朱存刚
国家能源集团徐州发电有限公司九江项目部电气主管 江西省 九江市 332000
对某1000MW机组正常运行过程中发电机漏氢的部位及现象进行了调查分析，并根据其原因和处理过程对今后的发电机检修提出预防措施。
关键词：氢冷发电机组；漏氢；分析处理
一、 概述：
氢气的粘度最小，导热系数最高，不仅化学性质活泼；而且渗透性和扩散性也很强，因此，在充满氢气的发电机中是根容易造成漏泄的。氢气也是一种易燃易爆的危险性气体，在空气中的爆炸极限是4%～75.6%（体积浓度），如果氢气泄漏并不能及时排放时，会在厂房内聚积与空气混合，有可能发生氢爆的危险。以下就某火力发电厂一起水氢氢汽轮发电机漏氢事件，分析探讨大型氢冷发电机运行中遇到漏氢故障后的原因分析方法及治理方法。
二、水氢氢冷发电机漏氢问题检查及处理
某发电有限责任公司1000MW机组正常运行过程中发电机漏氢高报警，对此现象进行了调查分析。该发电机型号为:QFSN2-1169-2，额定容量：1120MVA，转速：3000rpm，额定电压：27KV，额定电流：23950A，频率：50HZ，额定氢压：0.5MPa，转子重量：96t，定子重量：461t，电机总重：630t。发电机采用水-氢-氢型冷却方式，即发电机定子绕组及出线套管采用水内冷，转子绕组采用氢内冷，定子铁芯及结构件采用氢气表面冷却，哈尔滨电机厂生产。该发电机A级检修后，自2020年10月份机组启动后漏氢量持续增大，目前（2021年3月26日）24小时泄漏量最大在34m3/d左右，超过标准值造成发电机漏氢高报警，检修前漏氢量9-10m3/d内。因为机组运行暂无法停运。主要从以下几个方面做工作：
1、问题检查、分析及处理：
A、氢冷发电机的漏氢部位有两部分；一是氢冷发电机内部本体结构部件的漏氢，二是发电机外部附属系统的漏氢。氢冷发电机本体结构部件的漏氢涉及四个系统；水电连接管和发电机线棒的水内冷系统，发电机密封瓦及氢侧回油管接头的油系统，发电机氢气冷却器的循环水系统，发电机人孔、端盖、手孔、二次测量引出线端口、出线套管法兰及瓷套管内部密封、出线罩、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的漏氢包括氢管路阀门及表计、氢油差压调系统、氢油分离器、氢器干燥装置、氢湿度监测装置、绝缘过热检测装置等。
B、影响发电机漏氢量的因素很多。首先组织人员对发电机本体设备的各接合面、人孔门、手孔、端盖、检温元件、引线端子板、阀门、氢气管路、密封油管路、螺栓及焊口等进行全面细致检查。检查发现6处小漏点，分别是发电机氢冷器外壳焊缝有4处轻微漏点，已进行堵漏胶封堵，发电机大端盖水平面螺栓2处漏点，对螺栓进行紧固后，对发电机汽励两侧端盖进行注ET-1密封胶处理，严格按照哈尔滨电机厂的工序工艺进行多次注胶，注胶压力最高在10Mpa。但泄漏量未有明显变化。基本排除发电机氢气的大量泄漏是因为外漏而引起的。
C、对发电机外部附属设备进行全面检查，未发现漏点。在不影响机组运行的情况下，对发电机附属设备进行隔离，24小时泄漏量未有明显变化。发电机氢气系统相关的附属设备也不是发电机氢气的大量泄漏的原因。
D、检查分析定冷水系统，重点查定子冷却水箱上部发电机漏氢浓度，停机检修时检查以下几个方面：
D1、氢水压差的管路、阀门是否存在漏氢。
D2、汽励端汇水管波纹补偿器、绝缘法兰、密封垫以及汽励端端部绝缘引水管接头，管夹是否存在内漏。
D3、发电机出线盒内汇水管波纹补偿器、绝缘法兰、密封垫以及出线盒内手包绝缘处绝缘引水管、管夹是否存在内漏。
E、发电机励端轴承空侧回油漏氢浓度大报警，油压的跟踪情况，排烟风机管路口氢气的浓度，确认是大量氢气漏入油系统中。调整氢油差压，由76kpa调整至73kpa，发电机励端轴承空侧回油漏氢浓度3.5左右。
由73kpa调整上限82kpa。发电机励端轴承空侧回油漏氢浓度1.5。发电机的漏氢量逐步稳定在16m3/d。
三、原因分析
综合分析发电机修前漏氢量在10m3/d内。修后发电机漏氢量最高34m3/d。此次发电机漏氢量大的原因，是检修过程控制不严，未能严把质量关。检修后出现发电机外壳焊缝漏点未能发现、发电机端盖螺栓未紧到位、发电机励端密封瓦装配质量不高造成密封油膜形成不好等原因，造成此次漏氢量的增大故障。
四、漏氢的综合治理方法（机组停机后）
1、制定漏氢处理方案
发电机漏氢治理的质量在检修后回装中严把质量关,更要从修前的漏氢量情况分析、运行中漏点查找、根据漏氢部位,制订出处理方案,做到“解体前有目的,回装中有重点”。真正作到检修的有的放矢，即缩短检修工期，又保证了检修质量。
2、检修过程严把质量关
解体前尽量暴露本体的泄漏点,对各密封点用卤素检漏仪和肥皂水仔细反复测量,特别是在正常运行中查不到的部位，如汽、励端瓦室中的瓦座结合缝；汽、励两侧氢侧回油管法兰；以及空侧密封瓦的回油情况等等。
发电机回装时，要将端盖密封面和发电机端部密封面清理干净，特别注意密封槽的清理，并检查结合面有无磕碰产生的凸起和毛刺，如有应打磨平后在密封面薄薄地均匀涂上一层ET-1密封胶，再用注胶枪从端盖下部注胶口注入ET-1密封胶于密封槽内，直至上部注胶口有大量的胶流出注满为止。
密封瓦的间隙直接影响到发电机的漏氢量，密封瓦的检修是发电机检修很关键的一步，必须严格把关过程控制。
仔细检查转子密封瓦处轴颈表面，用金相砂纸、羊毛毡、麻绳加油打磨，光滑、平整、无毛刺、无凹凸、无锈蚀且转子轴颈的椭圆度及锥度且不大于0.02mm。刮研瓦前仔细检查刮研瓦的瓦胎具,有无磕碰或脏污，尺寸和要求偏差多少作详细记录，确保所研密封瓦和轴颈的间隙达到标准。复装密封瓦严格执行检修工艺工序，做好各项数据采集及记录，确保密封瓦的安装工艺质量。防止密封瓦结合面与密封瓦瓦座结合面存在错位，限制密封瓦自由复位，影响密封油膜形成。
发电机检修中一些隐蔽密封点的检查:如热工引出线接头、匝间短路探测器引线端、发电机底部手孔门、发电机引出线套管法兰以及氢管路的密封，因为密封件都会老化。
3、严把气密试验关
定冷水路气密试验主要检验发电机线棒和线棒接头、水电连接管、引出线的连接部分等的气密性，定冷水路发生泄露危害严重、处理难度大，严重时会发生漏水接地短路事故。
发电机转子气密试验是用来检验发电机转子导电杆的严密性。
氢气冷却器水压试验用来检验氢冷器水管以及水管和管板胀口的严密性,将水室回装后进行水压试验。
发电机整体气密试验是检验发电机所有静密封点及密封瓦的密封性试验，试验时所有管路恢复正常运行状态，密封油系统投入正常运行状态。在氢系统内接入压缩空气和精密压力，向发电机内充干燥的压缩空气至0.3MPa,用肥皂水检验发电机各密封点的泄漏检查合格后,再充压缩空气至0.5MPa。稳压后，保持压力24小时，泄漏量小于2.1m3为合格。
五、结束语
当发电机发生漏氢故障后，对发电厂的安全稳定运行影响比较大。在处理和检修过程中应加强过程控制、严把质量关，确保发电机本体及氢气系统检修质量。确保发电机安全、高效、经济运行。
作者简介：
朱存刚，男，2003年毕业于南京工程学院电气工程及其自动化专业，大专学历，工程师职称，现为徐州发电有限公司驻外项目部电气专业主管，主要负责电气专业设备检修、维护的管理工作。