發電機定冷水系統漏氫事件分析

王驍帆

摘 要：某電廠機組運行過程中，發電機定冷水箱漏氫檢測儀>20%報警，定冷水箱排氣量增大，經檢查確定為發電機定冷水進水金屬波紋管法蘭連接處焊縫處發生氫氣泄漏，進行處理并制定防范措施，保證氫冷機組安全運行。

關鍵詞：發電機；定冷水系統；金屬波紋管；漏氫分析

中圖分類號：TM31 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）26-0047-02

Abstract： During the operation of a unit in a power plant， alarm was given by the hydrogen leakage detector >20% of generator constant cooling water tank， and the exhaust capacity of the constant cooling water tank was increased. After inspection， it was determined that hydrogen leakage occurred at the welds of the flanged metal bellows of generator constant cooling water intake water， so as to carry out treatment and formulate preventive measures to ensure the safe operation of hydrogen cooling units.

Keywords： generator； constant cooling water system； metal bellows； hydrogen leakage analysis

某電廠發電機為QFSN-600-2YHG型汽輪發電機，發電機采用水氫氫冷方式，定子繞組水內冷，定子鐵芯及端部結構件氫氣表面冷卻，轉子繞組氫氣內冷。2006年7月制造，2007年9月投入運行。

2017年7月，結合機組A級檢修，發電機進行了檢修工作：發電機槽楔松緊度檢查、定子繞組端部及緊固件檢查、定子鐵芯檢查、發電機轉子檢查及通風試驗、發電機交直流耐壓試驗、繞組端部電暈試驗、繞組老化鑒定試驗、繞組端部模態試驗、手包絕緣電位外移試驗、定子繞組水流量試驗、定冷水系統水壓試驗，各項試驗結果正常。定冷水系統水壓試驗按照廠家說明書進行，試驗壓力0.6MPa，穩定后保持24小時，壓力降為0.002Mpa，試驗結果合格。但是機組啟動后，發電機運行過程中發生定冷水系統氫氣滲漏事件，經過多次檢查試驗，發現發電機定冷水勵端進水金屬波紋管道上存在滲漏點，下面就本次事件詳細經過進行分析總結。

1 事故經過

（1）7月11日23：00，機組運行過程中發電機定冷水箱漏氫監測儀測點發>20%報警，7號發電機定冷水PH值出現下降趨勢，電導率輕微波動。電廠立即組織專業人員對定冷水系統進行詳細檢查分析，檢查定冷水箱漏氫監測儀、定冷水在線PH表和電導率表均正常。檢查發電機定冷水系統加藥、取樣管線暢通，更換定冷水優化裝置藥品（NaOH溶液），更換藥品后定冷水PH值仍然下降。

（2）7月12日20：00定冷水PH值下降至7.05左右不再下降。檢查定冷水排氣系統及排氣表正常，定冷水箱排氣報警控制器顯示12日排氣量為2.9立方米/天。7月13日14：00，對發電機定冷水箱進行充氮置換，置換后定冷水箱漏氫監測儀顯示氫氣含量由20%降低至0%。22：50，氫氣含量再次升高至20%，定冷水箱排氣報警控制器顯示13日排氣量1.71立方米/天。

（3）7月14日，發電機定冷水箱再次充氮置換，置換過程中定冷水箱氫氣含量降至12%不再降低。定冷水箱排氣報警控制器顯示14日排氣量為11.31立方米/天。隨著氫壓下降速度增大，對發電機本體、密封油系統、氫氣系統再次進行全面檢查，發電機各部位溫度、定冷水流量、定冷水壓力、氫氣濕度、氫氣壓力等關鍵參數正常，發電機油水繼電器無油水、氫氣干燥器排水量正常、發電機絕緣過熱監測裝置顯示值無明顯變化，檢查發電機油水繼電器無油水，氫氣濕度合格-12.56℃《氫冷發電機氫氣濕度的技術要求》，發電機未發現外部漏點，但定冷水箱排氣報警控制器顯示排氣量在緩慢增大。結合多次檢查結果，并依據《防止電力生產事故的二十五項重點要求》10.5.2條，停機進行事件處理。

2 處理過程

（1）經過多次檢查分析，判斷定冷水系統發生氫氣滲漏，可能造成定冷水漏氫的部位有：a.定子線棒水電接頭；b.空心導線端部、槽內直線換位處；c.絕緣引水管及其兩端管夾接頭；d.發電機內部定冷水回路密封墊（內部共15個密封墊）；e.發電機內部進出水及匯流管放水金屬波紋管（內部共4個金屬波紋管）；f.發電機內部定冷水管路；g.發電機出線套管手包絕緣；h.氫水差壓開關等處。根據同型號發電機運行情況，發電機定冷水金屬波紋管是故障易發部位。

（2）發電機停運后，在降低發電機氫壓時，同步降低發電機入口定冷水壓力，降壓過程中始終保持氫壓高于水壓，直至定冷水系統停運，防止定冷水漏進發電機內部。打開發電機出線盒人孔，汽端、勵端氫冷器人孔，進入發電機內部查漏。啟動定冷水泵，緩慢升高定冷水壓力，升壓過程中，對定冷水管路金屬波紋管及密封墊、匯流管及接頭、絕緣引水管及接頭、發電機出線套管冷卻水管及接頭、線棒端部等部位檢查。當定冷水壓力升至0.20MPa左右時，發現發電機勵端定冷水進水金屬波紋管有水呈連續點狀滴出，其他部位正常，沒有發現明顯滲漏點。發電機勵端定冷水進水金屬波紋管位置如圖1所示。確認漏點部位后，停運定冷水泵，定冷水系統放水，拆下發電機勵端定冷水進水金屬波紋管，更換備件。為了防止汽端定冷水出水金屬波紋管也發生泄漏，將汽端定冷水金屬波紋管也進行了更換。

（3）金屬波紋管更換安裝完畢，按照《汽輪發電機漏水、漏氫的檢驗》（DL/T607-1996）標準對發電機進行定冷水系統水壓試驗，試驗壓力0.5MPa，試驗時間8h，試驗期間定冷水壓力由0.50MPa降至0.492MPa，壓力變化1.6%，試驗期間對發電機內部定冷水相關部位進行檢查，無明顯滲漏點，水壓試驗合格。

3 原因分析

金屬波紋管外包覆有金屬編織網，兩端帶有法蘭連接，泄漏的金屬波紋管外觀檢查肉眼沒有發現明顯缺陷，無破損、抽絲，銹蝕，連接牢固。如圖2所示。

對金屬波紋管進行深度檢查，進行此管段的打水壓檢漏，首先去除金屬波紋管外面的金屬編織網部分，封堵兩側法蘭對其進行水壓試驗，剛充滿水進行升壓，即發現金屬波紋管與法蘭體連接焊縫處有水呈絲狀帶壓冒出，如圖3所示。

（1）經金屬專業技術人員分析，該裂紋屬于制造時焊接融合不良所致，機組運行中受振動、熱脹冷縮等因素影響而發生破壞滲漏。定冷水金屬波紋管滲漏以后，由于氫壓大于水壓，氫氣泄漏到定冷水系統，氫氣隨定冷水進入定冷水箱，導致定冷水箱氫氣含量增加，漏氫監測儀報警。

（2）滲漏到定冷水箱的氫氣經安裝有排氣表的定冷水箱排空管路排出，造成定冷水箱排氣量增大。

（3）氫氣滲漏入定冷水系統時，氫氣對PH計電極測量有一定影響，造成PH值測量值變小，電導率波動為調整PH值加入藥品所致。

（4）維護人員設備管理存在薄弱環節。設備點檢工作仍主要局限于設備表面及顯性缺陷處理，不能夠對一些潛在缺陷和隱患做到有效預測和預防，需要采取可行的技術監控措施或檢修手段加強對設備的精細化管理。

（5）主設備檢修項目和標準有待進一步細化和完善。隨著設備運行時間增加，部分部件有逐年老化趨勢。應積極與生產廠家溝通并進行深入探討，增加、細化、完善可能影響發電機安全運行的必要的除檢修規程規定以外的其它檢修項目和技術監控措施。

4 防范措施

（1）與設備制造廠溝通，探討從設計、材料、工藝等方面對金屬波紋管進行改進的措施，提高金屬波紋管質量。

（2）與地方科研院所溝通，加強金屬波紋管焊縫焊接質量檢驗，明確檢查檢驗項目，改進檢驗手段，及時發現缺陷，防止此類事件再次發生。

（3）利用檢修機會，對發電機內部定冷水金屬波紋管及其法蘭墊、發電機出線套管手包絕緣等部位進行重點檢查，必要時更換金屬波紋管及其法蘭墊。

（4）加強發電機技術監督檢查，加強對定冷水箱氫氣含量、壓力、排氣量，定冷水PH值、電導率，發電機氫氣濕度、線棒溫度、定冷水溫度、氫氣溫度等關鍵參數以及發電機補排氫、定冷水箱充氮等操作的記錄、統計工作，加強分析工作，提升技術人員對關鍵參數變化的敏感性，及時發現異常，及時匯報處理。

（5）嚴格落實防止電力生產事故的二十五項重點要

求，落實國家、行業相關標準規范，落實檢修運行規程，加強對發電機的監視、檢查、維護和檢修工作，防止發生設備損壞事故。

參考文獻：

[1]DL/T 607-1996.汽輪發電機漏水、漏氫的檢驗[S].

[2]DL/T 651-1998.氫冷發電機氫氣濕度的技術要求[S].

[3]防止電力生產事故的二十五項重點要求[M].中國電力出版社.

[4]大唐陽城發電有限責任公司.600MW機組集控運行規程[S].