汽輪發電機組漏氫超標的原因分析及處理

趙福春++李亞敏

摘 要：#2機組2016年5月小修結束啟機后，發電機在運行過程中突然出現氫壓下降加快、補氫頻繁的現象，對發電機本體及相關的密封油系統、氫系統、氫冷卻器系統等進行原因查找，利用大修機會對其汽端、勵端密封瓦解體并檢測密封瓦處軸徑狀況，并進行治理，發電機漏氫大的問題得到圓滿解決。

關鍵詞：發電機；漏氫；勵磁機端密封結構；結合面襯墊；密封支座；密封瓦

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.24.030

1 機組運行狀況

華電漯河發電有限責任公司#2汽輪發電機組是上海電氣集團股份有限公司設計生產的型號為C330-16.7/0.379/537/537型單軸、雙缸雙排汽、中間再熱供熱抽汽式汽輪機，上海汽輪發電機有限公司生產的型號為QFSN-330-2型水氫氫汽輪發電機。發電機組采用雙流環式密封瓦進行密封，氫氣冷卻。雙流環式密封瓦是設在發電機轉子兩端靜止部分與轉動部分間的油密封裝置；主要由密封瓦上環、下環、空側進油室、氫側進油室及擋油環、擋油板等組成；其具有結構簡單、安裝、調整、檢修方便，氣密性好，可靠性高等優點[1]。

#2機組2016年5月小修結束啟機后，發電機在運行過程中突然出現氫壓下降較快、補氫頻繁的現象，經統計#2機組日漏氫量最高達40m3/d。2016年7月組織相關專業人員對發電機本體及相關的氫系統、氫冷卻器、密封油等系統進行查找，均未發現有較大影響的缺陷，雖然消除了氫系統微量的一些漏氫點，然后隔離了氫干燥器和在線氫氣檢測儀，但未見漏氫現象及漏氫量有明顯好轉。但在汽機房頂部發電機空側油排煙風機的排氣口測得氫氣濃度超標，在線漏氫檢查儀顯示8號通道（6瓦回油）氫濃度達到2.9.采取調整密封油系統運行方式（主要為調整油壓）、調整勵磁機端的平衡閥等措施后均未產生明顯效果。

2 原因分析

通過對以上現象分析可看出，漏氫主要發生在發電機勵磁機端，原因可能是勵磁機端密封結構出現異常。其漏氫的原因可能有以下幾種：

（1）密封油供應異常（可能為油路堵塞）造成密封油缺失導致漏氫。（2）密封瓦與密封支座配合不當，造成密封瓦卡死，所以會密封失效。（3）密封瓦磨損或變形導致密封性能下降甚至破壞。（4）密封支座、中間環或端蓋上下中分面出現間隙，可能是密封膠失效。（5）結合面襯墊出現間隙導致漏氫。

綜上，勵磁機端的結構原因導致漏氫，所以必須對勵磁機端進行解體來探查更深層次的原因[2]。

若勵磁機端密封結構異常的問題得不到及時處理，不但發電機內部氫氣將會繼續大量漏泄，造成生產成本的上升，甚至將會對發電設備和員工人身安全造成無法挽回的危害和損失。

3 治理方案

我廠于2017年3月15日對#2機組進行大修，借此契機，對其汽端、勵端密封瓦解體并檢測密封瓦處軸徑狀況。

汽端、勵端密封瓦徑向間隙（見表1）都在標準值之內，軸徑處有輕微劃溝和傷痕，不會造成大量漏氫，對其進行研磨拋光處理。

通過對以上數據分析認為，可能是發電機運行過程中，溫度變化和振動的作用使端蓋與中間環或中間環與密封支座之間的絕緣襯墊出現問題，或是勵磁機端各部件的分面之間的配合出現了間隙導致發電機漏氫。解體時發現中間環與密封支座之間的襯墊壓得不太緊，襯墊材質為絕緣纖維紙，并非剛性體，此種材質襯墊易變形，且存在與金屬結合面之間存在壓不實的區域，在壓力為0.3Mpa氫壓的擠壓作用下，氫氣大量漏出。設計、安裝、檢修、運行時的諸多因素均會影響襯墊壓緊和襯墊間隙形成，都會造成運行中漏氫量增大，并迅速發展成大量漏氫的現象。

回裝勵磁機端嚴格按照相關工藝要求進行，襯墊、襯墊絕緣漆的材質選購和安裝應特別注意。復裝后對勵磁機端進行氣密性試驗，折合發電機漏氫量約2.6m3/d，低于規定10Nm3/d。發電機漏氫大的問題得到圓滿解決。

4 預防措施

由于發電機氫氣系統與許多系統均有關聯，且其影響因素較多，出現漏氫的機率很大，而且都比較隱蔽，很難發現直接漏點，特制定以下幾條防范措施。

（1）當發電機出現漏氫現象，首先應對各系統進行分析，采用排除法，遵循先系統，后本體的原則，逐漸縮小范圍。這樣可以迅速縮小漏點范圍，避免盲目的拆卸工作而影響啟機。

（2）在初步鎖定漏點范圍后，應組織專業人員首先進行原因分析，擬定處理方案和可采取的對策，再進行處理，這樣減少檢修時間。2016年7月第1次對發電機解體時因為對其結構不夠了解，原因分析不透，結果 一無所獲。

（3）由于發電機端蓋安裝工藝要求較高，應讓經驗豐富的技術人員進行操作，避免重復工作。

5 結論

我廠#2機組密封瓦從新回裝后，漏氫量約2.6m3/d達到優秀水平。

造成發電機漏氫的原因很多，發電機出現漏氫現象后，應盡量在停機前進行數據分析并盡量縮小范圍，查找漏點。不但要選購優良的密封材料和備件，在檢修中選用經驗豐富技術人員合理地安裝密封墊，而且通過氣密性試驗把關合格后，才能徹底消除漏氫現象。

參考文獻：

[1]李宗凱.汽輪發電機組密封瓦間隙超標的分析與治理[C].吉林省科學技術協會學會學術部.增強自主創新能力 促進吉林經濟發展——啟明杯·吉林省第四屆科學技術學術年會論文集（上冊），2006：642-643.

[2]呂衛軍 袁建新.引進型300MW汽輪發電機嚴重漏氫故障處理及改進[J].電力設備，2004，5（06）：55-57.

作者簡介：趙福春（1967-），男，黑龍江佳木斯人，大專，高級技工，從事火電廠汽機相關方面的工作。