發電機氫氣系統常見泄漏原因分析及防范措施

摘要：對采用水氫氫冷卻方式的發電機，發電機漏氫量的大小直接影響到發電機組的安全穩定運行，這也是發電機安評的一個重要指標;本文著重介紹了國內絕大多數熱力發電廠的發電機的常見漏氫原因分析，給國內發電企業氫冷機組漏氫治理提供借鑒。

關鍵詞：發電機;漏氫;原因分析;防范措施

1發電機漏氫的危害

（1）不能保證發電機氫壓，從而影響發電機的出力;

（2）造成氫氣濕度過大或發電機進水、進油，損壞發電機定、轉子繞組絕緣，嚴重時引發相間或對地短路事故;

（3）消耗氫氣過多，補氫操作頻繁，運行成本高;

（4）發電機系統可能著火、爆炸，造成設備嚴重損壞。

2、發電機漏氫部位

發電機漏氫部位歸納起來講總歸有兩部分;一是氫冷發電機內部本體結構部件的漏氫，二是發電機外部附屬系統的漏氫。氫冷發電機本體結構部件的漏氫涉及四個系統;包括：水電連接管和發電機線棒的水內冷系統，發電機密封瓦及氫側回油管接頭的油系統，發電機氫氣冷卻器的循環水系統，發電機人孔、端蓋、手孔、二次測量引出線端口、出線套管法蘭及瓷套管內部密封、出線罩、氫冷器法蘭、轉子導電桿等的氫密封系統。發電機外部附屬系統的漏氫包括氫管路閥門及表計、氫油差壓調系統、氫油分離器、氫器干燥裝置、氫濕度監測裝置、絕緣過熱檢測裝置等。

3發電機氫氣泄漏原因分析

3.1"發電機定冷水系統方面

由于正常運行時定冷水壓低于氫壓，因此一旦發電機內部定冷水系統泄漏，這時漏氫就會產生，氫從發電機內漏至定冷水系統，造成定冷水水箱壓力升高而自動從排氮回路排出。

主要位置及原因：定子線棒的接頭封焊處定子線棒的接頭封焊處漏水，其原因是焊接工藝不良，有虛焊，砂眼漏水;空心導線斷裂漏水，斷裂部位有的在繞組的端部，有的在槽內直線換位處，其原因主要是空心銅線材質差：繞組端部處固定不牢，產生高頻振動時，使導線換位加工時產生的裂紋進一步擴大和發展;引水管漏水，絕緣引水管本身磨破漏水的一個原因是引水管材質不良，管內壁有沙眼，另一個原因是絕緣引水管過長，運行中引水管與發電機內端蓋等金屬部分摩擦而導致水管磨破漏水;引水管連接管螺母有松動導致水管漏水;引水管和金屬壓接頭處存在制造缺陷，壓接部分漏氫。

3.2"發電機密封油系統方面

密封瓦的間隙直接影響到發電機的漏氫量，密封瓦的檢修是發電機檢修很關鍵的一步，必須嚴格把關過程控制。發電機采用單流環式油密封，通過差壓閥自動跟蹤控制油壓使氫油差壓保持0.056±0.02MPa，密封瓦的氫側與空側共用一路進油，分兩路回油，兩股油流在密封瓦中央分開，各自成為獨立的油路循環系統。

主要位置及原因：瓦座密封條質量有問題造成密封條老化，是瓦座漏氫的主要原因;密封瓦磨損或變形導致密封性能下降或破壞;密封瓦和軸頸損傷造成密封瓦間隙過大，是造成漏氫的又一原因;密封油系統平衡閥工作不正常情況下，如溶解大量氫氣的氫側油油壓大于空側油油壓，而空側油向外界分離并排出氫氣，造成氫氣泄漏;氫側油回油箱自動補、排氫閥不正常，造成氫側油往空側油竄，引起較大的攜帶漏氫;密封瓦磨損或密封瓦卡澀造成密封油系統運行不正常、氫系統密封不足漏氫，并通過密封瓦漏至外端軸承室，空側密封油回油箱;密封瓦支座和發電機端蓋或中間環之間的密封墊子密封或注膠被破壞，同樣通過密封瓦也會漏至外端軸承室。

3.3"氫氣冷卻器方面

主要位置及原因：氫冷器內管子漏氫，正常運行時氫壓是大于冷卻水壓，這種情況下漏氫會造成氫冷卻器虹吸的破壞;氫氣冷卻器結合面螺栓未緊固或緊固方法不對;氫氣冷卻器結合面密封墊老化變質失效;氫氣冷卻器內銅管因長期腐蝕有滲漏。

3.4"發電機機殼結合面方面

機殼結合面主要包括：端蓋與機座的結合面、上下端蓋的結合面、固定端蓋的螺孔、出線套管法蘭與套管臺板的結合面及進出風溫度計的結合面等。

主要位置及原因：結合面螺栓未緊固或者緊固方法不對;結合面密封墊老化變質失效;密封填料老化變質失效。

3.5"轉子漏氫

發電機轉子勵磁線圈引線緊固螺栓密封泄漏導致轉子漏氫。發電機轉子勵磁線圈引線是通過轉子中心從勵磁機轉子引來的，它在發電機轉子表面存在一緊固密封點。

主要位置及原因：密封瓦座襯墊制作和安裝工藝不良，如上下半搭接不良或裝復時移位造成錯口漏氫;密封瓦平行度以及密封瓦軸向和徑向間隙未達到要求;發電機大端蓋、中間環、密封瓦安裝錯位導致密封不嚴;發電機注膠注得不好;法蘭墊子未安裝好;密封面清理不徹底。

3.6"熱工測溫元件接線柱板

主要原因：發電機熱工測溫元件接線柱采用錐形結構，通過套在錐形接線柱的橡膠絕緣套來保證測溫元件接線柱的對地絕緣性能和對氫氣的密封性能。在實際檢修過程中往往會造成橡膠絕緣套擠壓變形，再加上錐型橡膠墊長期在發電機內受到高溫和油浸的作用，非常容易老化松動，起不到應有的密封效果。

防范措施：將發電機熱工元件接線盤更換為帶航空插頭的接線盤，將發電機熱工測溫元件接線板密封墊更換為O型密封圈，有效控制和預防發電機的漏氫。

3.7"發電機外部附屬系統的漏氫方面

主要位置及原因：氫氣管道及閥門法蘭螺栓未緊固或者緊固方法不對;氫氣管道及閥門法蘭結合面密封墊老化變質失效;氫油分離器、氫器干燥裝置、氫濕度監測裝置、絕緣過熱檢測裝置中接頭不嚴。

4"異常漏氫的處理措施

（1）密封油系統攜帶漏氫可以通過調整密封油運行工況來減小漏氫。調整密封油差壓閥，確保油氫差壓正常。

（2）發電機端蓋、閥門法蘭以及相連的管道排污管等泄漏可以通過緊法蘭、閥門更換、發電機大端蓋法蘭注膠等進行漏氫臨時處理，在機組小修、大修或停機時進行徹底處理。

（3）密封瓦存在卡澀的可以拆除瓦上外油擋，通過密封瓦檢查孔檢查。如不行則需進行氣體置換后解體發電機密封瓦座，測量密封瓦的軸向、徑向間隙，如磨損量超出規定值，應進行更換。密封瓦磨損漏氫需停機后進行檢查、修刮、甚至更換處理。密封瓦密封墊子問題也需停機后進行檢查、更換、注膠處理。

（4）定冷水系統漏氫處理必須停機消缺。在機組運行期間保證氫水差壓，確保氫壓大于水壓，防止水漏人發電機內。

（5）發電機氫冷器氫泄漏時應在停機后進行分管子查漏，如少量管子漏則進行堵管，大量管子漏則應考慮更換氫冷器，其他組氫冷器考慮做防腐處理。

（6）發電機轉子勵磁線圈引線緊固螺栓密封泄漏需停機處理此處密封，更換其密封填料。

5"總結

總之，發電機氫系統涉及的范圍比較廣，漏氫原因較復雜，我們在分析和處理問題的過程中要不斷總結經驗，通過四個氣密性試驗把關，減少了化學制氫量，保證了機組運行安全。以上是對目前國內采用水氫氫冷卻方式的發電機氫氣系統經常出現的漏氫問題進行了簡單的分析，希望對讀者有所幫助。

參考文獻：

[1]《東方汽輪機股份有限公司汽輪發電機氫油水控制系統說明書》

[2]《東方汽輪機股份有限公司汽輪發電機結構說明書》