200MW 汽輪發電機漏氫量偏大的分析與處理

張軍昌

（鄭州市鄭東新區熱電有限公司 河南 鄭州 451464）

1 基本情況

鄭州市鄭東新區熱電有限公司有兩臺200MW 燃煤發電供熱機組，汽輪發電機為四川東方電機廠生產的QFSN—200—2 水氫氫汽輪發電機，額定有功功率為200MW。 #2 機組與2008 年10 月通過72 小時試運行，進入商業化運營。

自#2 機組投運以來，發發電機運行正常氫氣濕度合格，漏氫量折算到正常大氣壓下，約為4m3/d—5m3/d,補氫周期約為4 天一次，滿足發電機廠家說明書及本廠規程漏氫量小于10m3/d 的規定。 2011 年11月運行人員在#2 發電機定冷水箱測量氫氣含量時發現氫氣含量超標，隨及進行跟蹤觀察并進行詳細計算發動機漏氫量，漏氫量由以前的5m3/d 增加到約為8m3/d,補氫周期也縮短到幾乎兩天補一次，雖然漏氫量未超過規程規定值，但已經有了明顯的變化，下面就是對此現象的分析、處理過程及部分思考。

2 漏氫量增大的原因分析

發電機氫氣泄露主要有兩個途徑：一是，通過氫冷器、發電機端蓋、密封油系統等外部途徑泄露到大氣中；二是，發電機內氫氣漏至定冷水系統。對于第一種現象采用抹肥皂水的方法，對發電機汽端端蓋、勵端端蓋、氫冷器密封面及密封油系統接頭進行全面檢查，發現了兩處漏點。 對此兩點進行密封處理后， 每24 小時漏氫量仍有7m3/d 左右，再加上定冷水箱內氫氣含量超標，隨將檢查重點放在發電機內氫氣漏至定冷水系統上。

經過詳細分析研究，主要從三個方面進行了處理：

2.1 確定#2 發電機24 小時的實際漏氫量

在一個補氫周期內，負荷基本相同的情況下，經過連續幾天的觀察與計算，漏氫量約為8m3/d。

2.2 觀察#2 發電機定冷水箱的起亞情況

定冷水箱在維持水位一定的情況下，所有閥門全部關閉，水箱壓力表從0MP 升至0.035MP（安全閥動作值）的時間，經觀察零起升壓的時間微微8—9 小時，便達到原安全閥的動作值；并用儀器測定排出的氣體確實為氫氣。

2.3 觀察定冷水箱上部排汽管上接煤氣表讀數

經過幾天連續抄表記錄，約一天多的時間煤氣表通過100 立方英尺的可燃氣體，約折合每天通過3.8m3 的泄露氣體。

從上述三個方面著手，經過幾個星期的跟蹤分析，定冷水箱內通過的實際氣體泄漏量與廠家說明書要求的氫氣正常滲漏至內冷水系統的漏(50—150 升/天)相比較，已經嚴重超標。因此判定，#2 發電機內冷水系統應該存在薄弱環節， 才導致內漏至定冷水系統的氫氣超標。主要懷疑有如下幾個原因：（1）發電機定子線圈冷卻水進（回）水集管與絕緣引水管有關連接頭松動，引起滲漏；（2）發電機線棒上被磨磨塤或有砂眼或絕緣引水管與“煙斗”狀焊接處因焊接不好有漏點；（3）發電機絕緣引水管（含主出線冷卻水進/出水管）有滲漏現象。 但具體位置不好確定，只好停機時才能檢查確認。鑒于上述分析，根據有關規程規定要求，經過電氣專業共同討論，如果#2 發電機的氫氣泄露量不大于10m3/d 或運行中不出現其它異常現象(線棒超溫、氫氣濕度異常增大、或發電機排出大量的水等)，應該維持#2 發電機繼續運行至大小修停機。 但同時也做好了意外情況下緊急停機的準備，并出臺了具有針對性的特殊運行措施， 同時編寫了大小修停機時#2 發電機定冷水系統查漏的技術方案，為后續處理做好準備。

3 保證機組運行的臨時技術措施

由于四月份將計劃對#2 機組檢修大修， 為了保證發電機能順利運行至檢修，特制定了相應的技術措施：

3.1 加強內冷水壓監視，嚴格控制內冷水壓低于氫氣壓力，防止內冷水壓高于氫氣壓力。暫時取消#2 機定冷水泵定期切換工作，避免兩臺內冷水泵切換時水壓波動。

3.2 氫氣壓力嚴格控制在0.27～0.30MP 之間。

3.3 補氫要求緩慢，時間大于30 分鐘；并加強氫油差壓監視，發現有波動立即停止補氫或增加補氫時間。

3.4 嚴格控制定子冷卻水進水溫度和冷氫溫度。 變負荷時加強調整，防止溫度大幅波動。

3.5 加強對發電機線圈最大溫差及出水最大溫差監視， 發現異常規程規定的發電機溫度異常處理及時匯報。

3.6 在#2 發電機定冷水箱附近若有動火工作， 必須先匯報部門，經同意后方準發出動火工作票，并每小時測氫一次。

4 查漏方案

查漏按三步進行：

4.1 在發電機反沖洗狀態下查漏

主要檢查手包絕緣和三個回水管所連接絕緣引水管接頭是否滲水。

4.2 定子線圈打水壓查漏

將回水、反沖洗門打上堵板，開啟內冷水泵，待氣體排盡后關死排氣閥門，逐漸升高壓力，分別在0.3MP、0.4MP、0.5MP、0.6MP、0.7MP 壓力后關死閥門，進入發電機內部，檢查手包絕緣和三個匯水管所連接絕緣引水管接頭是否滲水查漏，如果漏點明顯則不再往下升壓。 如沒有明顯滲漏點則在0.7MP 壓力下觀察能否保持壓力，如果壓力試驗不合格而有沒有發現明顯漏點，則進行第三步。

4.3 定子線圈進行2.5 倍額定電壓的直流耐壓試驗

耐壓前先比較A、B、C 三相絕緣電阻值， 作為判斷發電機是否有輕微滲漏的依據；耐壓試驗結果合格，可建議發電機投入運行。若耐壓不通過，應堅持查找出原因并直至合格后方可投入運行。

5 查找與處理

2012 年4 月電廠按照計劃停機大修， 在進行反沖洗時，#2 發電機汽端檢漏計處檢出水，隨即停掉內冷水系統。 氣體置換完畢且合格后，打開發電機汽端、勵端人空門，啟動定冷水泵進行查漏，結果發現發電機汽端34 槽線棒水電接頭手包絕緣處往外滴水， 其他部位未見異常。將手包絕緣剝開，去除原絕緣層，露出水電接頭，同發電機廠家工程師共同確定爐漏點部位——定子線圈空心扁銅線與煙斗狀紫銅接頭處，具體在左起第一、第二空心扁銅線縫隙之間。 由于要動火焊，發電機內空間不夠，需要掉出氫冷器，以騰出足夠的焊接空間，將發電機空冷器吊出后，根據廠家說明書要求，廠家工程師用料204 銀焊條對第一、第二扁銅線處進行了封焊處理。 由于定子空心銅線壁較薄，因此氣槍火焰不能太近銅線， 在焊接前， 必須用濕的石棉布包扎靠近定子線圈絕緣處，以免燒壞絕緣。 處理完畢后，對內冷水系統進行0.7MP 水壓試驗，8小時后再次檢查發電機內部未發現漏點，一切正常。 為了防止焊接過程中此定子線棒受堵， 在水壓過程中， 請廠家進行定子線棒流量試驗測定，對相鄰線棒測定比較合格。 隨后重新恢復34 槽絕緣引水管處手包絕緣，絕緣經過大約48 小時干燥后進行發電機預防性試驗，測量發電機絕緣電阻、吸收比、極化指數、直流電阻、直流耐壓和泄漏電流試驗數據全部合格。 氫冷器回裝完畢后，進行風壓試驗，合格后發電機恢備。

2012 年7 月#2 機組啟動正常，發電機運行數據基本正常。 經過一個月來的動態跟蹤與分析，定冷水箱零啟升壓至安全閥動作值時間已較停機前有明顯好轉， 同時計算#2 發電機漏氫量大約為4m3/d，基本上來說此次發電機內冷水堵漏應該是比較成功。但接下來仍要繼續對發電機相關數據進行跟蹤分析，以便檢查這次處理的效果。

6 結論及經驗總結

6.1 機組日常運行維護中， 要經常開展發電機漏氫分析。出現漏氫量大時不僅要查找漏點，更要重視發電機內漏的分析。

6.2 充分利于停機機會， 及時進行定子線棒及絕緣引水管的查漏工作。

但從處理過程中卻發現爐不少專業技術上和管理上的諸多不足，下步工作中要逐步改進。比如：不少設備在管理上存在死角，基本上屬于無主管設備，處于無維護狀態。

1）氫氣檢漏儀超期未檢測，數據顯示不準，失去作為附屬系統的參考價值。

2）專業臺賬建立不完善，比如主油箱、定冷水箱、封閉母線等處含氫量測試記錄無歷史臺賬等。

大而言之，自機組投運以來，電氣設備已經相當穩定地運行爐3～4 年時間，由于高低壓電氣設備絕緣老化、機械磨損嚴重等客觀因素，將在今后相當長一段時間內增大故障的發生率。 就拿近幾年來說吧，#2 主變發生內部相間短路、#1 汽輪機因油系統著火、#2 發電機漏汽量大等異常現象的發生，從中反映出爐我們工作中的諸多不足，同時也給我們敲響了警鐘。對電氣專業來講，尤其要重視預防性管理，將事故消滅于萌芽狀態，要達到此目的，就要求我們在平常的維護中塔塔實實、將工作作細，不能心存僥幸。 設備定檢、周期性試驗、定期切換、定期巡視等一定要切實進行，不能馬虎、走過場。

在今后的電氣專業工作中，一定要目標明確，將預防性管理作為重點，同時細化專業管理，比如：

1）細化主設備（發電機高壓變壓器、高壓電動機、220KV 電氣設備、主設備保護裝置等）的運行臺賬和設備臺賬，為將來事故分析積累好原始資料;

2）及時進行異常分析，定期進行主設備的運行分析，，常作檢修、維護總結。

3）制定全廠電氣設備、保護裝置檢驗項目周期表，做到該檢必檢，無一漏項，使電氣設備真正做到預防性管理，增大安全底數。

4） 不要忽視主設備附屬系統所反映的表面現象， 要積極進行分析，深挖背后所隱藏的東西。