发电机漏氢查找分析及处理

王英杰

摘要：发电机若出现氢气泄漏，必然对发电机组的安全稳定运行产生威胁。因此，分析电厂300MW机组氢气发电机出现氢气泄漏的危险状况，研究氢气泄漏位置，了解氢气泄漏渠道，并总结分析在第一时间内找出发电机氢气泄漏部位的方法。

关键词：发电机；漏氢查找；处理措施

引言

发电机投运后漏氢量一直偏大，存在重大安全隐患，严重影响机组安全运行，而氢冷发电机组漏氢部位的查找是很繁琐的工作，经过反复细致查找和长期跟踪记录分析，最终找出漏氢的根源和途径并成功处理消除了重大漏点。

1漏氢问题概述

某电厂4×300MW机组由哈尔滨电机厂负责生产，是该厂首批30万机组之一。截止到目前，4台机组已安全运行超过20年，且进行过增容。氢气系统是发电机冷却系统的核心部分，在机组运行中，如果发生大量漏氢现象，机组安全和发电效益水平都会承受极大影响。

在电厂4台发电机投入运行的20年中，由于操作不当等原因，多次出现漏氢，甚至在一季度内发生数次漏氢。在发电机膛内，若氢压下降速度低于1kPa/h，则氢气泄漏已经超出正常可控的指标。当前，发电机系统存在明显缺陷，应及时分析、查找原因，并在第一时间内予以消除。在发电机氢气系统工作的所有环节中，查漏尤其具有紧急性和危险性的特征。

2发电机漏氢的主要原因

2.1定冷水系统漏氢

在发电机的正常运行过程中，为避免冷却水系统漏水，需要设定定冷水压低于氢压，内冷水箱在正常运行过程中，由于氢气的强渗透能力，会造成水箱内部含有少量氢气。长期的运行过程中，定子绝缘会受潮，最严重时会引起定子绝缘的击穿。而定冷水系统产生泄漏时，漏氢问题就会出现，造成内冷水箱中含氢量突然增大。

2.2电机整体密封性能变差

发电机的密封系统是一个复杂庞大的整体，很多的管道和设备连接在其中，当存在管道、端盖密封圈失效等节点出现漏点时，氢压将会出现下降。

2.3转子与定子漏氢

从励磁机转子引来的励磁绕组的引线，由于需要经过转子中心，因此在转子表面上需要一紧固密封点进行密封。密封发生松动，就会形成漏氢现象，这种情况下，在发电机励磁线圈对轮和转子气密试验孔处可以测量到漏氢。滑环处的导电螺杆发生氢气漏出，这一过程是动态的，在运行中难以解决。对于定子引出线套管与瓷套法兰之间的松动，由于密封不严，也会产生漏氢。针对套管瓷件与铜法兰之间的灌装处，应加强检查，避免松落的出现。此外，在结构上，可将瓷件结合面的圆柱面改进为锥面结构，同时以环氧树脂进行浇装，由此减少定子处的漏氢。

2.4端盖与密封瓦结合面漏氢

发电机密封瓦故障，包括卡涩、磨损及绝缘不合格等，会使得密封间隙变大，造成密封油压力下降，导致漏氢。出现这种问题时，氢气会泄露到外端轴承室，利用氢系统检漏仪可以检测到。在组装上下半端盖时，法兰接缝必须要对齐，当出现错口不平时，会使得密封垫受力不均，从而造成间隙变大。另外，对于上下端盖水平法兰结合面与密封瓦座的密封沟之间的出口位置，要采取密封措施，以避免密封胶的进入。

3发电机漏氢位置的查找与处理

3.1定冷水系统

定冷水与氢冷水有着很高的相似性，其运行压力保持在0.2MPa，低于发电机运行的0.3MPa氢压。因此，在同一氢气泄漏问题上，由于定冷水系统的相对封闭性，氢气不容易散失。在定冷水系统中，引水管接口、弯头焊接处以及出线的水电接头处，都容易出现氢气泄漏。在定冷水系统出现氢气泄漏时，会出现系统温度与系统压力变动的情况，此时，可采用在定冷水采样口检测氢含量的方式实施判断。在检查过程中，需要注意与先前情况的对比分析。在检测中，若发现氢气含量增强明显，应排掉部分氢气，待系统稳定后开展测量活动。漏量大小由产气速率来判断。

一般来讲，只有在机组大修过程中，才能够判断定冷水的严密程度。在判定过程中，应对容易出现泄漏的位置予以特别关注。此外，在设备运行过程中，若出现氢气混入定冷系统现象，考虑到漏点在膛内，应采取停机处理的方式。可以采用从易到难、逐步排查的方式，在发现和处理漏点后，及时进行试验并确认。

3.2氢冷器系统

某电厂发电机氢压下降速度超过4kPa/h时，应及时与设备运行人员联系，逐组隔离氢冷器。若在隔离C组氢冷器后，氢压趋于平稳，此时应打开C组氢冷器上部排气孔，使用测氢仪实施检测，氢含量水平如高于20%，则通知设备运行员工停止该组氢冷器的运行。同时，电厂应在第一时间内命令停机，尽快处理C组氢冷器泄漏问题。在停机后，将发电机氢冷器解体，在C组氢冷器中插入冷却管，使管口位置出现一颗粒大小的穿孔。

在设备运行中，若出现氢压下降过快状况，应确定漏点位置是否集中在氢冷器。可凭借氢压下降速度水平实施分析。在排除温度变动后，若氢压下降速度比高于3kPa/h，则可判定氢冷器位置出现漏氢。在发电机氢气系统中，冷却管较薄，更容易出现穿孔。对氢冷器实施隔离，待氢压平稳且明确哪一组氢冷器出现漏氢问题后，为排除其他因素的干扰，需要进行二次确认。确认采用的方式是在该组氢冷器排气孔位置使用测氢仪进行氢气浓度检测。在测试前，安排工作人员在氢冷器进出口位置进行调试。由于在氢气进入氢冷器后，氢冷器内部氢压与发电机内部氢压保持一致，当排气孔被打开时，会有氢气喷出，因而在检测氢气前，可稍微开启出口门，排出部分氢气，使氢冷器内部压力下降。同时，为确保安全，在开启排气孔后，应关闭出口门，待氢冷器内部气体充满后方执行检测。

3.3发电机氢气系统的外漏

（1）入孔门、出线和中性点套管、发电机端盖与中心孔堵板一般处于12m层，密封面应采用橡胶垫密封。当电厂发电机出现氢压下降较快的状况时，若在

入空门处存在橡胶密封周边氢气泄漏问题，考虑到距离之前维修的时间较短，可以推测橡胶垫质量不合格是导致氢气泄漏原因。随后，检测其他密封面，发现在其他入孔门与氢冷器和机壳结合部位，都存在氢气泄漏问题。

（2）阀门、氢器干燥装置和发电机外部附属系统的氢管道一般在6m层。在这一部位可进行在线检测，搜索记录数据。不过，应采用手持设备的方式判断泄漏点。

在检测过程中，并不是短时间内就能发现漏氢点。考虑到氢气的密度较小，一般处于上层位置，因此在使用测氢仪进行检测测量时，位置通常择定上层区域，能更准确地判断氢气的大体位置。

（3）发电机0m层的氢气系统和氢气干燥装置位于发电机0m层，可采用不同隔离方式提升检测效率。

结语

企业应在第一时间内找出漏氢位置，有计划、分步骤的开展补救措施。在开展日常维修工作与设备解体工作前，应了解发电机氢气系统的结构和运行情况。此外，引发漏氢的因素有很多种，对于不同机组应该采取不同查找方式。查找漏氢泄漏点属于事后补救措施，为从根本上保证发电机氢气系统的稳定性与可靠性和发电机组的长时间运行，应该积极反思漏氢检查工作中存在的问题，并在机组维修过程中全面处理对氢气系统的密封，实现治标治本的效果。

参考文献

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