汽轮发电机组漏氢超标的原因分析及处理

赵福春++李亚敏

摘 要：#2机组2016年5月小修结束启机后，发电机在运行过程中突然出现氢压下降加快、补氢频繁的现象，对发电机本体及相关的密封油系统、氢系统、氢冷却器系统等进行原因查找，利用大修机会对其汽端、励端密封瓦解体并检测密封瓦处轴径状况，并进行治理，发电机漏氢大的问题得到圆满解决。

关键词：发电机；漏氢；励磁机端密封结构；结合面衬垫；密封支座；密封瓦

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

1 机组运行状况

华电漯河发电有限责任公司#2汽轮发电机组是上海电气集团股份有限公司设计生产的型号为C330-16.7/0.379/537/537型单轴、双缸双排汽、中间再热供热抽汽式汽轮机，上海汽轮发电机有限公司生产的型号为QFSN-330-2型水氢氢汽轮发电机。发电机组采用双流环式密封瓦进行密封，氢气冷却。双流环式密封瓦是设在发电机转子两端静止部分与转动部分间的油密封装置；主要由密封瓦上环、下环、空侧进油室、氢侧进油室及挡油环、挡油板等组成；其具有结构简单、安装、调整、检修方便，气密性好，可靠性高等优点[1]。

#2机组2016年5月小修结束启机后，发电机在运行过程中突然出现氢压下降较快、补氢频繁的现象，经统计#2机组日漏氢量最高达40m3/d。2016年7月组织相关专业人员对发电机本体及相关的氢系统、氢冷却器、密封油等系统进行查找，均未发现有较大影响的缺陷，虽然消除了氢系统微量的一些漏氢点，然后隔离了氢干燥器和在线氢气检测仪，但未见漏氢现象及漏氢量有明显好转。但在汽机房顶部发电机空侧油排烟风机的排气口测得氢气浓度超标，在线漏氢检查仪显示8号通道（6瓦回油）氢浓度达到2.9.采取调整密封油系统运行方式（主要为调整油压）、调整励磁机端的平衡阀等措施后均未产生明显效果。

2 原因分析

通过对以上现象分析可看出，漏氢主要发生在发电机励磁机端，原因可能是励磁机端密封结构出现异常。其漏氢的原因可能有以下几种：

（1）密封油供应异常（可能为油路堵塞）造成密封油缺失导致漏氢。（2）密封瓦与密封支座配合不当，造成密封瓦卡死，所以会密封失效。（3）密封瓦磨损或变形导致密封性能下降甚至破坏。（4）密封支座、中间环或端盖上下中分面出现间隙，可能是密封胶失效。（5）结合面衬垫出现间隙导致漏氢。

综上，励磁机端的结构原因导致漏氢，所以必须对励磁机端进行解体来探查更深层次的原因[2]。

若励磁机端密封结构异常的问题得不到及时处理，不但发电机内部氢气将会继续大量漏泄，造成生产成本的上升，甚至将会对发电设备和员工人身安全造成无法挽回的危害和损失。

3 治理方案

我厂于2017年3月15日对#2机组进行大修，借此契机，对其汽端、励端密封瓦解体并检测密封瓦处轴径状况。

汽端、励端密封瓦径向间隙（见表1）都在标准值之内，轴径处有轻微划沟和伤痕，不会造成大量漏氢，对其进行研磨抛光处理。

通过对以上数据分析认为，可能是发电机运行过程中，温度变化和振动的作用使端盖与中间环或中间环与密封支座之间的绝缘衬垫出现问题，或是励磁机端各部件的分面之间的配合出现了间隙导致发电机漏氢。解体时发现中间环与密封支座之间的衬垫压得不太紧，衬垫材质为绝缘纤维纸，并非刚性体，此种材质衬垫易变形，且存在与金属结合面之间存在压不实的区域，在压力为0.3Mpa氢压的挤压作用下，氢气大量漏出。设计、安装、检修、运行时的诸多因素均会影响衬垫压紧和衬垫间隙形成，都会造成运行中漏氢量增大，并迅速发展成大量漏氢的现象。

回装励磁机端严格按照相关工艺要求进行，衬垫、衬垫绝缘漆的材质选购和安装应特别注意。复装后对励磁机端进行气密性试验，折合发电机漏氢量约2.6m3/d，低于规定10Nm3/d。發电机漏氢大的问题得到圆满解决。

4 预防措施

由于发电机氢气系统与许多系统均有关联，且其影响因素较多，出现漏氢的机率很大，而且都比较隐蔽，很难发现直接漏点，特制定以下几条防范措施。

（1）当发电机出现漏氢现象，首先应对各系统进行分析，采用排除法，遵循先系统，后本体的原则，逐渐缩小范围。这样可以迅速缩小漏点范围，避免盲目的拆卸工作而影响启机。

（2）在初步锁定漏点范围后，应组织专业人员首先进行原因分析，拟定处理方案和可采取的对策，再进行处理，这样减少检修时间。2016年7月第1次对发电机解体时因为对其结构不够了解，原因分析不透，结果 一无所获。

（3）由于发电机端盖安装工艺要求较高，应让经验丰富的技术人员进行操作，避免重复工作。

5 结论

我厂#2机组密封瓦从新回装后，漏氢量约2.6m3/d达到优秀水平。

造成发电机漏氢的原因很多，发电机出现漏氢现象后，应尽量在停机前进行数据分析并尽量缩小范围，查找漏点。不但要选购优良的密封材料和备件，在检修中选用经验丰富技术人员合理地安装密封垫，而且通过气密性试验把关合格后，才能彻底消除漏氢现象。

参考文献：

[1]李宗凯.汽轮发电机组密封瓦间隙超标的分析与治理[C].吉林省科学技术协会学会学术部.增强自主创新能力 促进吉林经济发展——启明杯·吉林省第四届科学技术学术年会论文集（上册），2006：642-643.

[2]吕卫军 袁建新.引进型300MW汽轮发电机严重漏氢故障处理及改进[J].电力设备，2004，5（06）：55-57.

作者简介：赵福春（1967-），男，黑龙江佳木斯人，大专，高级技工，从事火电厂汽机相关方面的工作。