降低發電機漏氫率的措施探討

王劍影 秦曉麗 申振巖 王海衡

（1 國電投南陽熱電有限責任公司，河南 南陽 473000；2國家電投集團河南電力有限公司技術信息中心，河南 鄭州 450001）

引言

某火電企業2x210MW機組選用哈爾濱電機廠QFSN3-210-2型三相隱極式同步發電機。兩機分別于2008年3月和6月投商，運行已有十年之久。發電機主要由定子、轉子、端蓋及軸承、氫氣冷卻器、出線盒油密封裝置、刷架等部件組成。冷卻方式為“水氫氫”，定子繞組及連接線、出線瓷套管為水冷，轉子繞組、定子鐵心及端部結構件為氫冷。氫氣由裝在轉子兩端的槳式風扇強制循環，并通過設置在定子機座兩端（四角）的氫氣冷卻器進行冷卻。

一、發電機氫氣泄漏的危害

1.氫氣是發電機的冷卻劑，主要冷卻鐵芯、定子繞組或轉子繞組。發電機漏氫將引起發電機內氫壓下降，氫氣純度降低，導致冷卻效率降低,造成機內構件局部過熱,降低發電機的使用壽命。

2.發電機漏氫后,導致氫氣濕度過大,降低發電機定子絕緣,水分在運行中蒸發為水蒸汽,使微細擊穿點之間氫氣介質導電率升高，同時水汽吸附在絕緣層上，侵入絕緣內部的水將造成內部導體與外部絕緣表面電位相等，成為等電位體，誘發發電機絕緣事故。

3.氫氣外漏后，將上升聚集在車間屋面一角，由于氫氣是易爆氣體，容易引發氫氣爆燃等安全事故。所以發電機的屋面都裝有通風裝置，以免氫氣積蓄。

二、發電機氫氣泄露的途徑

1.發電機氫氣外漏，即漏到大氣中，聚集在車間屋頂；如發電機端蓋、出線罩、發電機機座、氫氣管路系統、測量元件等處的漏氫。

2.發電機氫氣內漏，如氫氣通過密封瓦漏入密封油系統、氫氣漏人內冷水、氫氣冷卻水系統中等，基本屬于“暗漏”，漏點位置不明，檢查處理較為復雜，且處理時間較長。

三、發電機氫氣泄露的檢查及處理

（一）機殼結合面

1.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、固定端蓋的螺孔、出線套管法蘭與套管臺板的結合面及進出風溫度計的結合面。端蓋與機座的結合面及上下端蓋的結合面結合面積大，密封難度大，是防漏的薄弱環節。在檢修回裝時，應對結合面進行詳細檢查清擦，對不平的部位涂密封膠校平。

2.固定端蓋的螺孔，個別在制造加工過程中穿透，而后經過補焊處理。這些補焊的金屬有可能在運行中受振脫開，成為漏氫點，因此在緊端蓋螺絲時，應用力均勻，保證結合面嚴密。

3.出線套管法蘭與套管臺板的結合面是防止漏氫的關鍵部位。由于該處受定子端部漏磁影響，溫度較高，加上機內進油的腐蝕，因此，該處需用耐油橡膠圈和橡膠墊要雙重密封。

（二）定子內冷水系統

1.定子內冷水系統，尤其是絕緣引水管接頭等部位不嚴密，使氫氣漏入內冷水中。發電機漏氫量較大時，應對內冷水箱、氫冷器放氣門、發電機兩側軸瓦、發電機各結合面處、密封油箱及氫系統的管路、閥門等處進行重點查找。通常采用專門檢漏儀、涂刷洗凈劑水、洗衣粉水或肥皂水等辦法查找。內冷水系統有微量漏氫時，一定要保持氫壓高于水壓0.05MPa以上，應盡早安排停機處理，大量漏氫時，應立即停機處理，不可延誤。

（三）轉子部分

1.氫氣由轉子外漏是經護環處的導電螺釘進入轉子中心孔，再從滑環處的導電螺釘或中心孔兩側堵板處漏出。因這種漏氫在運行中無法處理，因此每次大修都必須對轉子進行風壓查漏試驗。

2.轉子漏氫是動態的，可能在大修試驗時不漏，但由于導電螺釘的膠層受熱變形或密封墊受熱老化，彈性不足，在高速轉動的運行中發生泄漏。因此，每次大修必須對4個導電螺釘進行檢查，對出現異常的部件進行更換。

3.大修中應首先加強對護環處導電螺釘的密封檢查，切斷轉子漏氫的源頭。其次，檢查滑環處導電螺釘及汽端中心孔堵板的密封情況，把好轉子漏氫的第二關。

（四）氫氣冷卻器

1.氫氣冷卻器是氫氣可漏點最多的設備，結合面的每一條螺絲及每根銅管都有漏氫的可能，因此應重點檢查，并單獨進行水壓試驗。試驗壓力為0.5 MPa，30 min不漏為合格。

2.氫冷器漏氫時，將漏泄的氫冷器進、出口水門關閉，根據溫升情況降低發電機負荷，進行堵漏。

3.氫冷器檢修中應檢查擋封條，損壞的要及時更換；檢修時放在室外的冷風器，應做好防塵措施，防止散熱片受到污染。另外，對于冷風器散熱片表面的油污可用高溫熱蒸汽吹凈，效果很好。

（五）整體氣密性試驗

1.大修結束之后，應進行發電機整體密封試驗，此時密封油系統應經試驗正常并投入運行。試驗時通入發電機的壓縮空氣應先通過空氣干燥器，必須是干燥清潔的。

2.發電機的查漏，可用肥皂液涂刷，通過觀察氣泡來進行，所用肥皂液的稀稠度應適當。

3.所有漏點處理之后，需對發電機進行靜態下充壓縮空氣查漏試驗，試驗壓力為0.2MPa且為24h不泄壓。

4.在額定氫壓下，以機組轉動24h的全部漏氫量不超過發電機氣體總容積的5%為合格。

四、結語

發電機漏氫是不可避免的，應當加強維護，及時排查漏氣位置，采取有效措施，控制制漏氫量。一般氫壓下降后發電機監控會發出警報，需要及時充氫。及時做好定期維護和運行監督，實時監控，發現漏氫，確定方案快速處理，確保發電機健康運行。