氢冷发电机漏氢问题的分析及探讨

氢冷发电机漏氢问题的分析及探讨

[摘要] 本文从氢冷发电机结构部件方面分析了发电机漏氢的原因，并提出了综合处理方法，以提高机组安全运行水平。

[关键词] 漏氢分析探讨

前言

韶关发电厂#10、#11发电机是东方电机厂生产的QFSN-300-2-20B型发电机组，其定子绕组、转子绕组及铁芯均采用氢内冷的冷却方式。氢气由装在转子两端的风扇强制循环，并通过设置在定子机座上部的四组氢气冷却器进行冷却。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。但发电机漏氢问题时有发生，影响了机组的安全稳定运行。本文对发电机漏氢问题进行原因分析，并对综合处理方法进行了探讨，以提高机组安全运行水平。

1.发电机漏氢原因分析

氢冷发电机的漏氢部位归纳起来讲总归有两部分；一是氢冷发电机内部本体结构部件的漏氢，二是发电机外部附属系统的漏氢。氢冷发电机本体结构部件的漏氢涉及四个系统；包括：水电连接管和发电机线棒的水内冷系统，发电机密封瓦及氢侧回油管接头的油系统，发电机氢气冷却器的循环水系统，发电机人孔、端盖、手孔、二次测量引出线端口、出线套管法兰及瓷套管内部密封、出线罩、氢冷器法兰、转子导电杆等的氢密封系统。发电机外部附属系统的漏氢包括氢管路阀门及表计、氢油差压调节系统、氢油分离器、氢器干燥装置、氢湿度监测装置、绝缘过热检测装置等。下面结合我厂发电机氢气系统的结构，对检修过程中影响到漏氢的关键结构部件进行分析。

1.1机壳结合面

机壳结合面主要包括：端盖与机座的结合面、上下端盖的结合面、固定端盖的螺孔、出线套管法兰与套管台板的结合面及进出风温度计的结合面等。为防止这些部位漏氢，在检修中应注意以下事项：

（1）端盖与机座的结合面及上下端盖的结合面结合面积大，密封难度大，是防漏氢的薄弱环节。应注意，在检修过程中，为解体及回装所做的标记不能伤及密封面；要对结合面进行详细检查，对所采用的橡胶密封条的尺寸、耐热性能、耐油性能、弹性及耐腐蚀性能进行严格验收。现在该厂的发电机端盖密封条应采用一次成形的氟橡胶密封条，密封胶采用硅橡胶密封胶，可以有效解决了上下端盖结合面的密封条在端盖处与下端盖密封条因衔接不良而引起的漏氢问题。

（2）紧端盖螺丝时，应均匀紧固大盖螺栓，防止出现紧偏，以保证结合面严密。要检查水平、垂直中分面的间隙，在把紧1/3螺栓状态下，用0.03mm塞尺检查应不入。

（3）出线套管法兰与套管台板的结合面是防止漏氢的关键部位。由于该处受定子端部漏磁影响，温度较高，加上机内进油的腐蚀，因此，该处需用耐油橡胶圈和橡胶垫加以双重密封。由于漏入机内的密封油多积存于此，因而该处的密封材料易老化变质失效，每次大修时必须进行检查。另外，在拆装引线的过程中，应避免套管导体受侧力过大，引起密封垫位置的变化而造成漏氢。

1.2密封油系统

（1）密封瓦座与端盖的垂直结合面是较易漏氢的部位之一，对该处的密封垫质量必须严格把关。上、下半端盖组装时，接缝应对齐，防止由于错口使密封垫受力不均。上、下半端盖的密封条顺端盖垂直面留出1～2mm的长度，安装后修成半圆型，使装配密封瓦座后此处接合严密不漏。

（2）密封瓦的间隙必须调整合格，间隙控制在0.18～0.20mm。

（3）为防止密封油进入机内，应控制好油档间隙。发电机两端轴瓦油挡顶部间隙控制在0.50±0.05mm，底部间隙控制在0～0.05mm，两侧间隙控制在

0.20～0.25mm；油挡结合面接触面积应在75%以上，以0.03mm塞尺不入为宜。

（4）严格执行差压阀的检修工艺，做好调试工作。保证氢侧油压高于机内氢压0.05±0.02MPa，且密封瓦空氢侧的油压必须时刻保持平衡(压差在0±

1.47KPa)，避免氢侧油压超出空侧油压造成氢侧回油大量增加，来不及排走而漏入机内，同时造成氢侧油窜入空侧，带走大量的氢气。

（5）严格监视密封油箱的油位，防止油满进入机内或空罐时跑氢。正常运行时保持较低油位。

1.3热工测温元件接线柱板

东方电机厂300MW发电机热工测温元件接线柱采用锥形结构，通过套在锥形接线柱的橡胶绝缘套来保证测温元件接线柱的对地绝缘性能和对氢气的密封性能。在实际检修过程中往往会造成橡胶绝缘套挤压变形，再加上锥型橡胶垫长期在发电机内受到高温和油浸的作用，非常容易老化松动，起不到应有的密封效果。

1.4转子部分

（1）氢气由转子外漏到大气是经护环处的导电螺钉进入转子中心孔，再从滑环处的导电螺钉或中心孔两侧堵板处漏出。因这种漏氢在运行中无法处理，因此每次大修都必须对转子进行风压查漏试验。

（2）大修中应首先加强对护环处导电螺钉的密封检查，切断转子漏氢的源头；其次，要检查滑环处导电螺钉及汽端中心孔堵板的密封情况，把好转子漏氢的第二关；最后通过在转子励端中心孔堵板处通入干燥清洁的压缩空气，用无水酒精滴在导电螺钉部位的方法进行检查。密封试验合格后，回装转子励端中心孔堵板，应确保此处严密不漏。

1.5氢气冷却器

（1）氢气冷却器是氢气可漏点最多的设备，结合面的每条螺丝及每根铜管都有漏氢的可能，因此应重点检查，并单独进行水压试验。试验压力为0.6MPa，30min无渗漏为合格。

（2）如发现铜管有渗漏，应在渗漏管两端用经过退火处理的锥形紫铜棒进行封堵。如铜管胀口出渗漏时，应用胀管器对该胀口进行补胀，并经再次水压试验合格为止。

（3）每台冷却器堵塞的渗漏铜管不能超过总数的5％，如超过则应更换。

（4）减少冷风器的漏风率，提高冷却效果。检修中应检查挡封条，损坏的要及时更换。

（5）检修时应对放在室外的冷风器做好防尘措施，防止散热片受到污染。另外，对于冷风器散热片表面的油污可用高温热蒸汽吹净，效果很好。

1.6氢气管道及阀门

（1）大修前应做好制氢站和氢气置换站管道的隔离措施，在远端的法兰部位加装堵板进行隔离。

（2）所有气体管道应用无缝钢管，严禁使用铸铁管件。管路连接应尽量使用焊接方式，以彻底杜绝因密封垫老化造成的漏氢。氢气置换站气体管道中小的阀门应全部采用密封性能良好的球阀。

（3）氢管道集中的部位，应有防震和防磨擦措施，并加强对管道的检查，防止因管道之间相互磨擦，造成管壁局部变薄而泄漏。

2.漏氢的综合处理方法

2.1在备件上严把质量关

因备件质量造成发电机漏氢主要有两方面：一是线棒水电连接管质量存在压接问题，二是密封瓦座密封条过早老化失去弹性。所以治理漏氢首先要从备件的质量上入手，多调研国内其它电厂所用备件和密封件的情况，真正选到品质优良适合本厂发电机所需的工况备件，在备件上作到“该换必换、换必换好”。

2.2制定详尽的漏氢处理方案

发电机漏氢治理的质量不仅仅要求在解体后回装中把关,更主要的是从检修前的漏氢量情况分析、修前运行中漏点仔细查找、根据漏氢的情况分析漏氢部位,