300MW發電機氫冷器泄漏分析及防范措施

摘要：以QFSN-300-2型發電機為例，介紹了氫冷器漏氫的現象、原因并重點分析了防范措施，對同類型設備檢修具有一定的借鑒意義。

關鍵詞：氫冷器;泄漏分析;防范措施

1? ? 氫冷器的作用

發電機內氫氣依靠裝在轉軸兩端的單級螺旋槳式風扇在發電機內進行密封循環，在帶走發電機損耗后，由裝在發電機兩端的氫冷卻器將熱氫氣冷卻，然后重復進入循環。風扇為抽風式，將熱風先送到冷卻器，這樣風扇損耗所引起的氣體溫升不會增加由氫氣冷卻的電氣部分的總溫升。在冷卻器中，氫氣把熱量傳遞給冷卻器翅片管中的冷卻水。

2? ? 氫冷器漏氫的現象

氫冷器漏氫按部位不同有兩種表現形式：

（1）外漏氫：氫氣泄漏到發電機周圍空氣中，一般距離漏點0.25 m以外，已基本擴散，所以外漏氫引起氫氣爆炸的危險性較小。

（2）內漏氫：氫氣通過冷卻器泄漏進入氫冷器冷卻水中。內漏氫引起氫氣爆炸的危險性更大，因為空氣和氫氣是在密閉空間內混合，若氫含量達4%～76%，遇火即會發生氫爆[1]。

外漏氫時可以通過氫氣檢漏儀、肥皂水等方式檢漏，常見外漏氫部位有氫冷器蓋板、隔板、水室密封面及螺絲處等。內漏氫時可以在冷卻水排空門中測得氫氣;另外還表現為運行中漏氫的氫冷器效率降低，冷氫溫度較其他冷卻器處明顯偏高，該冷卻器出水溫度增高。無論是內漏氫還是外漏氫，都會使發電機總的泄漏量增加，補氫頻次增加。

3? ? 氫冷器漏氫的原因分析

發電機氫冷器常見的漏氫原因歸納起來大致分以下幾種：

（1）結合面受損或密封件老化失效;

（2）蓋板螺栓緊固不均勻或墊片未加好;

（3）氫冷器本體滲漏。

4? ? 如何控制防止氫冷器漏氫

4.1? ? 做好日常檢查

日常運行中做好發電機氫冷器運行狀況的跟蹤工作，以便及早發現氫冷器運行隱患。定期計算發電機漏氫量，了解機組補氫情況。日常設備巡檢中需關注氫冷器冷卻水溫度、壓力，熱氫溫度、冷氫溫度，做好參數記錄并跟蹤其變化趨勢，進行橫向、縱向比較，發現異常應及時排查，避免氫冷器內漏氫導致氫爆事故發生。特別需要注意各氫冷器氫冷溫度的比較，如有異常升高則一般存在氫冷器內漏情況。此外，還應定期對氫冷器冷卻水進行排空檢查，一方面排除水中空氣避免冷卻水循環不暢，導致冷卻器溫度升高;另一方面，在排空時還可試用氫氣檢漏儀檢測冷卻器排出的空氣中是否含有氫氣。如發現機組漏氫量增大，應及時排查漏點，及早發現隱患，避免事故擴大化。

4.2? ? 做好定期檢修

發電機氫冷器長期運行可能會因冷卻水腐蝕銅管、密封墊/密封膠老化導致漏氫事件發生。從大量實踐中得到的經驗教訓表明：高質量的預防性維護對于保證大型發電機組長周期穩定運行意義重大。其目的就是防微杜漸，盡可能把潛伏的事故隱患挖掘出來，把一切可能發展的事故苗頭消滅在萌芽狀態，避免因機組非停而造成巨大損失。一般氫冷器隨發電機每5年進行一次解體大修。氫冷器解體檢修主要是對本體油污進行清理，對冷卻水管進行清理沖洗，對密封面進行處理，對密封墊、密封膠進行更換，最好進行打壓查漏試驗。

4.2.1? ? 氫冷器解體

首先拆除氫冷器冷卻水管接頭及排氣管、排水管，然后依次拆除上部氣室蓋板、隔板，隨后拆除氫冷器下水室蓋板及下水室。檢查氫冷器下部與機座固定螺栓都已拆除后，用上部千斤螺栓均勻頂起氫冷器，使氫冷器與機座脫離后，用手拉葫蘆配合行車吊出氫氣冷卻器，吊至指定檢修地點。氫冷器下部安裝好翻身用的板后，將氫冷器水平放置在枕木上進行解體，檢查冷卻管內結垢及腐蝕情況，并進行清理。

4.2.2? ? 氫冷器檢查

氫冷器本體冷卻管翹片應無變形、損壞、彎折現象，水管無堵塞現象。檢查氫冷器的4根排氣銅管應無破損、折癟現象，必要時進行更換。用干布或海綿將氫冷器本體的油污及雜質清理干凈。用壓縮空氣對氫冷器冷卻管進行吹掃，再用長柄銅毛刷進行內部清洗，直到無銹跡、沖洗出清水為止。

4.2.3? ? 水壓試驗

冷卻器清理完將上下水室密封墊回裝后，把氫冷器上、下水室蓋回裝。將制作好的專用工具與水室的進水管連接，出水管加堵板，排氣孔應朝上，以便打壓時排氣。在打壓水管上接入1.0 MPa壓力表，用打壓泵對其進行打壓，待壓力升至0.5 MPa時進行記錄，時間不小于30 min，無泄漏為合格。

4.2.4? ? 氫冷器回裝

回裝時用壓縮空氣將氫冷器吹掃干凈，將氫冷器與發電機結合面清理干凈。將冷卻器頂部密封墊放在發電機上機座上，對準發電機冷卻器原機座緩慢下降行車，將冷卻器放入發電機的機座內。待冷卻器到位后，撤去冷卻器外罩內的起重用具并清掃檢查完畢，上好冷卻器與上機座的固定螺栓，均勻把緊，確認緊固后進行標記。切記在裝配時不要損壞密封膠墊及壓偏密封墊，否則很容易漏氫。將冷卻器下部密封的膠筋壓條用皮帶膠粘合無縫后，將膠筋壓條完整地壓入冷卻器和發電機機座的縫隙中，將鋼壓筋壓入密封條，用壓板將鋼壓筋壓住，用緊固螺絲壓緊。安裝好排氣排污管路，再做一次水壓試驗，標準同前，并處理發現的缺陷。

水壓試驗合格后，恢復氫氣冷卻器進出水管路的法蘭連接，更換全部密封墊，并均勻地把緊連接螺栓，確認緊固后進行標記。做氫氣冷卻器通水實驗，檢查管路各處應無滲漏，對密封不嚴的排氣、排污門進行更換處理。連接匯水管進出水管路與外部內冷水管路，接口法蘭處墊好四氟墊（四氟墊內孔要比法蘭內徑大一些），均勻地把緊連接螺栓。

有條件的可在發電機內冷水入口門外加裝通入地溝的旁路門。關閉入口門，打開旁路門，對機外內冷水系統先進行沖洗。待水質潔凈后，關閉旁路門，打開入口門，再進行內冷水系統0.3 MPa的水循環，檢查整個水路各處法蘭結合面應無滲漏。

在解體檢修中應當特別注意：

（1）應使用高精度壓力表進行水壓試驗，以便更加顯著地展示出壓力下降情況。

（2）水壓試驗時應多次排氣，避免氣體壓力隨溫度變化影響水壓試驗結論。

（3）如果水壓試驗不成功未發現泄漏點，可以充入少量氟利昂進行氣壓試驗，并配合鹵素檢漏儀進行查漏工作。

（4）各密封面螺絲應使用力矩扳手均勻緊固至廠家要求的力矩值。

5? ? 結語

本文以QFSN-300-2型發電機為例，從實踐經驗出發總結了氫冷器漏氫的現象、原因并重點分析了防范措施，對同類型設備檢修具有一定的借鑒意義。

[參考文獻]

[1] 廉曉艷，王小軍，毋軍.淺析發電機運行中的漏氫[J].河南電力，2007（4）：43-45.

收稿日期：2020-03-18

作者簡介：楊泰（1987—），男，陜西忻州人，工程師，主要從事發電廠電氣設備管理工作。