1000MW氫冷發電機漏氫量大原因分析

摘 要：氫氣冷卻的汽輪發電機組漏氫率的大小直接影響機組的安全經濟運行，而且由于氫氣是易燃易爆氣體，漏氫給安全生產帶來極大的安全隱患，因此，必須足夠重視機組漏氫量，并對漏氫原因分析，采取可靠措施降低漏氫量，確保機組安全經濟運行。本文主要分析某電廠發電機大修后漏氫量大原因及采取應對措施。

關鍵詞：發電機；漏氫；密封瓦；油氫差壓

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.22.156

1 設備概述

某電廠發電機為東方-日立制造，發電機為隱極式、兩極、三相同步交流發電機。發電機采用水/氫/氫冷卻方式，定子繞組為直接水冷，定、轉子鐵芯及轉子繞組為氫氣冷卻，密封油系統采用單流環式密封瓦。氫氣由裝在轉子兩端的旋漿式風扇強制循環，并通過設置在定子機座頂部兩組氫氣冷卻器進行冷卻。氫氣系統由發電機定子外殼、端蓋、氫氣冷卻器、密封瓦、密封油系統以及氫氣管路構成全封閉氣密結構。發電機型號：QFSN-1000-2-27；額定功率：1230MVA；額定電流：23949A；額定氫壓：0.52MPa、冷卻水壓力：0.41MPa、冷卻水溫：45～50℃。

2 漏氫排查過程及結果

2.1 漏氫情況

發電機大修后盤車狀態下氣密性試驗得出24小時漏氫量為10.86標準立方米（設計12 m3/天）。機組啟動后漏氫變化如下：

4月9日9：20，機組負荷621MW，氫溫39.84℃，環境溫度20℃，發電機內氫氣壓力495.6kPa，發現24小時漏氫量為20.86標準立方米，氫氣系統漏氫量大。

2.2 排查漏氫進行的工作

對發電機本體可能存在的漏氫部位，使用手持漏氫檢測儀進行了排查，未發現漏點。

將發電機密封油油氫差壓由62kPa調整至70kPa，隔離發電機氫氣純度儀，觀察發電機漏氫無明顯減小。

相繼隔離發電機A、B、C、D氫氣冷卻器，發電機內氫壓變化無明顯變化，各氫氣冷卻器放空氣門處測量無漏氫。

手測機密封瓦汽端、勵端空側回油管氫氣含量均為0LEL。測量空氣析出箱排氣口氫氣含量均為113LEL，且排氣量大。

關閉發電機密封油浮子油箱出口手動門3.5秒，浮子油箱內部油位上升30mm，初步測算氫側密封油回油流量為188.5L/min，立即全開密封油浮子油箱出口手動門。

2.3 排查結果

（1）浮子油箱油位波動大；（2）發電機勵端氫側回油溫度低（46℃），明顯低于汽端回油溫度（64℃）；（3）發電機汽端密封瓦油氫差壓高于勵端油氫差壓約20kPa；（4）發電機密封油回油擴大槽油水探測器油位高報警。

3 漏氫原因分析

（1）發電機氫側密封瓦出現異常。大修后沖轉過程中#9X、#10X振動波動大。對浮子油箱進行隔離過程中，因密封油壓波動大，造成隔離后發電機汽端密封油氫差壓75kPa，勵端密封油氫差壓57kPa，兩端偏差18 kPa，勵端密封瓦間隙變大；（2）勵端密封瓦氫側回油量偏大，浮子油箱氫氣分離不徹底，從浮子油箱觀察窗中看到油中存在大量氣泡，浮子油箱油位波動大；（3）浮子油箱油中含氫量大，氫氣隨回油進入空氣析出箱后大部分排大氣，部分進入主機潤滑油箱；（4）浮子油箱內氫氣量大、壓力偏高，平衡管回氣量大、回氣不暢；（5）發電機密封油真空箱油位大修前為552mm，大修機組啟動后緩慢降低至521mm左右且有下降趨勢，原因分析為密封瓦進油量大，真空油箱補油困難所致，與密封瓦氫側回油量偏大現象吻合。

4 漏氫危害及處理措施

4.1 漏氫危害

（1）當氫氣泄漏量大時，有可能在廠房內聚積與空氣混合，有發生氫爆的危險；（2）發電機補氫量大、空氣析出箱及主機油箱含氫量大，造成補氫操作頻繁，密閉空間含氫量超過爆炸下限；（3）密封油回油量大，膨脹箱至浮子油箱回油不暢，造成膨脹箱滿油；（4）發電機密封瓦氫側回油量大，回油不暢造成發電機進油，尤其是發電機勵側；（5）發電機內進油氣，造成氫氣純度、露點溫度不合格。

4.2 運行采取措施

（1）將發電機氫壓、汽端、勵端密封油壓、主油箱油位、密封油真空箱油位及“發電機汽端液漏”、“發電機勵端液漏”、“密封油回油擴大槽液位高”報警等參數做成曲線連續監視。發現異常及時分析處理并匯報；（2）異常未徹底解決前，巡檢人員每小時檢查一次8.6米浮球閥油位，并進行油水探測器排油，防止回油不暢造成膨脹箱滿油和發電機進油；每2小時對發電機氫氣系統測氫一次；（3）開啟天窗機通風器，機房17米、8.6米南側窗戶打開通風（雨天視情況關閉）；（4）發現8.6米浮子油箱油位升高、LCD中“密封油回油擴大槽液位高”報警或油水觀察窗有油時，應開啟膨脹箱底部放油門，降低膨脹箱油位。將浮子油箱油位調整正常，并對油水觀察窗放油。操作時應緩慢，防止大量跑氫造成油壓、氫壓波動；（5）當汽端密封油壓力、勵端密封油壓力與發電機內氫壓差值升高，同時主油箱油位下降時，應立即派人至8.6米開啟密封油膨脹箱底部放油門，使油氫差壓、主油箱油位恢復正常；（6）若密封油浮子油箱或膨脹箱油位，通過浮子油箱放油門調整無效時，開啟浮子油箱旁路門進行調整。開啟浮子油箱旁路時，注意就地與集控室聯系，調整應緩慢，禁止快開快關，防止發電機大量漏氫或發電機進油；（7）注意發電機氫壓下降速度，發電機氫壓異常降低，應降低機組負荷，同時至就地全面測氫；就地檢查浮子油箱油位是否正常，浮球閥漏氫時關小浮子油箱出油門提高油箱油位。若發電機勵端密封瓦處大量漏氫，氫壓無法維持時應緊急停機；（8）密切監視發電機本體各參數，做好事故預想。氫壓下降較快時，應了解制氫站儲氫情況，提前聯系制氫站補氫。巡檢注意就地檢查發電機氫氣干燥器運行情況檢查，注意發電機內氫氣純度、露點溫度監視，發現不合格及時分析，確認指示正確，進行發電機排補氫；（9）機組正常運行嚴格執行動火工作規定。若氫氣泄漏到廠房內，應立即開啟有關區域門窗，加強通風換氣，禁止一切動火工作。

5 結束語

發電機漏氫的經查找分析，主要原因應為機組檢修工藝不良造成密封瓦間隙大，運行中無法處理，安全危害大，對機組正常的動火作業帶來極大安全隱患，給同類機組大修提供了深刻的借鑒意義。

參考文獻：

[1]何新江，張志強.汽輪機設備與系統[M].2007（01）.

[2]常斌，劉海鵬等.1000MW機組集控運行規程[M].2013（10）.

作者簡介：武文強（1974-），本科，工程師。