浅谈发电机漏氢原因分析及处理

常少杰

（山西大唐国际云冈热电有限责任公司，山西 大同 037039）

发电机的正常运行，所需要的必要条件为氢、冷却水、密封油以及内部冷水系统的正常工作。其中氢条件主要是保证发电机内部的氢气纯度、湿度、温度和压力；冷却水条件为控制冷却水温度和压力；密封油条件主要是在缺氢时保证发电机内的侧压与温度；内冷却水系统是用于调节水压力、流量和温度等基本参数。

然而在发电机的运行过程中，常会导致发电机漏氢。主要原因在于氢分子的密度小，扩散能力强，另外密封油和内部冷却水系统的渗透会导致漏氢。在实际发电机的运行中，氢的泄露为持续性的，然而氢气无色无味，漏氢过程很难察觉。因此规定发电机的每天漏氢量在10 m3以内，认定为可控影响范围。大于规定范围时，将会影响电机组的运行安全。

1 发电机漏氢原因分析

发电机漏氢主要源自于发电机的本体、氢系统、冷却水系统、密封油系统和内部冷水系统。因此查找漏氢点应主要针对以上关键部位进行分析查找，并根据相应情况给出相应处理措施。发电机的漏氢原因主要有以下几个方面。

1.1 发电机本体结构所导致的漏氢

由于发电机密封性较差，一般是使用密封胶进行密封，而且发电机组正常运行时，其内部温度一般较高，这样会导致密封胶稀化，使得机壳内部与外部直接相通，从而导致氢气的外漏。这种现象的发生主要是在发电机的本体与接线管箱体的结合处，其中氢气管路、兰盘和阀门处是本机结构漏氢的主要存在点。在进行本体结构漏氢检查时，应重点注意这些部位。对于此种漏氢的最佳处理方式为增强密封胶的抗高温能力来提高发电机的密封效果，从而减少漏氢量。

1.2 发电机人孔门与盖端的漏氢

与发电机的本体相连的有各个人孔门和发电机盖端，用以方便检修与操作，然而发电机盖端和人孔门的连接处以及螺栓处都会导致漏氢的发生。这类问题的主要原因在于发电机的安装质量不足，导致一些连接处的安装密封性出现问题。因此，必须加强发电机人孔门处的安装质量，在有必要的情况下，使用涂抹密封胶的办法来增强密封效果。

1.3 发电机氢系统的管路漏氢

由于一些发电机在长期运作之后，难免会出现一些零件和材质的老化，主要体现在固件的老化导致阀门和固定处出现了一定松动，进而导致氢系统中漏氢的发生。因此，要重点注意发电机的一些管道连接处的磨损以及管道腐蚀裂纹的产生，重点注意对来氢与回氢管的设备管路进行排查。

对于此类原因所导致的漏氢应通过研磨处理，定时更换密封垫防止机械老化导致的密封性变差问题。对于发电机的管路部位，应使用无缝钢管材质，可有效地保障管路不被锈蚀。管路应采取相应的防震与防磨措施，减小电动机工作过程中所导致的固件松动，同时对于球阀问题也应采取措施改善其密封性能。

1.4 发电机密封瓦中间环漏氢

这种漏氢产生的主要原因在于发电机组密封瓦中间环的连接处不严密所致。由于连接处的缝隙会导致氢气漏至封油腔体中，且有部分氢气甚至会渗入油体，而在机油的消耗过程中，由于氢气的混入有可能导致爆炸发生，对发电机造成极大的安全隐患。

这类漏氢的产生影响着电动机组的安全运行，因此应当慎重处理。首先应立即停止电动机进行检修工作，对发电机密封瓦中间环应进行研磨处理，以便密封工作的进行。对封油腔体内的油应进行一定的扩散，防止氢气过于密集造成安全隐患。

1.5 密封油系统中的渗入导致漏氢

在电动机的正常运行过程中，密封系统中的油压需与氢系统中的压力保持平衡，为了实现这种平衡，会导致氢系统中的部分氢气进入密封油系统，这样就会导致氢气的泄漏产生。

对于这种情况下的漏氢，可以通过漏氢仪在排烟机的出口处检测出来。当漏氢仪检测出密封油系统中有氢气渗入时，应立即调节密封油系统的运行工况，对密封油系统中的油压进行控制，保证两个系统之间的相互平衡。

1.6 发电机内冷却水系统所导致的漏氢

在发电机组的正常运行过程中，内冷却水系统的水压会低于氢系统中的压力，且氢气的密度小，渗透性极强，由于压力的作用，会有部分氢气渗入到冷却水系统；与此同时，部分氢气会通过发电机的内冷水管壁进入冷却水系统之中。由此可见，冷却水系统中含有部分氢气是正常现象，然而当漏氢量达到一定程度时，会影响到发电机的正常运行。因此应使用漏氢仪观测冷水系统的排气阀的漏氢量，一旦漏氢量超标，应力计就会调节冷水系统的水压，减缓氢气的流入与渗入。

1.7 氢冷器漏氢

氢冷器漏氢的主要原因在于氢冷器的长时间工作导致的机器疲劳损伤，其自身的转换率与性能不断下降，当接近使用年限时，其漏氢量会慢慢增加。

这一类漏氢问题的监测方法简单，就是使用漏氢仪在氢冷器的空气管处进行检测。当发现漏氢量较大时，应立即停止发电机的运作。通常情况下，当冷却管的氢气渗漏量超过总量的5%时，应立即进行检修，一般是将氢冷器进行更换。

2 发电机的漏氢查找与处理方法

发电机各个系统之间的连接处以及管道的连接处，是漏氢产生的主要部位，然而漏氢产生时，由于氢气自身的特点，导致很难发现漏氢点。对于发电机的漏氢查找方法，现总结出以下几点。

①首先分析发电机自身的系统分部，逐步寻找漏氢点。切忌在漏氢点查找中盲目进行，甚至进行一些拆卸等不必要的工作。通过系统锁定漏氢点的大致范围之后，进行相应的漏氢原因分析，同时有针对性地拟定处理方案。②应当重视对于发电机自身的修护与检测。对于一些固件部位所导致的漏氢，应进行及时的维修，不可维修时，应及时进行更换。

产生漏氢的主要原因在于发电机工作过程中导致固件之间的松动，进而影响了发电机的密封性。因此，应定时进行固件的固定与注铰工作的进行，保证其发电机整体的密封性完好。造成漏氢的另一主要原因在于工作过程中，由于种种因素的综合作用致使各系统之间的压力稳定性出现了不平衡，对于这一原因所导致的漏氢，应及时调整各系统之间压力的稳定，保证发电机的正常运行。

3 发电机漏氢实例探析

某发电厂汽轮机所使用的是水-氢-冷发电机，其中一些主要参数如下：氢气额定压力为0.4 MPa，发电机内部容量大小为110 m3，其设计漏氢量为11.3 m3。然而，一次检修发现其漏氢量为40 m3，显然严重超出设计值。

通过停机检修，对所有可能存在的漏氢点进行了一一排查，结果发现其密封油系统出现不稳定现象，且平衡阀出现磨损严重，其他部位一切良好。通过进一步调整密封油系统的参数，观察密封油系统参数与正常运行之间的关系，并通过以下措施对密封油系统作了一些调整。

①调解密封油系统的油氢差压以及空侧密封油压参数，具体数值分别为0.084～0.095 MPa、060～0.65 MPa。②调解氢侧的密封油泵的出口压力在0.65～0.68 MPa。③更换磨损的平衡阀，有效消除卡涩现象。

通过使用上述处理措施之后，其密封油系统运行良好，整个机组运行基本稳定，漏氢量得到了有效控制。

4 结束语

发电机的正常工作离不开发电机各系统之间的平衡与协调，当发电机中漏氢量超过一定标准时，其运行的安全性与经济性都会受到影响，因此对于漏氢的及时处理显得非常有必要。发电机漏氢的主要原因在于发电机的长久工作导致的老化，使得其工作效率与性能降低，应及时进行固件的部分更换，确保发电机的漏氢量在可控范围；还有就是由于发电机工作过程中产生的振动引起固件之间的密封性变差导致漏氢产生，这类漏氢问题应通过定时检查与维护来达到减小漏氢的目的；另外，发电机在运行过程中各系统之间压力的稳定也是减小漏氢的办法。总之，在实际发电机工作过程中，应及时对漏氢进行处理，否则会影响发电机的安全生产。

[1]王彬，张勇.国产QFSN-600-2YHG型汽轮发电机漏氢原因分析及处理[J].沈阳工程学院学报（自然科学版），2013.