600MW發電機漏氫處理及預防措施

摘 要：國電銅陵發電有限公司2×600MW機組在運行中曾經發生#1機氫氣純度儀至氫氣干燥器回氣門管道接頭處漏氫、#2機勵端A氫冷器冷卻水回水放空氣門檢測漏氫等現象，原因是#1機氫氣系統管道安裝時焊接工藝差、#2機勵端A氫冷器本體內漏所致，文章通過分析發電機漏氫的各種原因，在機組檢修時采取預防措施解決發電機漏氫的問題，消除隱患，保證機組安全運行。

關鍵詞：發電機；漏氫；措施

1 概況

1.1 發電機氫冷系統概況

國電銅陵發電有限公司共有兩臺上海汽輪發電有限公司生產的600MW汽輪發電機，型號為QFSN-600-2，發電機采用水-氫-氫冷卻方式，額定工作氫壓為0.4MPa，氫氣（油）密封方式為雙流環式油密封，正常運行時密封油壓高于機內氫壓0.084MPa。發電機內氫氣純度必須維持在98%左右，當氫氣純度低于95%時要進行排氫再補充操作，直至純度合格。

1.2 #1、#2發電機運行中發現的問題及處理方法

國電銅陵發電有限公司#1、#2機組自2008年7月28日、9月28日兩臺機組先后投產后，雖然沒有發生嚴重氫氣泄露現象，但是也都不同程度地出現過氫氣泄漏現象，補氫率較大，電廠利用檢修機會進行消缺，對于運行機組不能徹底處理的也采取了臨時堵漏措施。

2014年4月，#2機氫氣純度下降較快，補氫率較大，修前檢查中發現#2發電機汽端端蓋處氫氣壓力表、氫氣干燥裝置進氣閥（6.4米處）存在漏氫現象。4月25日，#2機組停機B修，對密封油系統進行檢查，對密封瓦與軸和密封瓦座的間隙進行了調整，對氫氣壓力表不銹鋼管和氫氣干燥裝置進氣閥管道砂眼處進行了補焊處理，5月29日，#2發電機做整體氣密試驗合格。

2015年1月，運行人員檢測發現#2機勵端A氫冷器冷卻水回水放空氣門有漏氫現象，判斷為A氫冷器本體有漏點。1月16日，#2機組調停檢修修，拆除A氫冷器后打壓試驗發現A氫冷器本體中間底部有滲漏，更換新氫冷器后運行時檢測氫冷器冷卻水回水放空氣門未發現漏氫現象。

2015年3月，#1發電機補氫率較大，經檢查發現#1機氫氣純度儀至氫氣干燥器回氣門管道接頭處漏氫，由于管道接頭焊縫存在砂眼，無法在線徹底消缺，設備部于是采用臨時應急措施，制作專用夾具進行帶壓堵漏，待停機后進行徹底消缺。

2 發電機漏氫原因

2.1 發電機漏氫涉及的相關設備

由于發電機氫冷系統涉及的設備和管道較多，系統也較繁雜，一旦氫氣泄露查找起來也比較困難。因此，查找氫氣泄露必須熟悉氫冷系統，根據氫冷系統圖制定詳細的查漏方案，不放過每一個可疑點。

根據漏氫的根源和途徑的不同，漏氫可分為內漏和外漏。氫氣直接漏到大氣中稱為外漏，外漏點比較直觀易查找和處理；氫氣通過其它介質和空間泄漏掉稱為內漏，內漏一般不易查找和處理。發電機的漏氫部位涉及設備有：發電機定子繞組的水內冷系統；發電機密封油系統；發電機氫氣冷卻器的循環水系統；發電機人孔、端蓋、出線套管法蘭及瓷套管內部密封、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，包括氫管路閥門及表計、CO2匯流排、H2匯流排、CO2加熱裝置、檢漏計、氫氣干燥器、發電機漏氫在線監測裝置、氫純度檢測裝置、發電機絕緣過熱檢測儀等。

2.2 發電機漏氫的原因分析

發電機常見的漏氫的原因歸納起來大致分以下幾種：（1）結合面受損或密封件老化失效。（2）法蘭、端蓋緊固螺栓緊固不均勻或墊片未加好。（3）密封瓦與軸和密封瓦座的間隙調整不當。（4）氫冷器本體滲漏。（5）氫氣管道焊接工藝不良，有虛焊，砂眼。（6）儀表、設備接頭滲漏，管道閥門盤根滲漏或閥門關不嚴。（7）運行中油氫差壓控制不當。

3 防止發電機漏氫采取的預防措施

3.1 做好修前漏氫檢測工作

修前漏氫檢測工作是發電機漏氫治理的重要環節，因為從檢修前的補氫量多少可以判斷出發電機漏氫是否存在異常現象，也可以在運行中通過分析初步查找到漏氫點。針對查出的漏氫部位，提前制訂出詳細的處理預案，在檢修時做到有的放矢。提前定位漏點且一次性處理好這些漏點，既縮短了檢修工期，又保證了檢修質量。

3.2 做好修中過程控制工作

（1）做好檢修時拆除部位結合面的清理和密封工作。發電機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，出線套管法蘭與套管臺板的結合面，測溫引線的引線接板等。結合面受損、清理不干凈或密封條老化、損壞易造成漏氫。檢修中嚴格按規范要求檢查結合面平整度，結合面墊片或密封條安裝時尺寸不宜過大或過小，安裝位置正確不偏斜，密封膠涂抹均勻，法蘭及結合面螺栓應逐步均勻施力加以擰緊，直至符合規定力矩值。（2）調整密封瓦與軸和密封瓦座的間隙使其符合規范要求。做好密封瓦的刮研檢修工作，控制好內油擋及密封油擋板的徑向間隙，確保密封瓦各部間隙和接觸在規范范圍之內，每平方厘米有3～4個接觸點，整體有70%以上的接觸面。（3）氫氣冷卻器檢修。氫冷器是氫氣可漏點最多的設備，其結合面的每一條螺絲及每根銅管都有漏氫的可能。當冷卻器進水區銅管漏氫時，可用測氫儀在氫冷器的排氣孔處測量。一旦停機檢修，需確定具體的泄漏銅管，打壓后可用肥皂水進行檢漏，對發現漏氫的銅管，可在該銅管兩側打入銅楔隔離該管道。（4）發電機轉子氣密試驗。在每次大修時，發電機轉子應進行氣密試驗，目的在于確保氫氣不會在運行中漏入勵磁機內，從而避免爆炸的危險。注意在做發電機轉子氣密試驗時必須用另一塊蓋板及橡皮墊封住汽端的中心孔。在勵端緩慢加入干燥清潔空氣及氟利昂，壓力保持在1.4MPa，維持4小時，泄漏量小于0.02MPa/h，并用鹵素檢漏儀對引出線壓板、導電螺釘以及其他密封處檢漏，以10-5毫升/秒氣流量級精度不報警為合格。

3.3 做好修后整體氣密性試驗工作

為確保發電機各密封件復裝后完好無泄漏，修后必須對發電機進行整體氣密性試驗。

（1）首先啟動密封油裝置，調整自動油壓調節閥，把密封油壓差調整在0.07-0.08MPa之間。由發電機補氫裝置向機內充入干燥清潔的儀用壓縮空氣，升壓至0.1MPa，停止向機內沖壓縮空氣。打開氟利昂瓶閥門，由發電機補氫裝置向機內充入3kg氟利昂，關閉氟利昂進氣閥及氟利昂瓶閥門。再打開壓縮空氣進氣門繼續充壓縮空氣，使壓力升至0.3MPa后停止進氣，進行泄漏檢驗。重點檢驗部位如下：端蓋與機座把合面、端蓋合縫面，氫氣冷卻器安裝面、密封座把合面，出線磁套管結合面，人孔門，轉子集電環處，氫管道上的閥門、表計接頭等。（2）將發現的漏點消除后，繼續升壓，將壓力升至0.4MPa，再全面檢查一次，確認無泄漏點后，保壓24小時，記錄壓力變化及機殼溫度變化。允許漏氣量：L'≤4.3m3/d，根據《電力建設施工及驗收技術規范——汽輪機機組篇》DL 5011-92附錄J確定。

3.4 做好運行中防止發電機漏氫的防范措施

（1）根據運行規程要求，保持正常運行時密封油壓高于機內氫壓0.084MPa。發電機油氫差壓由差壓調節閥自動控制，氫側和空側油壓平衡由調節閥自動控制，并提供差壓和壓力報警信號。（2）運行中加強監視消泡箱及氫側回油箱的油位，油位計報警回路應試驗正常。當來自氫側密封環的回油進入消泡箱，從油中釋放出來的氫氣泡沫被隔離在箱內，而氫氣則回到機內，當消泡箱液位低時，會造成氫氣外逸。

4 結束語

機組在正常運行中，氫氣會通過密封油系統及其它不嚴密部分泄露出去，為維持氣體壓力在規定值，就要不斷進行補充。本機組設計最大泄漏量為10m3/d，當發現補氫量異常增大時，應當對系統進行檢漏，漏氫量超過廠家規定的一倍以上，短時間無法制止時，宜停機進行處理。

參考文獻

[1]上海汽輪機發電有限公司.大型氫冷汽輪發電機及無刷勵磁機組安裝工藝導則[S].1998.

[2]國電銅陵發電有限公司.電氣設備及系統[S].2007.

作者簡介：盧春燕（1973-），男，工程師，從事發電廠檢修維護工作，工作單位：中國能建安徽電建二公司。