河曲电厂发电机漏氢查找方法及处理

鲁学斌

国家能源集团山西河曲发电有限公司 山西河曲 036500

河曲电厂一二期工程4×600MW汽轮发电机组采用东方电机厂生产的QFSN-600-2-22B型发电机，该型发电机采用“水氢氢”冷却方式，即定子绕组水内冷、转子绕组氢内冷、铁芯及其它构件氢冷。氢气系统由发电机定子外壳、端盖、氢气冷却器、密封瓦以及氢气管路构成全封闭气密结构。自2004年机组投运发电以来，4台发电机的漏氢量都比较大，尤其是1号发电机平均每天的漏氢量严重超过不大于12Nm3/d的标准，一旦漏氢严重，查找漏氢点是比较繁琐的，发电机连接的部件或系统都有可能发生漏氢，通过对氢气系统的学习和现场查漏氢的工作，发生漏氢的途径如下：发电机漏氢一般情况下有外漏氢和内漏氢两种。外漏氢是指发电机内的氢气通过泄漏点漏到机壳外的大气中；内漏氢是指氢气漏到发电机的油水系统中和发电机出口封闭母线外壳内。即发电机内的氢气通过密封瓦座结合面进入密封油中和氢气漏入定子绕组空心导线内冷水中[1]。针对发电机内漏氢和外漏氢两种情况，结合发电机内部结构，现指出发电机运行中容易漏氢的部位，分析其原因并提出解决办法。

1 发电机氢气外漏的氢气排到大气的部位

（1）发电机本体端盖结合面漏氢。这些部位漏氢主要是由于发电机本体结合面密封不严造成的，在发电机变负荷运行过程中，发电机的温度也在不多的变化着，在发电机膨胀和冷缩的过程中造成发电机本体结合面的密封性不良，从而泄露氢气。在厂运行的发动机中都存在发电机端盖结合面漏氢的情况，尤其是#1和#4发电机的汽端和励端结合面存在不同程度漏氢，平时都是通过注胶密封，但这种处理不能从根本上解决漏氢随着发电机膨胀和冷缩造成反复漏氢。

（2）氢气冷却器的端盖发生氢气泄漏。发电机本体汽励两端的4个氢气冷却器的端盖与发电机的法兰结合面处也是容易发生氢气泄漏的地方。此部位漏氢主要是发电机本体的机械振动使端盖结合面的橡胶垫密封不严造成的，如＃1发电机漏氢量大，严重超过补氢量不大于12Nm3/d的标准，经过多次查找漏点才发现＃1氢气冷却器的端盖法兰处发生泄漏。这就是由于机组机械震动使氢气冷却器下部螺栓松动造成大面积漏氢的。

（3）氢气管路的阀门和管路氢气泄漏。氢气管路系统的阀门和管路由于长期摩擦或管路质量问题而造成阀门结合面间隙变大或管路磨损发生漏氢事件。这种情况下应对氢气系统的阀门法兰处用黄油进行密封处理。

（4）发电机事故排氢阀漏氢。发电机事故排氢阀门密封不严密或是在机组正常运行过程中人员误操作发生氢气泄漏。

（5）发电机氢气系统的安全阀误动或阀门接触不严密发生漏氢。发电机氢气系统的安全阀误动或阀门接触不严密发生漏氢；由于氢气系统的安全阀启座压力校验不正确或安全阀的弹簧损坏所造成的氢气泄漏。如＃1发电机氢气安全阀就曾误动一次造成发电机系统氢压快速下降，被及时发现隔离安全阀后使氢压稳定差点造成发电机急停事故。

（6）发电机测温元件接线柱板漏氢。发电机测温元件接线柱板等处也是可能漏氢的部位。由于机组长期运行中发电机存在振动和在负荷变化中产生温差等因素，从而导致发电机的测温元件接线柱发生松动，在接线柱和发电机本体之间产生间隙，发生氢气泄漏。

2 漏到发电机油水系统中和封母外壳内

（1）氢气漏入定子冷却水系统。此处的漏氢可以从定冷水箱的放空气口测得。它主要是由定子线圈漏入内冷水系统中。#2发电机在大修过程中检查发现发电机的水电接头处有裂纹存在，使发电机内的氢气通过裂纹漏入定子冷却水中。

（2）发电机的密封油系统。氢气通过密封瓦漏到密封油系统，部分密封油系统里的氢气密封油排烟风机排如大气；发电机的密封瓦损坏漏氢。这种漏氢主要是因为密封瓦间隙调整不当、油氢差压阀装配质量不良、油质不合格等原因造成的。＃1机组大修时发电机密封瓦安装工艺不佳导致密封瓦径向和轴向间隙过大造成氢气泄漏，还有＃2机组因密封油优质不合格造成密 封瓦表面磨损从而使轴向、径向间隙发生变化造成漏氢，这些事实都证明了严格控制以上因素的重要性。

（3）发电机内的氢气漏到封闭母线中。发电机内的氢气还可以通过发电机定子出口套管漏到发电机的封闭母线中。在日常的工作中，运行的氢冷发电机组漏氢部位的确定不是件易事，以上几点只是实际运行中容易发生的或发生过漏氢的重点监视部位，但是现场情况往往比较复杂。通常情况下可采用分部查找的方法，即在可能漏氢得地方涂上肥皂水，涂肥皂水检查漏氢是一种简单易行并且效果很好的方法。另一种方法就是用漏氢监测仪表来检查，根据表针指示氢气浓度数值来判断漏氢的部位。

根据以上分析，针对厂情况现提出以下几点防止漏氢的措施:①机组大修或小修时，只要动密封瓦，检修完毕后必须严格控制密封瓦轴向、径向间隙，实行三级验收制度。②根据现场油质化验情况定期对密封油进行化验，防止造成密封瓦损坏以致造成发电机漏氢。③每天对容易日常维护过程中容易出现漏氢的部位使用测氢仪进行测量（如发电机绝缘监测仪、氢气冷却器排污门、氢气控制排，以及汽机房顶部密封油系统、氢气系统排气管的氢气浓度是否符合规定）。④根据实际情况对发电机氢气冷却器底部于机壳连接法兰螺栓进行紧固（注意必须使用铜扳手）。⑤定期对发电机端盖、端罩各密封结合面螺栓复紧。⑥运行人员注意每天发电机补氢体积是否符合规定。⑦运行人员密切监视密封油系统、定子冷却水系统运行参数以便确定是否出现内漏氢的现象。

3 结语

氢冷发电机机漏氢的控制是一个长期的工作，必须引起我们每一个运行人员的高度重视，及时采取有效措施防止氢气泄漏，从而保证机组安全经济运行。