600MW发电机漏氢处理及预防措施

摘 要：国电铜陵发电有限公司2×600MW机组在运行中曾经发生#1机氢气纯度仪至氢气干燥器回气门管道接头处漏氢、#2机励端A氢冷器冷却水回水放空气门检测漏氢等现象，原因是#1机氢气系统管道安装时焊接工艺差、#2机励端A氢冷器本体内漏所致，文章通过分析发电机漏氢的各种原因，在机组检修时采取预防措施解决发电机漏氢的问题，消除隐患，保证机组安全运行。

关键词：发电机；漏氢；措施

1 概况

1.1 发电机氢冷系统概况

国电铜陵发电有限公司共有两台上海汽轮发电有限公司生产的600MW汽轮发电机，型号为QFSN-600-2，发电机采用水-氢-氢冷却方式，额定工作氢压为0.4MPa，氢气（油）密封方式为双流环式油密封，正常运行时密封油压高于机内氢压0.084MPa。发电机内氢气纯度必须维持在98%左右，当氢气纯度低于95%时要进行排氢再补充操作，直至纯度合格。

1.2 #1、#2发电机运行中发现的问题及处理方法

国电铜陵发电有限公司#1、#2机组自2008年7月28日、9月28日两台机组先后投产后，虽然没有发生严重氢气泄露现象，但是也都不同程度地出现过氢气泄漏现象，补氢率较大，电厂利用检修机会进行消缺，对于运行机组不能彻底处理的也采取了临时堵漏措施。

2014年4月，#2机氢气纯度下降较快，补氢率较大，修前检查中发现#2发电机汽端端盖处氢气压力表、氢气干燥装置进气阀（6.4米处）存在漏氢现象。4月25日，#2机组停机B修，对密封油系统进行检查，对密封瓦与轴和密封瓦座的间隙进行了调整，对氢气压力表不锈钢管和氢气干燥装置进气阀管道砂眼处进行了补焊处理，5月29日，#2发电机做整体气密试验合格。

2015年1月，运行人员检测发现#2机励端A氢冷器冷却水回水放空气门有漏氢现象，判断为A氢冷器本体有漏点。1月16日，#2机组调停检修修，拆除A氢冷器后打压试验发现A氢冷器本体中间底部有渗漏，更换新氢冷器后运行时检测氢冷器冷却水回水放空气门未发现漏氢现象。

2015年3月，#1发电机补氢率较大，经检查发现#1机氢气纯度仪至氢气干燥器回气门管道接头处漏氢，由于管道接头焊缝存在砂眼，无法在线彻底消缺，设备部于是采用临时应急措施，制作专用夹具进行带压堵漏，待停机后进行彻底消缺。

2 发电机漏氢原因

2.1 发电机漏氢涉及的相关设备

由于发电机氢冷系统涉及的设备和管道较多，系统也较繁杂，一旦氢气泄露查找起来也比较困难。因此，查找氢气泄露必须熟悉氢冷系统，根据氢冷系统图制定详细的查漏方案，不放过每一个可疑点。

根据漏氢的根源和途径的不同，漏氢可分为内漏和外漏。氢气直接漏到大气中称为外漏，外漏点比较直观易查找和处理；氢气通过其它介质和空间泄漏掉称为内漏，内漏一般不易查找和处理。发电机的漏氢部位涉及设备有：发电机定子绕组的水内冷系统；发电机密封油系统；发电机氢气冷却器的循环水系统；发电机人孔、端盖、出线套管法兰及瓷套管内部密封、氢冷器法兰、转子导电杆等的氢密封系统；发电机外部附属系统，包括氢管路阀门及表计、CO2汇流排、H2汇流排、CO2加热装置、检漏计、氢气干燥器、发电机漏氢在线监测装置、氢纯度检测装置、发电机绝缘过热检测仪等。

2.2 发电机漏氢的原因分析

发电机常见的漏氢的原因归纳起来大致分以下几种：（1）结合面受损或密封件老化失效。（2）法兰、端盖紧固螺栓紧固不均匀或垫片未加好。（3）密封瓦与轴和密封瓦座的间隙调整不当。（4）氢冷器本体渗漏。（5）氢气管道焊接工艺不良，有虚焊，砂眼。（6）仪表、设备接头渗漏，管道阀门盘根渗漏或阀门关不严。（7）运行中油氢差压控制不当。

3 防止发电机漏氢采取的预防措施

3.1 做好修前漏氢检测工作

修前漏氢检测工作是发电机漏氢治理的重要环节，因为从检修前的补氢量多少可以判断出发电机漏氢是否存在异常现象，也可以在运行中通过分析初步查找到漏氢点。针对查出的漏氢部位，提前制订出详细的处理预案，在检修时做到有的放矢。提前定位漏点且一次性处理好这些漏点，既缩短了检修工期，又保证了检修质量。

3.2 做好修中过程控制工作

（1）做好检修时拆除部位结合面的清理和密封工作。发电机机壳结合面主要包括：端盖与机座的结合面，上下端盖的结合面，出线套管法兰与套管台板的结合面，测温引线的引线接板等。结合面受损、清理不干净或密封条老化、损坏易造成漏氢。检修中严格按规范要求检查结合面平整度，结合面垫片或密封条安装时尺寸不宜过大或过小，安装位置正确不偏斜，密封胶涂抹均匀，法兰及结合面螺栓应逐步均匀施力加以拧紧，直至符合规定力矩值。（2）调整密封瓦与轴和密封瓦座的间隙使其符合规范要求。做好密封瓦的刮研检修工作，控制好内油挡及密封油挡板的径向间隙，确保密封瓦各部间隙和接触在规范范围之内，每平方厘米有3～4个接触点，整体有70%以上的接触面。（3）氢气冷却器检修。氢冷器是氢气可漏点最多的设备，其结合面的每一条螺丝及每根铜管都有漏氢的可能。当冷却器进水区铜管漏氢时，可用测氢仪在氢冷器的排气孔处测量。一旦停机检修，需确定具体的泄漏铜管，打压后可用肥皂水进行检漏，对发现漏氢的铜管，可在该铜管两侧打入铜楔隔离该管道。（4）发电机转子气密试验。在每次大修时，发电机转子应进行气密试验，目的在于确保氢气不会在运行中漏入励磁机内，从而避免爆炸的危险。注意在做发电机转子气密试验时必须用另一块盖板及橡皮垫封住汽端的中心孔。在励端缓慢加入干燥清洁空气及氟利昂，压力保持在1.4MPa，维持4小时，泄漏量小于0.02MPa/h，并用卤素检漏仪对引出线压板、导电螺钉以及其他密封处检漏，以10-5毫升/秒气流量级精度不报警为合格。

3.3 做好修后整体气密性试验工作

为确保发电机各密封件复装后完好无泄漏，修后必须对发电机进行整体气密性试验。

（1）首先启动密封油装置，调整自动油压调节阀，把密封油压差调整在0.07-0.08MPa之间。由发电机补氢装置向机内充入干燥清洁的仪用压缩空气，升压至0.1MPa，停止向机内冲压缩空气。打开氟利昂瓶阀门，由发电机补氢装置向机内充入3kg氟利昂，关闭氟利昂进气阀及氟利昂瓶阀门。再打开压缩空气进气门继续充压缩空气，使压力升至0.3MPa后停止进气，进行泄漏检验。重点检验部位如下：端盖与机座把合面、端盖合缝面，氢气冷却器安装面、密封座把合面，出线磁套管结合面，人孔门，转子集电环处，氢管道上的阀门、表计接头等。（2）将发现的漏点消除后，继续升压，将压力升至0.4MPa，再全面检查一次，确认无泄漏点后，保压24小时，记录压力变化及机壳温度变化。允许漏气量：L'≤4.3m3/d，根据《电力建设施工及验收技术规范――汽轮机机组篇》DL 5011-92附录J确定。

3.4 做好运行中防止发电机漏氢的防范措施

（1）根据运行规程要求，保持正常运行时密封油压高于机内氢压0.084MPa。发电机油氢差压由差压调节阀自动控制，氢侧和空侧油压平衡由调节阀自动控制，并提供差压和压力报警信号。（2）运行中加强监视消泡箱及氢侧回油箱的油位，油位计报警回路应试验正常。当来自氢侧密封环的回油进入消泡箱，从油中释放出来的氢气泡沫被隔离在箱内，而氢气则回到机内，当消泡箱液位低时，会造成氢气外逸。

4 结束语

机组在正常运行中，氢气会通过密封油系统及其它不严密部分泄露出去，为维持气体压力在规定值，就要不断进行补充。本机组设计最大泄漏量为10m3/d，当发现补氢量异常增大时，应当对系统进行检漏，漏氢量超过厂家规定的一倍以上，短时间无法制止时，宜停机进行处理。

参考文献

[1]上海汽轮机发电有限公司.大型氢冷汽轮发电机及无刷励磁机组安装工艺导则[S].1998.

[2]国电铜陵发电有限公司.电气设备及系统[S].2007.

作者简介：卢春燕（1973-），男，工程师，从事发电厂检修维护工作，工作单位：中国能建安徽电建二公司。