提前做气密性试验方案在氢冷发电机组检修中的应用

提前做气密性试验方案在氢冷发电机组检修中的应用

1 前言

随着机组容量的增大，氢冷型发电机组代替了其它冷却形式的发电机组，氢冷发电机组在电网中占有相当大的比例，因此，氢冷发电机组的安全可靠性越来越重要。为防止发生氢气爆炸事件，对于氢冷发电机组的氢气泄漏量要求越来越高。以300MW机组（运行氢压0.2～0.3MPa）为例，要求运行中每天的氢气泄漏量要≤8.5m3/天。而按JB-T6227—2005《氢冷电机气密封性检验方法及评定》标准，漏氢率≤7.5m3/天为合格，≤6m3/天为良，≤4.5m3/天为优，标准有所提高。

为确保发电机漏氢率符合要求，在生产制造、安装、检修、验收及运行中对发电机的漏氢率有极为严格的要求，必须按规定进行测算，尤其发电机进行全面检修后，整体气密性试验是非常重要的验收程序。

2 氢冷发电机组在检修中进行气密性试验存在的问题

在氢冷发电机检修结束后，为考验设备装复后的严密性，会进行一次发电机氢系统的整体严密性试验。氢冷发电机整体严密性试验前，机组必须具备的条件如下：

（1）发电机检修工作结束，所有部件均已装复，包括发电机大端盖、密封瓦、轴承、所有发电机检修人孔、氢系统管道和冷却器均已装复。

（2）汽轮机组各道轴承装复，具备润滑油投运条件。

（3）汽轮发电机润滑油系统检修完毕，润滑油油质处理合格，具备投运条件。

以300MW机组一次正常A修为例，控制工期一般为58天左右，大概在第53天左右才能达到上述条件。此时整个大修的主线工作已近结束，机组基本具备启动条件。

氢冷机组的氢气系统较为庞大，内外密封点较多，经过A修的全面解体和重新组装后，是否严密不漏，存在较大的不确定性，需要通过进行气密性试验来验证。如果此时发现气密性试验不合格的情况，可能又会花费大量的时间进行检修和检查工作，对于不太明显的泄漏点，有时返工处理两三次都较为常见。由此将使整个检修工期延长，发电机整体气密性试验是否合格将直接影响到机组启动的时间。

3提前进行发电机气密性试验的构想

按正常检修工序，在对发电机大端盖及密封瓦进行解体检修后，需待发电机轴承全部密封后对发电机做整体气密性试验。若密封瓦、发电机大端盖在试验中发现有泄漏，再次处理工期较长，可能会影响到机组的复备时间。为尽早检验大端盖及密封瓦在检修后密封效果，尽早发现氢气系统存在的漏点，缩短检修工期，因此需在前期条件许可的情况下尽早对发电机充压缩空气进行气密试验。某电厂针对发电机气密性试验不成功可能对检修工期的影响进行了探讨，提出提前进行气密性试验的可行性方案，进行了一些尝试性的做法如下：

首先考虑在发电机装复后，氢、油、水系统检修已结束，达到可通入介质条件时，将汽轮机和发电机各道轴承进油管加堵板进行封堵。待油系统油质合格后，启动润滑油泵向密封油站供油，进而由密封油泵向发电机密封瓦供油。向发电机内通入压缩空气，按规定进行气密性试验。为了检查发电机密封瓦是否泄漏，试验时发电机两端支持轴瓦和轴承端盖不密封，便于检修人员就近检查密封瓦和密封端盖是否存在泄

漏情况，密封瓦回油量是否正常等。

通过几次试验，发现上述做法存在如下问题：

（1）需要对各支持轴承进油管道法兰进行封堵，存在后期遗忘取堵板烧轴瓦的风险。

（2）由于较多油管道处于检修状态，如果考虑不当有从油管道泄漏的隐患。

4 临时密封油源的提出及实施

根据现场油系统布置情况，重新进行了局部改造和优化，以满足安全有效的提前进行发电机气密性试验。

方案构想：单独设置一路密封油源，绕过汽轮发电机供油母管，直接向密封油站供油。

选择主机输油泵作为临时密封油源的油泵，通过系统改造实现了上述构想，具体方案如下：

4.1 试验前条件

4.1.1发电机两侧密封瓦安装完毕。

4.1.2发电机各检修人孔门已密封。

4.1.3所有氢油水系统检修工作结束。

4.1.4低发联轴器中心初找合格。

4.1.5主油箱润滑油油质合格。

4.1.6发电机轴承进回油管路安装完毕。

4.2试验前准备

4.2.1试验前对密封油管、轴承回油管等法兰进行认真检查，避免试验中发生漏油。发电机前后轴承的所有油管不得有对外排放的管口，若有需进行临时封堵。

4.2.2发电机前后轴承下瓦就位，上瓦吊开。

4.2.3用油布对发电机前后轴承室油档位置进行密封，作好防止密封瓦在试验中漏油过大冲出轴承室的措施。

4.2.4试验前接好主机输油泵至密封油箱的临时密封油管道，具体要求如下：

图1：密封油临时供油改造图

4.2.4.1在密封油真空油箱进油门增加一次门，在一二次门之间安装临时补油门和补油口，并安装压力表。

4.2.4.2在主机输油泵出口安装临时供油门和供油口。

4.2.4.3在主机输油泵出口的临时供油口与密封油真空油箱临时补油口之间用临时油管连接。并在临时油管上安装调压阀，将密封油临时油源压力控制在0.1～0.15MPa之间，调压阀回油到主机油箱。

4.2.4.4临时补油管可用强度较高的钢丝软管加装法兰制作，在使用前进行0.3MPa油压试验合格。

4.4 在发电机前后轴承大端盖处轴承进油法兰加装堵板，防止空侧密封油从轴瓦处油口回流进轴承进油管路。

4.5 确认发电机系统的油水探测报警器工作正常。

4.6 投运主油箱排油烟风机，启动前仔细检查各轴承回油口是否有棉纱等杂物，避免杂物吸入回油管。

4.7 接好向发电机充气的压缩空气管。

4.8 采用临时密封油进行发电机气密性试验方法及注意事项

4.8.1关闭主机输油泵临时供油门、真空油箱补油一次门。

4.8.2开启真空油箱临时补油门，补油二次门。

4.8.3开启主机输油泵出口门，使油循环回到主机油箱。

4.8.4主机输油泵启动正常后，缓慢开启至真空油箱的供油门，控制真空油箱临时补油门处的油压为0.15MPa，摸拟真空油箱在正常运行中的补油环境。

4.8.5在发电机气压较低时，按正常第三路油源供油方式向发电机密封瓦补油。

4.8.6在发电机气压较高时，采用密封油泵正常供油，直到完成气密性试验。

4.8.7密封油试验回路：主机输油泵→临时补油管→真空油箱→密封油泵→滤油器→压差阀→发电机密封瓦→氢侧排油(空侧排油回空气抽出槽) →回油扩大槽→浮子油箱→空气抽出槽→轴承润滑油排油→汽机主油箱→主机输油泵。

4.8.8为避免试验初期发电机内气压低，密封油供油量小，密封油泵再循环油量大导致油泵温升过快而对泵的安全运行造成威胁，应提前将机内压缩空气气压升至0.1MPa左右后再启动密封油泵。密封油泵投运后，应快速将发电机内气压升至试验压力0.3MPa。将密封油温度控制在80℃以下。

4.8.9密封油泵启动后全面检查油系统管路是否有泄漏，检查密封瓦漏油量是否正常，如有异常及时处理。监视油水探测报警器情况。

4.8.10试验初期发电机内气压低（0.05MPa以下），浮子油箱中的浮球动作缓慢，将会引起排油不畅，应适度开启旁路门排油且密切监视油位，直至浮子油箱工作正常后关闭旁路门。

4.8.11整个试验期间应密切监视真空油箱油位，将油位控制在真空油箱浮球阀开启前位置，防止系统压力波动和密封油泵进空气。

4.8.12发电机压缩空气达到试验压力后全面检查整个氢气系统是否有泄漏，如有泄漏应及时处理。检查密封瓦泄漏是否正常，如泄漏偏大可适当调整油氢差压，但必须严格控制在0.056±0.02MPa范围内。

4.8.13在油氢差压波动时可适当开启密封油再循环门保持油氢差压在额定范围。

4.8.14试验期间投运检修盘车时应密切观察各参数的变化情况及密封瓦漏油情况。

4.8.15检查油压、气压正常后，拆除压缩空气充气管，进入试验计时24小时。

5 应用效果

5.1采用临时密封油源进行发电机气密性试验，可在低发中心初步合格，密封瓦装配结束后开展。与原大修第53天左右采用开展试验相比，至少可提前15天进行发电机气密性试验，为后续的检修和机组启动争取了时间。

5.2采用临时密封油源进行发电机气密性试验，将主机轴承系统与密封油系统完全隔离，除油泵启动改为主机输油泵外，其它操作与平时无异，安全可靠性得到保障。

5.3未设置临时密封油源前，如果需对主机轴承进行检修工作，需要对发电机系统进行排氢，检修完成后需再次充氢。而设置临时密封油源后，对主机轴承的检修工作不再需要排氢，可采用临时密封油单独向密封油站供油，可减少充排氢工期两天，节约CO2费用约2000元左右，增加了主机部分检修工作的灵活性。

6 结束语