發(fā)電機(jī)漏氫查找及處理措施

趙苡健

摘 要

發(fā)電機(jī)必須運(yùn)行在各項(xiàng)參數(shù)要求的范圍內(nèi)，其中氫內(nèi)冷發(fā)電機(jī)的氫氣參數(shù)就是最重要的指標(biāo)，本論文主要介紹某大型發(fā)電機(jī)漏氫的查找和解決措施。

關(guān)鍵詞

漏氫部位;查找方法;措施;泄漏率

中圖分類號(hào)： TM31 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.11.039

某大型發(fā)電機(jī)采用整體全封閉、內(nèi)部氫氣循環(huán)、定子繞組水內(nèi)冷、定子鐵心及端部結(jié)構(gòu)件氫氣表面冷卻、轉(zhuǎn)子繞組氣隙取氫氣內(nèi)冷的冷卻方式。機(jī)組從投產(chǎn)發(fā)電以來(lái)多次發(fā)生漏氫缺陷，嚴(yán)重影響機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，必須采取行之有效的查找漏點(diǎn)和規(guī)避泄漏的方法。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)積累和對(duì)設(shè)備系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，逐漸摸索和掌握了高效的方法。

1 漏氫的危害

由于氫氣比重小且流動(dòng)性強(qiáng)，很大程度上提高了傳熱和散熱的能力，因此大容量高參數(shù)的發(fā)電機(jī)普遍采用氫氣作為冷卻介質(zhì)，但由于氫氣滲透性強(qiáng)，密封不好容易發(fā)生漏氫，一旦空氣中氫氣含量超標(biāo)，廠房?jī)?nèi)很容易發(fā)生著火甚至氫爆，直接影響到發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行。除此之外，若氫壓不足，導(dǎo)致冷卻不充分會(huì)影響發(fā)電機(jī)出力;若氫氣進(jìn)入其他系統(tǒng)，進(jìn)入閉式水氫冷器會(huì)造成氣堵影響冷卻效果，進(jìn)入潤(rùn)滑油系統(tǒng)油箱內(nèi)可能會(huì)造成連鎖爆炸火災(zāi);頻繁補(bǔ)氫還會(huì)增大運(yùn)行人員工作量，考慮到生產(chǎn)成本，浪費(fèi)氫氣，氫氣泄漏嚴(yán)重時(shí)需要停機(jī)，造成公司利潤(rùn)減少。

2 漏氫途徑

氫氣泄漏途徑可總結(jié)為兩個(gè)方面：一是本體結(jié)構(gòu)部件的漏氫，二是連接的外部附屬系統(tǒng)的漏氫。也可分為內(nèi)漏和外漏，氫氣通過(guò)相連系統(tǒng)或介質(zhì)泄漏稱為內(nèi)漏，氫氣從發(fā)電機(jī)本體直接漏到大氣中稱為外漏。

內(nèi)漏部位一般有：發(fā)電機(jī)密封瓦結(jié)合面漏入密封油系統(tǒng)、定子繞組線棒及聚四氟乙烯管漏入定子冷卻系統(tǒng)、氫氣冷卻器冷卻管漏入閉式水、通過(guò)氫氣干燥器漏入閉式水等。外漏部位一般有：大蓋和機(jī)座結(jié)合面、上下半端蓋結(jié)合面、發(fā)電機(jī)人孔門、氫氣冷卻器上下法蘭與機(jī)殼結(jié)合面處，電氣引接線處等。

3 查找方法

定期計(jì)算發(fā)電機(jī)氫氣的泄漏率，如果超過(guò)要求范圍或者手動(dòng)補(bǔ)氫頻率變大開始泄漏查找工作。或者其他漏氫監(jiān)測(cè)報(bào)警出現(xiàn)時(shí)開始查漏。

3.1 內(nèi)漏查找

主控聯(lián)系化學(xué)人員對(duì)定子冷卻水箱氣相取樣，測(cè)量氫含量;現(xiàn)操在潤(rùn)滑油排煙風(fēng)機(jī)出口用氫表測(cè)量含氫量;現(xiàn)操在密封油排煙風(fēng)機(jī)出口用氫表測(cè)量含氫量;現(xiàn)操在閉式冷卻水膨脹水箱呼吸口處用氫表測(cè)量含氫量;現(xiàn)場(chǎng)人員在發(fā)電機(jī)氫氣冷卻器的四個(gè)熱交換器排氣口測(cè)量含氫量。通過(guò)含氫量的大小可以初步判斷內(nèi)漏部位，如果正常則需要外漏查找。

3.2 外漏查找

查找漏氫部位一定要全面仔細(xì)，不能漏過(guò)任何一個(gè)死角。對(duì)發(fā)電機(jī)所有連接部位人孔、端蓋、手孔、二次測(cè)量引出線端口、出線套管法蘭及瓷套管內(nèi)部密封、出線罩、氫冷器法蘭等的氫密封部件等都需要進(jìn)行詳細(xì)認(rèn)真的氫含量檢查。

查找過(guò)程還是有側(cè)重點(diǎn)，重點(diǎn)查找經(jīng)驗(yàn)反饋以前經(jīng)常泄漏的地方，例如端蓋螺栓及端蓋結(jié)合面，注膠孔，接線。觀察接合面是否有鼓泡現(xiàn)象，注膠孔有無(wú)流出物或噴射痕跡。對(duì)于二次部分的接線處查找，注意取樣管口不能插入蓋板過(guò)深，以免碰觸到接線頭的裸露部分引起誤發(fā)信號(hào)。

4 防范處理措施

對(duì)于漏氫的查找可以采取以下措施：

（1）針對(duì)重要部位（勵(lì)端、汽端、封閉母線、定子冷卻水系統(tǒng)、軸承回油箱）設(shè)置測(cè)點(diǎn)，安裝漏氫巡檢儀;

（2）就地在發(fā)電機(jī)及其附屬設(shè)備周邊安裝氫氣探測(cè)裝置，探測(cè)外漏情況。

可以采取以下措施防范漏氫氫爆和保證氫氣運(yùn)行參數(shù)：

（1）多關(guān)注密封油系統(tǒng)的運(yùn)行情況，保證氫油壓差在要求范圍內(nèi)，提高空氫側(cè)油壓調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)性能;

（2）在機(jī)組檢修時(shí)提高檢修質(zhì)量，根據(jù)設(shè)備墊片密封條等的老化情況，更換更可靠的密封件;

（3）增加發(fā)電機(jī)自動(dòng)補(bǔ)氫閥門，在純度儀處調(diào)節(jié)適當(dāng)氫氣排放流量，排出口安裝阻火器;

（4）設(shè)置氫氣干燥器，露點(diǎn)儀等。

5 計(jì)算漏氫量

根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程計(jì)算，氫氣的泄漏率：

△L=68880*（V/t）*（P1/T1-P2/T2）

其中：△L為T0=287K，Ps=0.1MPa狀態(tài)下的泄漏率;V為發(fā)電機(jī)的體積，二廠發(fā)電機(jī)的體積為110m3;t為兩次測(cè)量的時(shí)間間隔;P1，P2為兩次測(cè)量的發(fā)電機(jī)內(nèi)部氫氣的絕對(duì)壓力;T1，T2為兩次測(cè)量的發(fā)電機(jī)氫氣溫度。

按照GB7064-86<汽輪發(fā)電機(jī)通用技術(shù)條件〉規(guī)定，在額定氫氣壓力下每晝夜整個(gè)機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)的漏氫量不超過(guò)發(fā)電機(jī)氫氣量的5%。對(duì)照我廠參數(shù)，漏氫量的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為5.5m3/d，折算到T0=287K，Ps=0.1MPa標(biāo)準(zhǔn)工況下，漏氫量的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為22m3/d。

假設(shè)一個(gè)小時(shí)內(nèi)氫氣溫度不變，27℃，△L=22m3/d，氫氣壓力下降值△P=0.000871MPa/h。因此每小時(shí)氫氣壓力下降超過(guò)0.000871MPa，發(fā)電機(jī)漏氫量將超標(biāo)，每8小時(shí)氫氣壓力下降超過(guò)0.007MPa，發(fā)電機(jī)漏氫量將超標(biāo)。此時(shí)需要進(jìn)行查漏。

6 結(jié)束語(yǔ)

氫氣系統(tǒng)的安全運(yùn)行對(duì)機(jī)組的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行至關(guān)重要，不能出現(xiàn)任何差錯(cuò)。氫冷發(fā)電機(jī)的漏氫影響因素有很多，要想從根本上解決問(wèn)題，需要通過(guò)在制造、檢修、運(yùn)行各個(gè)環(huán)節(jié)把好每一道關(guān)。對(duì)于運(yùn)行人員必須懷有一顆高度責(zé)任心，緊密監(jiān)視發(fā)電機(jī)相關(guān)設(shè)備運(yùn)行情況，定期計(jì)算漏氫量及全面檢查。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)與經(jīng)驗(yàn)加大檢修與技改力度，不斷探索創(chuàng)新先進(jìn)的監(jiān)測(cè)手段與防范措施，保障發(fā)電機(jī)組的長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]發(fā)電機(jī)設(shè)備說(shuō)明書、發(fā)電機(jī)氫氣冷卻系統(tǒng)系統(tǒng)手冊(cè)、密封油系統(tǒng)系統(tǒng)手冊(cè)等.