200MW 汽轮发电机漏氢量偏大的分析与处理

张军昌

（郑州市郑东新区热电有限公司 河南 郑州 451464）

1 基本情况

郑州市郑东新区热电有限公司有两台200MW 燃煤发电供热机组，汽轮发电机为四川东方电机厂生产的QFSN—200—2 水氢氢汽轮发电机，额定有功功率为200MW。 #2 机组与2008 年10 月通过72 小时试运行，进入商业化运营。

自#2 机组投运以来，发发电机运行正常氢气湿度合格，漏氢量折算到正常大气压下，约为4m3/d—5m3/d,补氢周期约为4 天一次，满足发电机厂家说明书及本厂规程漏氢量小于10m3/d 的规定。 2011 年11月运行人员在#2 发电机定冷水箱测量氢气含量时发现氢气含量超标，随及进行跟踪观察并进行详细计算发动机漏氢量，漏氢量由以前的5m3/d 增加到约为8m3/d,补氢周期也缩短到几乎两天补一次，虽然漏氢量未超过规程规定值，但已经有了明显的变化，下面就是对此现象的分析、处理过程及部分思考。

2 漏氢量增大的原因分析

发电机氢气泄露主要有两个途径：一是，通过氢冷器、发电机端盖、密封油系统等外部途径泄露到大气中；二是，发电机内氢气漏至定冷水系统。对于第一种现象采用抹肥皂水的方法，对发电机汽端端盖、励端端盖、氢冷器密封面及密封油系统接头进行全面检查，发现了两处漏点。 对此两点进行密封处理后， 每24 小时漏氢量仍有7m3/d 左右，再加上定冷水箱内氢气含量超标，随将检查重点放在发电机内氢气漏至定冷水系统上。

经过详细分析研究，主要从三个方面进行了处理：

2.1 确定#2 发电机24 小时的实际漏氢量

在一个补氢周期内，负荷基本相同的情况下，经过连续几天的观察与计算，漏氢量约为8m3/d。

2.2 观察#2 发电机定冷水箱的起亚情况

定冷水箱在维持水位一定的情况下，所有阀门全部关闭，水箱压力表从0MP 升至0.035MP（安全阀动作值）的时间，经观察零起升压的时间微微8—9 小时，便达到原安全阀的动作值；并用仪器测定排出的气体确实为氢气。

2.3 观察定冷水箱上部排汽管上接煤气表读数

经过几天连续抄表记录，约一天多的时间煤气表通过100 立方英尺的可燃气体，约折合每天通过3.8m3 的泄露气体。

从上述三个方面着手，经过几个星期的跟踪分析，定冷水箱内通过的实际气体泄漏量与厂家说明书要求的氢气正常渗漏至内冷水系统的漏(50—150 升/天)相比较，已经严重超标。因此判定，#2 发电机内冷水系统应该存在薄弱环节， 才导致内漏至定冷水系统的氢气超标。主要怀疑有如下几个原因：（1）发电机定子线圈冷却水进（回）水集管与绝缘引水管有关连接头松动，引起渗漏；（2）发电机线棒上被磨磨埙或有砂眼或绝缘引水管与“烟斗”状焊接处因焊接不好有漏点；（3）发电机绝缘引水管（含主出线冷却水进/出水管）有渗漏现象。 但具体位置不好确定，只好停机时才能检查确认。鉴于上述分析，根据有关规程规定要求，经过电气专业共同讨论，如果#2 发电机的氢气泄露量不大于10m3/d 或运行中不出现其它异常现象(线棒超温、氢气湿度异常增大、或发电机排出大量的水等)，应该维持#2 发电机继续运行至大小修停机。 但同时也做好了意外情况下紧急停机的准备，并出台了具有针对性的特殊运行措施， 同时编写了大小修停机时#2 发电机定冷水系统查漏的技术方案，为后续处理做好准备。

3 保证机组运行的临时技术措施

由于四月份将计划对#2 机组检修大修， 为了保证发电机能顺利运行至检修，特制定了相应的技术措施：

3.1 加强内冷水压监视，严格控制内冷水压低于氢气压力，防止内冷水压高于氢气压力。暂时取消#2 机定冷水泵定期切换工作，避免两台内冷水泵切换时水压波动。

3.2 氢气压力严格控制在0.27～0.30MP 之间。

3.3 补氢要求缓慢，时间大于30 分钟；并加强氢油差压监视，发现有波动立即停止补氢或增加补氢时间。

3.4 严格控制定子冷却水进水温度和冷氢温度。 变负荷时加强调整，防止温度大幅波动。

3.5 加强对发电机线圈最大温差及出水最大温差监视， 发现异常规程规定的发电机温度异常处理及时汇报。

3.6 在#2 发电机定冷水箱附近若有动火工作， 必须先汇报部门，经同意后方准发出动火工作票，并每小时测氢一次。

4 查漏方案

查漏按三步进行：

4.1 在发电机反冲洗状态下查漏

主要检查手包绝缘和三个回水管所连接绝缘引水管接头是否渗水。

4.2 定子线圈打水压查漏

将回水、反冲洗门打上堵板，开启内冷水泵，待气体排尽后关死排气阀门，逐渐升高压力，分别在0.3MP、0.4MP、0.5MP、0.6MP、0.7MP 压力后关死阀门，进入发电机内部，检查手包绝缘和三个汇水管所连接绝缘引水管接头是否渗水查漏，如果漏点明显则不再往下升压。 如没有明显渗漏点则在0.7MP 压力下观察能否保持压力，如果压力试验不合格而有没有发现明显漏点，则进行第三步。

4.3 定子线圈进行2.5 倍额定电压的直流耐压试验

耐压前先比较A、B、C 三相绝缘电阻值， 作为判断发电机是否有轻微渗漏的依据；耐压试验结果合格，可建议发电机投入运行。若耐压不通过，应坚持查找出原因并直至合格后方可投入运行。

5 查找与处理

2012 年4 月电厂按照计划停机大修， 在进行反冲洗时，#2 发电机汽端检漏计处检出水，随即停掉内冷水系统。 气体置换完毕且合格后，打开发电机汽端、励端人空门，启动定冷水泵进行查漏，结果发现发电机汽端34 槽线棒水电接头手包绝缘处往外滴水， 其他部位未见异常。将手包绝缘剥开，去除原绝缘层，露出水电接头，同发电机厂家工程师共同确定炉漏点部位——定子线圈空心扁铜线与烟斗状紫铜接头处，具体在左起第一、第二空心扁铜线缝隙之间。 由于要动火焊，发电机内空间不够，需要掉出氢冷器，以腾出足够的焊接空间，将发电机空冷器吊出后，根据厂家说明书要求，厂家工程师用料204 银焊条对第一、第二扁铜线处进行了封焊处理。 由于定子空心铜线壁较薄，因此气枪火焰不能太近铜线， 在焊接前， 必须用湿的石棉布包扎靠近定子线圈绝缘处，以免烧坏绝缘。 处理完毕后，对内冷水系统进行0.7MP 水压试验，8小时后再次检查发电机内部未发现漏点，一切正常。 为了防止焊接过程中此定子线棒受堵， 在水压过程中， 请厂家进行定子线棒流量试验测定，对相邻线棒测定比较合格。 随后重新恢复34 槽绝缘引水管处手包绝缘，绝缘经过大约48 小时干燥后进行发电机预防性试验，测量发电机绝缘电阻、吸收比、极化指数、直流电阻、直流耐压和泄漏电流试验数据全部合格。 氢冷器回装完毕后，进行风压试验，合格后发电机恢备。

2012 年7 月#2 机组启动正常，发电机运行数据基本正常。 经过一个月来的动态跟踪与分析，定冷水箱零启升压至安全阀动作值时间已较停机前有明显好转， 同时计算#2 发电机漏氢量大约为4m3/d，基本上来说此次发电机内冷水堵漏应该是比较成功。但接下来仍要继续对发电机相关数据进行跟踪分析，以便检查这次处理的效果。

6 结论及经验总结

6.1 机组日常运行维护中， 要经常开展发电机漏氢分析。出现漏氢量大时不仅要查找漏点，更要重视发电机内漏的分析。

6.2 充分利于停机机会， 及时进行定子线棒及绝缘引水管的查漏工作。

但从处理过程中却发现炉不少专业技术上和管理上的诸多不足，下步工作中要逐步改进。比如：不少设备在管理上存在死角，基本上属于无主管设备，处于无维护状态。

1）氢气检漏仪超期未检测，数据显示不准，失去作为附属系统的参考价值。

2）专业台账建立不完善，比如主油箱、定冷水箱、封闭母线等处含氢量测试记录无历史台账等。

大而言之，自机组投运以来，电气设备已经相当稳定地运行炉3～4 年时间，由于高低压电气设备绝缘老化、机械磨损严重等客观因素，将在今后相当长一段时间内增大故障的发生率。 就拿近几年来说吧，#2 主变发生内部相间短路、#1 汽轮机因油系统着火、#2 发电机漏汽量大等异常现象的发生，从中反映出炉我们工作中的诸多不足，同时也给我们敲响了警钟。对电气专业来讲，尤其要重视预防性管理，将事故消灭于萌芽状态，要达到此目的，就要求我们在平常的维护中塔塔实实、将工作作细，不能心存侥幸。 设备定检、周期性试验、定期切换、定期巡视等一定要切实进行，不能马虎、走过场。

在今后的电气专业工作中，一定要目标明确，将预防性管理作为重点，同时细化专业管理，比如：

1）细化主设备（发电机高压变压器、高压电动机、220KV 电气设备、主设备保护装置等）的运行台账和设备台账，为将来事故分析积累好原始资料;

2）及时进行异常分析，定期进行主设备的运行分析，，常作检修、维护总结。

3）制定全厂电气设备、保护装置检验项目周期表，做到该检必检，无一漏项，使电气设备真正做到预防性管理，增大安全底数。

4） 不要忽视主设备附属系统所反映的表面现象， 要积极进行分析，深挖背后所隐藏的东西。