發電機漏氫分析與處理

黃子夜

（大唐國際發電股份有限公司陡河發電廠，河北 唐山 063000）

作為發電機的重要組成部分，氫冷系統所涉及的設備比較多且復雜，其漏氫治理是一項系統性的工作，需要針對漏氫的部位，根據漏氫的原因，確定具體的治理方案，同時加強檢修的工藝水平，不斷探索先進的檢測、防范手段，避免安全事故的出現。

一、發電機容易漏氫的部位

氫氣是一種質量輕，滲透性極強的氣體。發電機氫氣泄漏的部位主要包括：內漏和外漏。外漏是指氫氣直接通過與發電機本體連接部位漏至大氣。內漏是指氫氣通過內冷水、密封油攜帶漏至油或水中。

外漏主要包括：（1）端蓋與機座集合面漏氫（2）上下端蓋接合面漏氫（3）氫氣冷卻器與機座接合面漏氫（4）端蓋手孔門、發電機上下人孔門接合面漏氫（5）定子出線盒處圓形人孔接合面漏氫（6）氫氣干燥器、氫氣純度儀、絕緣過熱檢測裝置（7）氫氣供給管道、閥門、法蘭及焊縫（8）發電機本體連接的排污管、熱工溫度測點接線柱板

內漏主要包括：（1）定子引出線套管漏氫（2）轉子導電螺釘處漏氫（3）氫氣通過定冷水管漏入定冷水箱（4）氫氣通過密封瓦、中間環漏入密封油（5）氫氣通過冷卻器漏入冷卻水。

二、發電機漏氫原因分析

（一）發電機外部附屬系統的泄漏原因

附屬系統中，主要通過接頭連接的有氫器干燥器、純度儀、絕緣過熱檢測裝置等；閥門主要包括排空閥，壓力純度檢測裝置取樣閥等。漏氫主要原因為：在氫氣管道安裝或閥門法蘭安裝時，由于螺栓安裝不到位，螺栓緊固未按照螺栓緊固作業規范進行操作，造成系統密封效果差，從而導致漏氫；在進行接頭或閥門連接時，接頭連接不嚴或閥門未關緊，等都會引起漏氫。

（二）發電機端蓋結合面、人孔門、手孔門、氫氣冷卻器等結合面的泄漏原因

與發電機本體相連的主要零件有端蓋、人孔門、手孔門、出線套管等。這些部件都是通過螺栓緊固實現，與發電機主體固聯的。當固聯的結合面螺栓緊固不到位，或緊固時未按照標準的螺栓緊固作業規范進行連接，均會造成漏氫情況；一般在結合面都會組裝密封墊和密封填料，如果密封墊出現老化或密封填料出現變質老化也會造成漏氫。

（三）密封油系統漏氫的原因

氫冷發電機組的密封形式主要是油密封，其密封多采用雙流環式，密封瓦是密閉氫氣的關鍵部件，也是檢查發電機漏氫的首要部件。密封瓦是通過密封條進行密封的，如果密封條出現質量不過關，或者密封條出現老化都會造成油封瓦漏氫；密封瓦受損或變形使其與軸徑之間的配合間隙過大，同樣會造成漏氫；氫側油路與空側油路發生油竄現象，氫氣會通過密封瓦泄漏到外端的軸承座內引發漏氫；如果密封墊或注膠密封遭到破壞，同樣會造成氫氣通過密封瓦漏至外端軸承室。

（四）內冷水系統漏氫

內冷水管在運行的過程中受應力作用，因振動使得支管與匯水環的根部開裂，

造成漏氫；發電機匯水環的母管與支管焊口支管加強筋的焊口應力沒有完全釋放在電磁振動和溫度的共同作用下產生裂紋造成氫氣的泄漏；隨著交變電磁力的作用繞組端部不可避免地要產生振動加劇了引水管相互之間磨損絕緣水管與匯水環支管和水電分離接頭松動而發生內漏。

（五）電機整體密封性能變差

發電機的密封系統是一個復雜龐大的整體，很多的管道和設備連接在其中，當存在管道、端蓋密封圈失效等節點出現漏點時，氫壓將會出現下降。氫冷系統是一個整體性的系統，各密封環節均起著同樣重要的作用，對氫冷系統的檢查，是一項必不可少的工作，包括運行狀態及漏氫測試的檢查。

三、發電機漏氫的處理措施

（一）結合面位置處置

發電機的各結合面處應該嚴格密封，其中勵磁系統側、上下端蓋及汽輪機側端蓋與機座的結合部位的結合面積大，是密封的薄弱環節。對這些部位應該加強檢修，在檢修過程中，不能傷及密封面，且要采用符合要求的密封材料。緊固端蓋螺栓時，為保證結合面位置緊密貼合，應采取規范操作，保證把合力的均勻，避免緊偏的出現，在把緊1/3 螺栓狀態下，用0.03 mm 塞尺檢查應不入。

（二）密封油系統

依據密封瓦的結構及運行參數，設定合理的密封油壓力，采用雙流環式密封瓦進行密封的機構中，要保證差壓閥及平衡閥動作的靈活性，同時具備良好的跟蹤性能。在設備運行中，密封油壓大于氫壓的恒定值，通過差壓閥來控制實現；而平衡閥則控制氫側與空側密封油壓相等。在檢修的過程中，要提高差壓閥和平衡閥的檢修和調試的工藝水平，保證運行中的動作靈活可靠，同時確保合理的設定值，達到氫氣不外漏和機油不內流的作用。要嚴格監視油箱中的油位，避免出現滿油進入機內或缺油漏氫現象的出現。

（三）氫氣管道和閥門

根據國家標準，應使用無縫鋼管作為氫氣管，嚴禁焊接管和焊接鋼管。應使用符合國家設計標準的閥門和閥門。濃縮氫氣管道部件應設有抗振動和抗摩擦措施，安裝完成后，需要對氫氣管道進行強度檢測和清洗，確保管道內無生銹，灰塵等污垢。在長期使用過程中，對于管道檢查，應注意管道之間的摩擦，以防止因局部壁管道變薄引起的氫氣泄漏。對于用于氣體氫氣置換氣體通道的小閥門，應使用球閥來清楚地確定閥門材料。

總之，發電機漏氫治理是一項系統而又繁瑣的工作，需要我們檢修電氣、汽機專業和運行人員團結合作，共同的不斷跟蹤記錄分析，確定漏氫的根源和途徑，制定詳細的治理方案，并嚴密控制處理過程質量，這樣才能達到理想的效果。