张岩 ?刘宏运 杨林冲
华能沁北发电有限责任公司 河南省济源市 459012
【摘要】本文分析了发电机漏氢的危害，简单介绍了常见发电机漏氢及其部位查找，并分享了一例发电机漏氢故障的排查、处理方法，仅供参考。
【关键词】发电机漏氢故障；案例分析及其处理
氢气作为比重小、流动性强的气体，在很大程度上提高了传热和散热的能力，因此大容量、高参数的发电机普遍采用氢气作为冷却介质，以便更好地带走发电机运行时所产生的热量。但氢气的渗透性很强，密封不好易发生漏氢，一旦氢气漏量超标，氢气与空气会在厂房内大量混合聚积，容易发生着火、氢爆等严重事故，将直接影响发电机的安全运行。
1.发电机漏氢的危害
氢气是发电机的冷却剂，根据发电机冷却方式不同，可以是冷却铁心、定子绕组或转子绕组。如果发电机有漏氢的情况不去及时处理，将最终导致发电机内氢压的额定值无法得到保证，冷却效果也会变得越来越差，进而使发电机的出力受到负面影。另外，漏气也必然会导致氢气的纯度和湿度发生相应的变化。如果氢气的纯度不合格，将导致冷却效率降低，造成机内构件局部过热，同时有害气体的存在还会造成绝缘老化、铁芯及其金属部件腐蚀。而如果氢气的湿度超过一定值，那么对发电机定子绝缘的影响将更大。不仅会让水分在运行中蒸发为水蒸汽，使微细击穿点之间氢气介质导电率升高。二是水汽吸附在绝缘层上，侵入绝缘内部的水将造成内部导体与外部绝缘表面电位相等，成为等电位体，威胁发电机定子绝缘，诱发发电机绝缘事故。总之，发电机漏氢如果不及时进行妥善处理，不仅会因为消耗掉过多的氢气而造成频繁制氢成本升高。而且还会影响发电机的使用寿命，严重时甚至会造成事故。因为氢气是易燃易爆气体，容易造成发电机系统着火、爆炸等事故。
2．发电机漏氢方式
根据氢冷发电机漏氢方式的不同，一般分为外漏和内漏。
2.1外漏
氢气直接漏到大气环境中称为外漏，主要是通过发电机内部本体结构和外部附属系统发生漏氢，如:（1）与发电机本体结构有关的法兰密封;（2）电气引出线的密封;（3）与定子机壳连接的管道、阀门连接管等处。外漏是氢气通过发电机的密封间隙漏掉，外漏点比较直观，可以用肥皂液、卤素检漏仪等多种设备和方法找到漏点，易通过相应的措施予以处理。
2.2内漏
氢气漏到发电机油水系统中和封闭母线外壳内称为内漏，发生氢气内漏的主要原因有:
（1）发电机定子冷却水系统和氢气冷却水系统管道。（2）发电机密封油系统设备。（3）氢气漏进发电机的封闭母线内等。内漏漏点的具体位置不明，查找和处理都较为复杂，且花费的时间也较长，因此应提高发电机在生产、安装、调试上的精度，尽量避免内漏现象的发生。
3．常见的发电机漏氢及其部分查找
发电机漏氢分为外漏和内漏两种情况。发生外漏，都是因为发电机本体存在漏点，造成氢气向大气泄漏。而发生内漏的原因就比较复杂。比如：由于氢气冷却器铜管有漏点，因而造成氢气进入开式冷水系统；由于定子线圈冷却水管路有漏点，因机内氢压略高于定冷水水压，因而造成氢气进入定冷水系统等等。
因为发电机漏氢的部位和原因各有不同，所以查找漏氢的办法以及解决方案也不同。
查找漏氢分两种情况，一是机组停止运行之后组织人员进行查找、确定漏氢部位。这种情况普遍采取的办法是在氢气置换空气后通过做发电机的气密性试验来查找。二是运行中的发电机漏氢部位查找。这种情况普遍采取的办法就是借助微量氢测定仪来查找并确定漏氢部位。比如说，如果在氢冷器冷却水排空侧测到氢，那么基本可以确定冷却器这里出现了漏点；如果定冷却水顶部的流量计流动，那么基本可以确定是定子冷却水管这里出现了漏点等等。
虽然查找发电机漏氢比较繁杂，但是也有规律可寻，可以按照区域进行。比如检查0米，或者是6.3米，抑或是12.6米的相关设备设施。另外，因为需要排查的区域范围太大，连续排查需要花费太多的时间，一次性完成很难做到，因此需要在检查的区域做好记录，以避免重复排查、遗漏排查，确保排查到位。排查时采取的主要技术措施有：一是采用高灵敏度的平衡阀。二是在密封油系统入口加装真空去湿装置。三是提高氢气干燥器去湿效果。
4．发电机漏氢案例分析及其处理
发电机漏氢处理的原则是不仅要解决当前的问题，还要想办法避免同类事件的再次发生。
4.1典型案例
某火电厂的电气检修人员接到运行人员的通知：1号发电机汽端冷却器水槽处漏水。电气检修人员立即赶至现场。经过查找发现在汽端冷却器（第三组）水槽处有一漏点，而且漏水量比较大。检修人员尝试进行紧固，没有取得明显效果。于是，检修人员决定对第三组氢冷器水槽进行深入的检查将。首先将第三组氢冷器水槽拆下，经查看发现漏泄处密封垫已折断，水就是自折断处漏泄出来。将水槽密封垫更换后，漏水点消失，通水试验合格。可是，检修人员还没有离开多久，很快便收到了运行人员的再次通知：1号发电机补氢量过大。检修人员赶紧返回现场，开始了漏氢查找。经查，发现在第三组氢冷器水槽右下角螺栓处存在漏点，尝试紧固后仍然没有效果，经与有关部门的领导及技术人员商议，决定采取观察运行的方法。
4.2原因分析
氢气冷却器水槽处密封主要由两部分构成。一部分为水槽与框板间密封，主要隔绝冷却水与空气。一部分为框板与冷却器间，主要隔绝氢气与空气、水。在螺检处发现漏点，应为框板与冷却器间密封出现异常，判断应为密封垫质量不良，由于水槽频繁拆装，在发电机投入运行有振动后，密封垫损坏，导致氢气与空气间密封不良，发电机漏氢。经推断，具体原因可能是：一是密封垫存在质量缺陷，在持续压力及振动下损坏漏泄。二是检修人员在检修时没完全按照检修工艺进行检修工作，细节部位检修不到位。
4.3防范措施
首先，每日上、下午对发电机漏氢部位（汽端冷却器水槽处）进行检查，用检漏仪测量漏气量大小。其次，严密监视发电机补氢量，如有增加趋势，汇报领导，必要时采取降压运行方式或强制通风方式来保证机组持续运行。再次，检修工作中严格执行检修工艺规程、三级验收制度，加大培训力度，提高人员责任心，保证不发生人为原因的类似事件。最后，验收材料时严格按照标准进行，如材料质量不合格，坚决不验收。
4.4如何避免类似事件
针对此次一号发电机漏氢，在一号机组A级检修中，应将汽、励两侧氢冷器进行分解工作，确定漏点，根据实际情况分析漏泄原因，进行密封垫更换工作，将缺陷消除。须做到：在进行压力试验工作时，应严格按照检修规程要求进行，不应存在侥幸心理；在进行各部件安装时，工作负责人应认真履行工作负责人责任，认真监督工作班成员工作。在细节地方不能放松警惕，防止因细小失误造成工作返工；应严格执行三级验收制度，班组、分场、生技部验收全应按检修工艺进行，停工待检点均应进行检查，防止因工作负责人失误造成检修不到位；检修用材料验收应严格执行验收制度，在验收时应带好验收用工具，如不符合检修要求，坚决不收货；每一项工作工作负责人应负责到底，避免因更换负责人造成设备检修出现真空段现象发生。
结语
发电机漏氢故障是发电厂常见的故障类型，查找漏泄点及处理要根据具体情况而定。总之，发现发电机漏氢，切不可急于堵漏，盲目操作。既不能疏于检修，也不能过度检修。两者都是不可取的。要恰到好处地处理，像上文中提到的典型案例的处理方法非常值得借鉴。
参考文献：
[1]周波．浅谈氢冷发电机组漏氢分析及治理[J]．科学教育前沿，2013（11）:21-23．
[2]彭航宇．发电机漏氢原因分析及处理[J]．基层建设，2015（4）：65-66．