发电机氢气密封系统漏氢排查分析及处理

发电机氢气密封系统漏氢排查分析及处理
发表时间：2017-10-19T15:20:08.927Z 来源：《电力设备》2017年第15期作者：曹雪伟[导读] 摘要：氢冷发电机氢气密封系统密闭保障直接影响人员、设备安全和经济运行。

（大唐保定热电厂河北保定 071000）摘要：氢冷发电机氢气密封系统密闭保障直接影响人员、设备安全和经济运行。

对氢气密封系统漏氢的原因进行了分析，并就漏氢后的处理过程进行了详细的阐述，根据处理过程对今后的发电机检修提出了相应的预防措施。

关键词：发电机；漏氢；排查分析；处理引言
新技能背景下，已并网发电的200MW以上汽轮发电机组大部分能达到额定出力并持续运行，各项技术参数和性能也基本上能满足各种正常或非正常运行方式的要求。

尽管如此，由于设计及工艺原因，特别是制造工艺和质量检验等存在问题较多，导致发电机各类事故频繁，延续时间长，性质严重，损失巨大；其次，电机的安装、检修质量及运行维护水平也存在诸多问题，常常成为事故发生的诱因。

发电机漏氢作为氢冷发电机运行中发生频率较高，且危害性很大的事件，日补氢量超标，严重影响着机组的安全运行。

以下就某火力发电厂一起水氢氢汽轮发电机漏氢事件，分析探讨大型氢冷发电机运行中遇到漏氢故障后的原因分析方法和检查处理手段。

1大型氢冷发电机运行中遇到漏氢故障后的原因分析和处理手段 1.1故障情况
2号发电机为日立原装进口的200MW水氢氢冷汽轮发电机，已安全运行十余年。

自2011年底开始，运行人员发现其存在日漏氢量偏大的问题，但一直未超过12m³/d的设计值。

2号发电机定子水箱漏氢检测氢气含量偏高，手持测量值为（34-46）LEL，对应氢气含量为（1.36-1.84）%，在线监测装置显示氢气含量为（1.3-1.9）%之间波动。

同期投产的国产化机型6#发电机同期定子水箱漏氢手持测量值为（17-21）LEL，在线监测装置显示氢气含量为0。

机组运行期间加大对2号发电机漏氢情况检测，无明显发展变化趋势。

虽然此发电机的各项指标均为超标，但未保险起见，准备利用机组小修机会对发电机定子水箱氢气含量偏大的缺陷做全面检查处理。

1.2漏氢原因分析
水氢氢冷发电机漏氢原因：（1）密封瓦油路堵塞，（如油滤网堵，平衡阀、差压阀卡涩）等使密封油压降低。

（2）密封瓦与轴之间及密封瓦与瓦座之间的间隙大。

（3）各法兰及发电机本体的各接合面包括大端盖、人孔门等的密封橡胶或密封垫不良，各螺丝未拧紧。

（4）引出线套管、检温元件、引线端子板等密封不好。

（5）氢气冷却器密封垫各螺丝未拧紧。

及氢气冷却器铜管是否破裂。

（6）所有要关闭的阀门未关严。

（7）转子中心孔导电螺钉处漏氢。

（8）发电机本体和各管道的焊缝焊接不好。

（9）密封瓦与大端盖结合面（立面）不严密。

大端盖结合面光洁度不够或螺丝未拧紧。

1.3漏氢位置确定
2号发电机定子线棒也是进行的气压试验。

试验初始气压0.3Mpa，24小时后气压降至0.36MPa。

在排除发电机外部无渗漏点后。

采取氦质谱仪检漏，在励侧3点、5点钟位置发现氦气浓度较其他部位高出10倍以上，但无法确认漏点位置。

重新进行定子线棒水压试验（0.5MPa 8小时），对励侧3点、5点钟位置进行重点持续观察，最终于发电机励侧5点钟位置引水管手包绝缘处发现渗水缺陷。

1.4处理过程
（1）渗漏点确认后，为最小程度的影响工期，首先尝试在不抽发电机转子的情况下是否可进行渗漏点的补焊处理。

（2）施加了0.5MPa的水压后，此线棒北数一二排间开始有水渗出。

厂家人员就此判断泄漏点仍在线棒内部靠近定子膛方向，根据其意见，制定了抽转子继续处理的初步方案。

（3）发电机转子抽出后，吊开励侧下端盖、内端盖，拆除励侧撑环绑线和撑环。

（4）继续吊出汽侧内端盖，拆除汽侧撑环和线棒绑带，破开汽侧31#线棒手包绝缘。

焊开故障线棒两端水电接头处，敲掉汽励两侧故障线棒固定垫块后将故障线棒撬开抬出。

用铜堵头焊死下层线棒水管，打剩余线棒气压，0.5MPa，8小时无泄漏。

定子绕组吹水后，对剩余线棒进行33kV交流耐压试验，1分钟通过，再次确认其余线棒无问题。

（5）对新线棒进行54kV交流耐压试验，1分钟通过；进行0.6MPa的气压试验，12h经公式换算合格。

（6）先后恢复励侧汽侧手包绝缘，垫块，绑绳，撑环，T型螺栓和绑带。

加定子膛堵板、风道堵板。

用厂家专用烘焙机开始第一次烘焙，升温至定子端部温度90℃时，记录起始保温时间，恒温时间2小时。

继续升温至定子端部温度到110℃时，记录起始保温时间，恒温时间48小时。

（7）结束第一次烘焙后两侧刷环氧树脂浸渍胶。

二次烘焙升温至定子端部温度到100℃时，记录起始保温时间，恒温时间12小时。

检查手包绝缘处固化良好后，喷红瓷漆。

（8）对31#槽打槽楔后，进行发电机铁损试验、表面电位试验、定子绕组交流耐压试验、定子端部模态试验分别合格。

定子线圈0.5MPa气压试验合格。

顺利完成了#31上层定子线棒更换工作。

（9）对拆下的旧线棒接水盒焊缝进行着色探伤，焊缝外表面未发现异常，将线棒空心导线与实心导线散开，并将28根空心导线单独焊死后进行水压试验，发现渗漏点在第二层与第三层之间的焊缝，空心导线无渗漏点。

渗漏原因分析为多层空心导线与实心导线连接处焊接质量存在瑕疵，在电腐蚀及端部振动的作用下导致渗漏情况的发生。

经过以上更换线棒的处理，2号发电机日漏氢量下降为6.92立方米/天，效果十分明显。

2一般情况中漏氢的综合处理方法 2.1在备件上严把质量关
一般情况下，漏氢究其根本原因都出在备件质量上，一使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致，所造成的损失是非常严重的。

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，将好的品牌备件的厂家记下来，根据自己所用备件的型号和运行工况告诉他们，使之所供备件真正做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，制订出详细的处理预案，作到“解体前有目的，回装中有重点以。

上准电漏氢事例正是由于在停机前围绕漏氢情况作了大量的工作，所以在检修过程中井然有序地顺利找到漏氢根源，一次性处理好了这些漏点，真正作到检修的有的放矢，即缩短检修工期，又保证了检修质量。

2.3在检修中实现过程控制
在处理漏氢中对每个密封点实行严格控制，解体前尽量暴露本体的密封点后，排氢后对密封点用压缩空气再次打压查漏，对各密封点用卤素检漏仪和肥皂水仔细反复测量，特别是在正常运行中查不到的部位，如汽、励端瓦室中的瓦座结合缝；汽、励两侧氢侧回油管法兰；以及空侧密封瓦的回油情况等等。

3结束语
当发电机发生漏氢故障后，检查处理的周期较长，对发电厂的安全稳定运行影响比较大。

建议制造厂加强对制造工艺的监督，在设计、材质选择、加工整形、焊接、装配等工艺过程中严格工艺纪律，杜绝渗漏点，确保设备出厂后的长周期安全稳定运行。

在运行过程中，当发现氢冷发电机有漏氢事件发生时，应加强设备巡视，缩短检测周期，当漏氢量明显增加或遇到检修机会时应立即安排检查处理。

在处理过程中，一定要严格遵守工艺纪律，提高检修技能，严格执行防范措施。

氢冷发电厂在大小修时，应加强对漏氢故障的检查，确保定子气压试验的准确性，才能保证发电机组修后安全、可靠、高效运行。

参考文献
[1]李伟清.汽轮发电机故障检查分析及预防[M].中国电力出版社,2002.。