发电机定冷水系统漏氢事件分析

2018-10-20王骁帆

科技创新与应用 2018年26期

王骁帆

摘要：某电厂机组运行过程中，发电机定冷水箱漏氢检测仪>20%报警，定冷水箱排气量增大，经检查确定为发电机定冷水进水金属波纹管法兰连接处焊缝处发生氢气泄漏，进行处理并制定防范措施，保证氢冷机组安全运行。

关键词：发电机；定冷水系统；金属波纹管；漏氢分析

中图分类号：TM31 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）26-0047-02

Abstract： During the operation of a unit in a power plant， alarm was given by the hydrogen leakage detector >20% of generator constant cooling water tank， and the exhaust capacity of the constant cooling water tank was increased. After inspection， it was determined that hydrogen leakage occurred at the welds of the flanged metal bellows of generator constant cooling water intake water， so as to carry out treatment and formulate preventive measures to ensure the safe operation of hydrogen cooling units.

Keywords： generator； constant cooling water system； metal bellows； hydrogen leakage analysis

某电厂发电机为QFSN-600-2YHG型汽輪发电机，发电机采用水氢氢冷方式，定子绕组水内冷，定子铁芯及端部结构件氢气表面冷却，转子绕组氢气内冷。2006年7月制造，2007年9月投入运行。

2017年7月，结合机组A级检修，发电机进行了检修工作：发电机槽楔松紧度检查、定子绕组端部及紧固件检查、定子铁芯检查、发电机转子检查及通风试验、发电机交直流耐压试验、绕组端部电晕试验、绕组老化鉴定试验、绕组端部模态试验、手包绝缘电位外移试验、定子绕组水流量试验、定冷水系统水压试验，各项试验结果正常。定冷水系统水压试验按照厂家说明书进行，试验压力0.6MPa，稳定后保持24小时，压力降为0.002Mpa，试验结果合格。但是机组启动后，发电机运行过程中发生定冷水系统氢气渗漏事件，经过多次检查试验，发现发电机定冷水励端进水金属波纹管道上存在渗漏点，下面就本次事件详细经过进行分析总结。

1 事故经过

（1）7月11日23：00，机组运行过程中发电机定冷水箱漏氢监测仪测点发>20%报警，7号发电机定冷水PH值出现下降趋势，电导率轻微波动。电厂立即组织专业人员对定冷水系统进行详细检查分析，检查定冷水箱漏氢监测仪、定冷水在线PH表和电导率表均正常。检查发电机定冷水系统加药、取样管线畅通，更换定冷水优化装置药品（NaOH溶液），更换药品后定冷水PH值仍然下降。

（2）7月12日20：00定冷水PH值下降至7.05左右不再下降。检查定冷水排气系统及排气表正常，定冷水箱排气报警控制器显示12日排气量为2.9立方米/天。7月13日14：00，对发电机定冷水箱进行充氮置换，置换后定冷水箱漏氢监测仪显示氢气含量由20%降低至0%。22：50，氢气含量再次升高至20%，定冷水箱排气报警控制器显示13日排气量1.71立方米/天。

（3）7月14日，发电机定冷水箱再次充氮置换，置换过程中定冷水箱氢气含量降至12%不再降低。定冷水箱排气报警控制器显示14日排气量为11.31立方米/天。随着氢压下降速度增大，对发电机本体、密封油系统、氢气系统再次进行全面检查，发电机各部位温度、定冷水流量、定冷水压力、氢气湿度、氢气压力等关键参数正常，发电机油水继电器无油水、氢气干燥器排水量正常、发电机绝缘过热监测装置显示值无明显变化，检查发电机油水继电器无油水，氢气湿度合格-12.56℃《氢冷发电机氢气湿度的技术要求》，发电机未发现外部漏点，但定冷水箱排气报警控制器显示排气量在缓慢增大。结合多次检查结果，并依据《防止电力生产事故的二十五项重点要求》10.5.2条，停机进行事件处理。

2 处理过程

（1）经过多次检查分析，判断定冷水系统发生氢气渗漏，可能造成定冷水漏氢的部位有：a.定子线棒水电接头；b.空心导线端部、槽内直线换位处；c.绝缘引水管及其两端管夹接头；d.发电机内部定冷水回路密封垫（内部共15个密封垫）；e.发电机内部进出水及汇流管放水金属波纹管（内部共4个金属波纹管）；f.发电机内部定冷水管路；g.发电机出线套管手包绝缘；h.氢水差压开关等处。根据同型号发电机运行情况，发电机定冷水金属波纹管是故障易发部位。

（2）发电机停运后，在降低发电机氢压时，同步降低发电机入口定冷水压力，降压过程中始终保持氢压高于水压，直至定冷水系统停运，防止定冷水漏进发电机内部。打开发电机出线盒人孔，汽端、励端氢冷器人孔，进入发电机内部查漏。启动定冷水泵，缓慢升高定冷水压力，升压过程中，对定冷水管路金属波纹管及密封垫、汇流管及接头、绝缘引水管及接头、发电机出线套管冷却水管及接头、线棒端部等部位检查。当定冷水压力升至0.20MPa左右时，发现发电机励端定冷水进水金属波纹管有水呈连续点状滴出，其他部位正常，没有发现明显渗漏点。发电机励端定冷水进水金属波纹管位置如图1所示。确认漏点部位后，停运定冷水泵，定冷水系统放水，拆下发电机励端定冷水进水金属波纹管，更换备件。为了防止汽端定冷水出水金属波纹管也发生泄漏，将汽端定冷水金属波纹管也进行了更换。

（3）金属波纹管更换安装完毕，按照《汽轮发电机漏水、漏氢的检验》（DL/T607-1996）标准对发电机进行定冷水系统水压试验，试验压力0.5MPa，试验时间8h，试验期间定冷水压力由0.50MPa降至0.492MPa，压力变化1.6%，试验期间对发电机内部定冷水相关部位进行检查，无明显渗漏点，水压试验合格。

3 原因分析

金属波纹管外包覆有金属编织网，两端带有法兰连接，泄漏的金属波纹管外观检查肉眼没有发现明显缺陷，无破损、抽丝，锈蚀，连接牢固。如图2所示。

对金属波纹管进行深度检查，进行此管段的打水压检漏，首先去除金属波纹管外面的金属编织网部分，封堵两侧法兰对其进行水压试验，刚充满水进行升压，即发现金属波纹管与法兰体连接焊缝处有水呈丝状带压冒出，如图3所示。

（1）经金属专业技术人员分析，该裂纹属于制造时焊接融合不良所致，机组运行中受振动、热胀冷缩等因素影响而发生破坏渗漏。定冷水金属波纹管渗漏以后，由于氢压大于水压，氢气泄漏到定冷水系统，氢气随定冷水进入定冷水箱，导致定冷水箱氢气含量增加，漏氢监测仪报警。

（2）渗漏到定冷水箱的氢气经安装有排气表的定冷水箱排空管路排出，造成定冷水箱排气量增大。

（3）氢气渗漏入定冷水系统时，氢气对PH计电极测量有一定影响，造成PH值测量值变小，电导率波动为调整PH值加入药品所致。

（4）维护人员设备管理存在薄弱环节。设备点检工作仍主要局限于设备表面及显性缺陷处理，不能够对一些潜在缺陷和隐患做到有效预测和预防，需要采取可行的技术监控措施或检修手段加强对设备的精细化管理。

（5）主设备检修项目和标准有待进一步细化和完善。随着设备运行时间增加，部分部件有逐年老化趋势。应积极与生产厂家沟通并进行深入探讨，增加、细化、完善可能影响发电机安全运行的必要的除检修规程规定以外的其它检修项目和技术监控措施。

4 防范措施

（1）与设备制造厂沟通，探讨从设计、材料、工艺等方面对金属波纹管进行改进的措施，提高金属波纹管质量。

（2）与地方科研院所沟通，加强金属波纹管焊缝焊接质量检验，明确检查检验项目，改进检验手段，及时发现缺陷，防止此类事件再次发生。

（3）利用检修机会，对发电机内部定冷水金属波纹管及其法兰垫、发电機出线套管手包绝缘等部位进行重点检查，必要时更换金属波纹管及其法兰垫。