發(fā)電機(jī)漏氫原因分析及對(duì)策

申盛，張現(xiàn)紅

（大唐洛陽(yáng)首陽(yáng)山發(fā)電有限公司鄂電項(xiàng)目部，河南 偃師 471900）

湖北能源集團(tuán)鄂州電廠#1 發(fā)電機(jī)系東方電機(jī)廠生產(chǎn)的QFSN-330-2-20 型汽輪發(fā)電機(jī)，冷卻方式為：定子繞組為水內(nèi)冷， 轉(zhuǎn)子繞組為氫內(nèi)冷，定子鐵芯為氫外冷，額定氫壓0.30MPa, 運(yùn)行中維持在0.30～0.27MPa；軸密封采用雙流環(huán)密封瓦油密封系統(tǒng)。機(jī)組于1998 年12 月低投產(chǎn)，2018 年3 月30 日停機(jī)進(jìn)行A 級(jí)檢修，至6 月3 日并網(wǎng)發(fā)電，大修中做發(fā)電機(jī)氣密性試驗(yàn)合格，從6 月3 日15 時(shí)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)至6 月6 日12 時(shí)發(fā)電機(jī)補(bǔ)氫量正常，之后發(fā)電機(jī)氫壓下降較快，補(bǔ)氫量逐步增大，從開(kāi)始每12h 補(bǔ)氫一次，到停機(jī)前達(dá)到每4h 補(bǔ)氫一次，最高達(dá)每日補(bǔ)氫30m3。發(fā)電機(jī)漏氫給機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行造成了較大的隱患。

1 原因分析

發(fā)電機(jī)漏氫的原因很多，一般來(lái)說(shuō)，常見(jiàn)的主要有如下幾種。

（1）氫冷發(fā)電機(jī)內(nèi)部及本體結(jié)構(gòu)部件的漏氫。

①水電連接管和發(fā)電機(jī)線棒的水內(nèi)冷系統(tǒng)。

②發(fā)電機(jī)密封瓦及氫側(cè)回油管接頭的油系統(tǒng)。

③發(fā)電機(jī)氫氣冷卻器的閉式水系統(tǒng)。

④發(fā)電機(jī)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、轉(zhuǎn)子導(dǎo)電桿等的氫密封系統(tǒng)。

（2）發(fā)電機(jī)外部附屬系統(tǒng)的漏氫。

①氫氣系統(tǒng)管道、閥門(mén)漏氫，比如管道裂縫、閥門(mén)門(mén)桿泄漏、排污門(mén)、取樣門(mén)自身內(nèi)漏、表計(jì)接頭等。

②發(fā)電機(jī)本體端蓋、人孔、手孔外漏。

③氫油差壓調(diào)系統(tǒng)。

④隔氫防爆裝置焊縫、連接法蘭等。

⑤氫氣干燥裝置系統(tǒng)閥門(mén)、接口、管道焊縫等。

⑥氫濕度監(jiān)測(cè)裝置系統(tǒng)閥門(mén)、接口、管道焊縫等。

⑦絕緣過(guò)熱檢測(cè)裝置。

2 現(xiàn)場(chǎng)診斷

（1）情況了解。5 月30～31 日，1#發(fā)電機(jī)氣密試驗(yàn)合格，氣壓保持在0.3011MPa；6 月1 日置換氫氣合格，6 月2～4 日發(fā)電機(jī)沖轉(zhuǎn)啟機(jī)階段，氫壓基本保持在0.25～0.28MPa 左右，檢查不漏；6 月5 日14 點(diǎn)氫壓提到0.3MPa 運(yùn)行。經(jīng)與甲方點(diǎn)檢員及運(yùn)行人員溝通，了解到6月3 日機(jī)組啟動(dòng)后，發(fā)電機(jī)密封油勵(lì)側(cè)空側(cè)油壓比氫側(cè)油壓低0.008MPa（設(shè)計(jì)要求空側(cè)油壓與氫側(cè)油壓差值不大于0.0015MPa）。

（2）經(jīng)查閱大修記錄，汽、勵(lì)端密封瓦徑向間隙均符合廠家要求，設(shè)計(jì)值0.18～0.23mm，實(shí)測(cè)汽端0.19mm，勵(lì)端0.18mm。兩側(cè)密封瓦均更換新瓦。

（3）實(shí)地檢測(cè)及調(diào)整試驗(yàn)：發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)氫氣泄漏量增大后從6月4日開(kāi)始連續(xù)幾日，我們多次用肥皂水、漏氫檢測(cè)儀對(duì)所有可能漏氫的部位進(jìn)行了一一檢測(cè)排查。

①空側(cè)密封油防爆隔氫風(fēng)機(jī)出口氫含量剛發(fā)現(xiàn)氫氣泄漏時(shí)為30%，最高時(shí)達(dá)到65%。判斷漏氫為密封瓦處漏氫進(jìn)入隔氫防爆裝置后有防爆風(fēng)機(jī)排入大氣。

②為了使發(fā)電機(jī)勵(lì)側(cè)密封油空側(cè)油壓比氫側(cè)油壓略高，配合運(yùn)行調(diào)整勵(lì)側(cè)平衡閥旁路門(mén)使氫側(cè)密封油油壓降低。由于用勵(lì)側(cè)平衡閥旁路門(mén)節(jié)流，在機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中容易操作不當(dāng)造成氫側(cè)密封油斷油，故進(jìn)行了微量調(diào)整，調(diào)整到發(fā)電機(jī)密封油勵(lì)側(cè)空側(cè)油壓與氫側(cè)油壓相等，調(diào)整完畢后測(cè)量密封油隔氫防爆風(fēng)機(jī)出口含氫量沒(méi)有變化，這就排除了由于發(fā)電機(jī)勵(lì)側(cè)密封油空側(cè)油壓比氫側(cè)油壓低引起從密封瓦處泄漏氫氣的可能。

③當(dāng)氫壓為0.265MPa 時(shí)配合運(yùn)行調(diào)整空側(cè)密封油壓使其比原來(lái)值升高0.013MPa，測(cè)量密封油隔氫防爆風(fēng)機(jī)出口含氫量沒(méi)有變化，排除了空側(cè)密封油壓低造成密封瓦處泄漏氫氣的可能。

④測(cè)得1＃機(jī)定冷水箱含氫量與2＃機(jī)（同類型機(jī)組）定冷水箱含氫量一致。

⑤發(fā)電機(jī)本體各外漏處以及氫氣系統(tǒng)管路、閥門(mén)、表計(jì)均無(wú)泄漏現(xiàn)象。

⑥分別打開(kāi)四組氫冷器冷卻水排空門(mén)，均無(wú)明顯排氣現(xiàn)象，用檢測(cè)儀檢測(cè)，排放口含氫量為0。

⑦發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子在大修中做了氣密性試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果合格，因此可以排除轉(zhuǎn)子導(dǎo)電螺釘處泄漏的可能。

⑧查封閉母線外圍及出線結(jié)合面，無(wú)泄漏現(xiàn)象。

⑨拆除發(fā)電機(jī)勵(lì)端及機(jī)端小端蓋，用可燃?xì)怏w報(bào)警儀測(cè)的勵(lì)端處有報(bào)警，機(jī)端無(wú)報(bào)警。

綜上所述，造成1#發(fā)電機(jī)漏氫的原因可能為：第一，發(fā)電機(jī)勵(lì)端密封瓦漏氫，第二，密封瓦垂直結(jié)合面墊子損壞氫氣泄漏；第三，密封瓦連接的氫氣管道泄漏。理由為我們分別測(cè)1、2＃機(jī)密封油箱排煙風(fēng)機(jī)出氣管口含氫量，2＃機(jī)含量0%，1＃機(jī)含量18%，最高時(shí)達(dá)到30%。這差異說(shuō)明＃1 機(jī)密封油系統(tǒng)卸油箱內(nèi)含氫量比較大, 漏點(diǎn)就在密封油系統(tǒng)中。

3 對(duì)策

3.1 運(yùn)行、維護(hù)對(duì)策

（1）嚴(yán)密監(jiān)視氫壓、氫溫的變化，在發(fā)電機(jī)負(fù)荷、氫溫、水溫相對(duì)穩(wěn)定的情況下，如氫壓發(fā)生大幅度下降，應(yīng)全面檢查氫氣系統(tǒng)，并通知?dú)湔緶y(cè)漏，當(dāng)漏氫量危及機(jī)組安全運(yùn)行時(shí)應(yīng)匯報(bào)值長(zhǎng)申請(qǐng)停機(jī)。

（2）嚴(yán)密監(jiān)視密封油系統(tǒng)運(yùn)行情況，尤其油氫差壓，確保密封油系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

（3）認(rèn)真做好日漏氫量的計(jì)算工作，并繪制曲線，嚴(yán)密觀察漏氫情況，如發(fā)現(xiàn)氫壓低與0.27MPa 時(shí)及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)氫。

（4）檢修人員加強(qiáng)對(duì)氫氣系統(tǒng)的檢漏工作，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。正常情況下每天一次，重點(diǎn)檢測(cè)密封油隔氫防爆風(fēng)機(jī)出口，如發(fā)現(xiàn)漏氫曲線明顯下降趨勢(shì)應(yīng)連續(xù)檢漏，直至氫壓趨于穩(wěn)定為止。

3.2 處理方案

鑒于以上情況，建議1＃機(jī)組停運(yùn)進(jìn)行檢查處理。

（1）機(jī)組停運(yùn)前準(zhǔn)備一套發(fā)電機(jī)密封瓦（汽、勵(lì)）、兩套密封瓦座密封瓦橡膠密封墊。金相檢查備件密封瓦無(wú)裂紋，測(cè)量密封瓦內(nèi)徑符合標(biāo)準(zhǔn)。

（2）停機(jī)后勵(lì)側(cè)密封瓦泄漏檢查檢修方案。

①待汽缸溫度降低到220°時(shí)，運(yùn)行人員通知檢修人員，拆6#瓦外油擋及小端蓋，對(duì)回油口進(jìn)行有效遮擋，防止工器具及零部件掉入回油管內(nèi)，拆除6#瓦上瓦枕。在拆除6#瓦瓦枕時(shí)，檢修人員要用塑料布進(jìn)行遮擋，防止?jié)櫥蜑R出軸承室外，如潤(rùn)滑油泄漏量大，檢修人員不能有效遮擋潤(rùn)滑油外濺時(shí)，應(yīng)及時(shí)通知運(yùn)行人員停運(yùn)盤(pán)車(chē)及油系統(tǒng)，并確保相關(guān)系統(tǒng)停運(yùn)后25min 內(nèi)恢復(fù)拆除的部件或做好擋油措施，再通知運(yùn)行恢復(fù)油系統(tǒng)和盤(pán)車(chē)運(yùn)行；盤(pán)車(chē)停運(yùn)時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)檢修人員在汽機(jī)大軸左右兩側(cè)做好180°的記號(hào)標(biāo)識(shí)，再次啟動(dòng)盤(pán)車(chē)后按運(yùn)行要求進(jìn)行大軸翻轉(zhuǎn)。

②當(dāng)6#瓦瓦枕拆除后，電氣人員將發(fā)電機(jī)內(nèi)空氣壓力升高至0.35MPa，并充入氟利昂，用鹵素儀檢測(cè)勵(lì)端密封瓦泄漏情況，機(jī)務(wù)檢修人員外觀檢查密封瓦垂直結(jié)合面墊子情況。

③如發(fā)現(xiàn)異常進(jìn)行下一步工作：更換密封瓦垂直結(jié)合面墊子；更換（或檢修）密封瓦；拆除勵(lì)發(fā)聯(lián)軸器螺栓；電氣檢修人員拆除勵(lì)磁機(jī)刷架；（前三項(xiàng)工作需停運(yùn)油系統(tǒng)和盤(pán)車(chē)后進(jìn)行）。

④待缸溫降至150℃時(shí)，停止盤(pán)車(chē)運(yùn)行，停潤(rùn)滑油系統(tǒng)約30min，檢修人員將6＃瓦進(jìn)油管法蘭加裝堵板后，恢復(fù)潤(rùn)滑油系統(tǒng)運(yùn)行。

⑤運(yùn)行停止密封油系統(tǒng)及頂軸油系統(tǒng)運(yùn)行后，進(jìn)行如下工作：拆除支持軸瓦下瓦；拆密封瓦垂直結(jié)合面螺絲及水平結(jié)合面螺絲，取出密封瓦上瓦殼和下瓦殼；檢查密封瓦間隙和墊子情況；拆密封瓦水平結(jié)合面螺絲，取出密封瓦；研刮新密封瓦直到合格；回裝，順序與解體順序相反。

⑥待氣缸溫度降至120℃時(shí)，停潤(rùn)滑油系統(tǒng)運(yùn)行，將6＃瓦進(jìn)油法蘭堵板取出，恢復(fù)正常，以上工作正常進(jìn)行。

4 處理情況

（1）#1 機(jī)組停運(yùn)后，發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣置換后，充入空氣，汽缸溫度降低到220℃時(shí)拆6#瓦外油擋及小端蓋后，用手伸入密封瓦端蓋處感覺(jué)到密封油箱回氫管至密封瓦接頭處有氣流吹手。

（2）拆除6#瓦瓦枕后發(fā)現(xiàn)密封油箱回氫管至密封瓦銅管彎頭處破裂，漏氣嚴(yán)重。

（3）拆除該銅管后，將密封瓦上接口處安裝堵頭，發(fā)電機(jī)內(nèi)部充空氣升壓至0.35MPa，空氣內(nèi)充入氟利昂，用鹵素儀檢查發(fā)電機(jī)線棒和線棒接頭、水電連接管、引出線的連接部分等各處無(wú)泄漏點(diǎn)，DCS 上顯示氣壓曲線沒(méi)下降趨勢(shì)。計(jì)算24h 漏氫量為2m3

（4）更換該段銅管，連接完畢后發(fā)電機(jī)內(nèi)部充空氣升壓至0.35MPa，空氣內(nèi)充入氟利昂，用鹵素儀檢查發(fā)電機(jī)線棒和線棒接頭、水電連接管、引出線的連接部分等各處無(wú)泄漏點(diǎn)，DCS 上顯示氣壓曲線沒(méi)下降趨勢(shì)，24h 氣壓下降0.02MPa，計(jì)算漏氫量為2.3m3。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本次1#發(fā)電機(jī)漏氫原因分析及泄漏點(diǎn)處理，認(rèn)為有效控制氫冷發(fā)電機(jī)漏氫問(wèn)題應(yīng)從以下幾方面著手。

5.1 在備件上嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)

治理漏氫首先要從備件的質(zhì)量上入手，多調(diào)研國(guó)內(nèi)其它電廠所用備件和密封件的情況，將好的品牌備件的廠家記下來(lái)，根據(jù)自己所用備件的型號(hào)和運(yùn)行工況告訴廠家，使之所供備件真正做到品質(zhì)優(yōu)良適合本廠發(fā)電機(jī)所需的工況備件，在備件上作到“該換必?fù)Q、換必?fù)Q好”。

5.2 制定詳盡的漏氫處理方案

發(fā)電機(jī)漏氫治理的質(zhì)量不僅僅要求在解體后回裝中把關(guān), 更主要的是從檢修前的漏氫量情況分析、修前運(yùn)行中漏點(diǎn)仔細(xì)查找、根據(jù)漏氫的情況分析漏氫部位, 制訂出詳細(xì)的處理預(yù)案, 作到“解體前有目的, 回裝中有重點(diǎn)”。只有有了詳細(xì)周密的處理方案作為檢修的指導(dǎo)性文件，才能在檢修過(guò)程中井然有序地順利找到漏氫根源，一次性處理好了這些漏點(diǎn)，真正作到檢修的有的放矢，既能縮短檢修工期，又能保證了檢修質(zhì)量。

5.3 嚴(yán)格控制檢修過(guò)程質(zhì)量

有了前兩項(xiàng)作為保障，更應(yīng)該注重的就是檢修過(guò)程質(zhì)量控制，備件再好，處理方案再周密，如果檢修過(guò)程控制不好，結(jié)果也無(wú)保證。因此，處理漏氫問(wèn)題必須在檢修過(guò)程質(zhì)量上“嚴(yán)”字當(dāng)頭，從細(xì)節(jié)著手。

6 結(jié)語(yǔ)

發(fā)電機(jī)漏氫治理是一項(xiàng)系統(tǒng)而又繁瑣的工作，需要我們檢修電氣、汽機(jī)專業(yè)和運(yùn)行人員團(tuán)結(jié)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(xì)的治理方案，并嚴(yán)密控制處理過(guò)程質(zhì)量，這樣才能達(dá)到理想的效果。通過(guò)本次1#發(fā)電機(jī)漏氫原因分析，我們也得到了一定的經(jīng)驗(yàn)，并吸取了造成此次漏氫的教訓(xùn)，為保證今后在工作中不再犯類似錯(cuò)誤，保證機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。