行對機組的安全、穩(wěn)定、可靠運行至關(guān)重要，不能出現(xiàn)任何差錯。氫冷發(fā)電機的漏氫影響因素有很多，要想從根本上解決問題，需要通過在制造、檢修、運行各個環(huán)節(jié)把好每一道關(guān)。對于運行人員必須懷有一顆高度責任心，緊密監(jiān)視發(fā)電機相關(guān)設(shè)備運行情況，定期計算漏氫量及全面檢查。結(jié)合現(xiàn)場與經(jīng)驗加大檢修與技改力度，不斷探索創(chuàng)新先進的監(jiān)測手段與防范措施，保障發(fā)電機組的長期安全穩(wěn)定運行。

參考文獻

[1]發(fā)電機設(shè)備說明書、發(fā)電機氫氣冷卻系統(tǒng)系統(tǒng)手冊、密封油系統(tǒng)系統(tǒng)手冊等.