熱電廠氫冷發電機漏氫故障診斷

杜志英，鞠鳳元，婁智勇，周文華

包頭第三熱電廠，內蒙古包頭 014060

熱電廠氫冷發電機漏氫故障診斷

杜志英，鞠鳳元，婁智勇，周文華

包頭第三熱電廠，內蒙古包頭 014060

某電廠二號機組是引進東方汽輪機廠第八代亞臨界300mW優化機型之一，發電機采用水氫氫冷卻方式，在正常運行期間，發電機氫壓及氫氣純度突然迅速下降，補氫無效，檢查發電機補氫，排污管道及閥門正常，緊急停機后檢查，氫氣漏點為發電機密封瓦進油口處膠墊破損。

.發電機；漏氫；密封瓦；氫氣；密封油

0 引言

熱電廠發電機在運行中繞組和鐵芯要發熱，為了避免溫度過高而發生燒損，因此需要進行冷卻，冷卻劑通常有空氣、水、氫氣、油、氟里昂等，其中氫氣應用最廣，是因為氫氣具有導熱性好（導熱系數是空氣的8.4倍），比重小，擴散快等優點，用氫氣冷卻的效果好，容易輸送并可循環使用。氫氣的缺點是滲透性強，容易從設備中泄漏出來。由于氫氣與氧氣混合后的爆炸范圍廣，氧氣含氫5%～95%、空氣中含氫4.1%～74.2%均有爆炸危險，因此特別注意防火防爆，在有氫氣的場所可以看到醒目的警示牌。定子繞組為水內冷，轉子繞組和定子鐵心為氫氣冷卻的發電機通常被稱作“水氫氫”冷卻機組，包頭第三熱電廠發電機使用的就是這種水氫氫冷卻方式。

1 漏氫的危害

雖然發電機使用氫氣冷卻效果好，但由于氫氣是世界上已知的最輕的氣體，它的密度非常小，只有空氣的1/14，即在標準大氣壓0℃下，氫氣的密度為0.0899g/L。在高溫、高壓下，氫氣甚至可以穿過很厚的鋼板。所以氫氣很容易發生泄漏。當氫氣泄漏時：

1）不能保證氫壓的額定值，從而影響發電機的出力；

2）消耗氫氣過多，造成制氫頻繁，成本高；

3）發電機系統可能著火、爆炸，造成人員傷亡及設備損壞。

因此，當氫氣泄漏時，必須進行緊急處理。

2 漏氫的途徑和部位

發電機漏氫一般是通過兩種途徑：

1）外漏：發電機本體存在漏點，造成氫氣向大氣泄漏。在發現發電機氫壓下降時，運行及檢修人員檢查與發電機相連的管道及閥門，無明顯泄露點，排除發電機氫氣外漏的可能性。

2）內漏：（1）密封油系統的平衡閥調節靈敏度不好，氫側往空側竄油，進入空側油箱隨排煙風機排入大氣；（2）定子線圈冷卻水管路有漏點，因機內氫壓略高于定冷水水壓，造成氫氣進入定冷水系統；（3）氫氣冷卻器銅管有漏，造成氫氣進入開式冷水系統；（4）漏入封閉母線。

常見的漏氫部位：（1）端罩與機座結合面漏氫；（2）端蓋與端罩及上下半端蓋結合面漏氫；（3）端蓋與密封瓦座結合面；（4）定子引出線套管漏氫；（5）氫氣冷卻器上下法蘭與機殼結合面處橡膠墊腐蝕或冷卻管破裂引起漏氫。由于無法維持氫壓，最后緊急停機，等待檢修處理。

3 如何查找漏氫

一般發電機漏氫找漏的方法有：1）機組停運之后找漏，一般在氫氣置換空氣后，做發電機的氣密性試驗；2）運行中發電機找漏，借助微量氫測定儀，查找漏氫部位。如果在氫冷器冷卻水排空側測到氫，應確定屬冷卻器有漏；如定冷水頂部氮氣流量計有走動，應確定定子冷卻水管有漏；3）加裝漏氫在線連續監測儀。在找到氫漏點后，如果在發電機端蓋或一些結合面，可以用密封膠進行封堵；如果是氫冷器有漏，可以單個隔離，針對300mW發電機，一般有四組共八個冷卻器，單獨一個隔離對發電機出力影響不大，但造成氫冷器氫氣出口溫度偏差很大，有一定的危害。而且在帶高負荷時，如恢復其運行，也會造成其它正常運行的冷卻器出口氫溫變化，運行人員調整起來非常麻煩。

由于包頭第三熱電廠氫壓無法維持，緊急停機，無法通過儀器檢測泄漏點，只能在缸體冷卻期間，依靠調取密封油系統各測點歷史趨勢判斷漏點，經比對同負荷歷史趨勢，發現在漏氫期間發電機勵磁側密封油回油溫度有明顯升高，懷疑為發電機勵磁側密封瓦內漏，具體漏點需揭瓦檢查。

4 漏氫處理

在缸溫達到允許揭缸值后，檢修人員對發電機勵磁側密封瓦進行了拆解，發現密封瓦與過度環之間的橡膠墊有一處破損，位置就在密封瓦密封油進油孔處。密封瓦構造圖如圖1所示。泄漏點見圖2。

圖1

圖2

確認漏點后，檢查橡膠墊破損位置，經總工程師分析，破損原因為密封瓦的密封油進油口設計時，沒有設計螺孔，此處在運行期間，相對于有螺栓緊固的部位，應力明顯不足，在密封油長期沖刷擠壓下，密封橡膠墊變質破損，最終導致氫氣泄漏。更換新的密封橡膠圈后，做發電機風壓試驗，24小時內風壓穩定，發電機內充入氦氣，進行儀器檢漏，無明顯泄漏點。確定檢修完畢，重新啟機并網。

5 結論

本次發電機氫氣泄漏屬于設計缺陷及配件老化共同所致，因為處理及時，并沒有造成人員及設備損害，是一次成功的緊急搶修。

[1]汽輪機本體檢修[M].中國電力出版社.

[2]汽輪機設備檢修技術問答[M].中國電力出版社.

[3]東方汽輪機廠原廠附帶圖紙及說明書.

[4]熱力發電廠[M].中國電力出版社.

TK32

A

.1674-6708（2011）52-0038-01

杜志英，助理工程師，工作單位：包頭第三熱電廠