热电厂氢冷发电机漏氢故障诊断

杜志英，鞠凤元，娄智勇，周文华

包头第三热电厂，内蒙古包头 014060

热电厂氢冷发电机漏氢故障诊断

杜志英，鞠凤元，娄智勇，周文华

包头第三热电厂，内蒙古包头 014060

某电厂二号机组是引进东方汽轮机厂第八代亚临界300mW优化机型之一，发电机采用水氢氢冷却方式，在正常运行期间，发电机氢压及氢气纯度突然迅速下降，补氢无效，检查发电机补氢，排污管道及阀门正常，紧急停机后检查，氢气漏点为发电机密封瓦进油口处胶垫破损。

.发电机；漏氢；密封瓦；氢气；密封油

0 引言

热电厂发电机在运行中绕组和铁芯要发热，为了避免温度过高而发生烧损，因此需要进行冷却，冷却剂通常有空气、水、氢气、油、氟里昂等，其中氢气应用最广，是因为氢气具有导热性好（导热系数是空气的8.4倍），比重小，扩散快等优点，用氢气冷却的效果好，容易输送并可循环使用。氢气的缺点是渗透性强，容易从设备中泄漏出来。由于氢气与氧气混合后的爆炸范围广，氧气含氢5%～95%、空气中含氢4.1%～74.2%均有爆炸危险，因此特别注意防火防爆，在有氢气的场所可以看到醒目的警示牌。定子绕组为水内冷，转子绕组和定子铁心为氢气冷却的发电机通常被称作“水氢氢”冷却机组，包头第三热电厂发电机使用的就是这种水氢氢冷却方式。

1 漏氢的危害

虽然发电机使用氢气冷却效果好，但由于氢气是世界上已知的最轻的气体，它的密度非常小，只有空气的1/14，即在标准大气压0℃下，氢气的密度为0.0899g/L。在高温、高压下，氢气甚至可以穿过很厚的钢板。所以氢气很容易发生泄漏。当氢气泄漏时：

1）不能保证氢压的额定值，从而影响发电机的出力；

2）消耗氢气过多，造成制氢频繁，成本高；

3）发电机系统可能着火、爆炸，造成人员伤亡及设备损坏。

因此，当氢气泄漏时，必须进行紧急处理。

2 漏氢的途径和部位

发电机漏氢一般是通过两种途径：

1）外漏：发电机本体存在漏点，造成氢气向大气泄漏。在发现发电机氢压下降时，运行及检修人员检查与发电机相连的管道及阀门，无明显泄露点，排除发电机氢气外漏的可能性。

2）内漏：（1）密封油系统的平衡阀调节灵敏度不好，氢侧往空侧窜油，进入空侧油箱随排烟风机排入大气；（2）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，造成氢气进入定冷水系统；（3）氢气冷却器铜管有漏，造成氢气进入开式冷水系统；（4）漏入封闭母线。

常见的漏氢部位：（1）端罩与机座结合面漏氢；（2）端盖与端罩及上下半端盖结合面漏氢；（3）端盖与密封瓦座结合面；（4）定子引出线套管漏氢；（5）氢气冷却器上下法兰与机壳结合面处橡胶垫腐蚀或冷却管破裂引起漏氢。由于无法维持氢压，最后紧急停机，等待检修处理。

3 如何查找漏氢

一般发电机漏氢找漏的方法有：1）机组停运之后找漏，一般在氢气置换空气后，做发电机的气密性试验；2）运行中发电机找漏，借助微量氢测定仪，查找漏氢部位。如果在氢冷器冷却水排空侧测到氢，应确定属冷却器有漏；如定冷水顶部氮气流量计有走动，应确定定子冷却水管有漏；3）加装漏氢在线连续监测仪。在找到氢漏点后，如果在发电机端盖或一些结合面，可以用密封胶进行封堵；如果是氢冷器有漏，可以单个隔离，针对300mW发电机，一般有四组共八个冷却器，单独一个隔离对发电机出力影响不大，但造成氢冷器氢气出口温度偏差很大，有一定的危害。而且在带高负荷时，如恢复其运行，也会造成其它正常运行的冷却器出口氢温变化，运行人员调整起来非常麻烦。

由于包头第三热电厂氢压无法维持，紧急停机，无法通过仪器检测泄漏点，只能在缸体冷却期间，依靠调取密封油系统各测点历史趋势判断漏点，经比对同负荷历史趋势，发现在漏氢期间发电机励磁侧密封油回油温度有明显升高，怀疑为发电机励磁侧密封瓦内漏，具体漏点需揭瓦检查。

4 漏氢处理

在缸温达到允许揭缸值后，检修人员对发电机励磁侧密封瓦进行了拆解，发现密封瓦与过度环之间的橡胶垫有一处破损，位置就在密封瓦密封油进油孔处。密封瓦构造图如图1所示。泄漏点见图2。

图1

图2

确认漏点后，检查橡胶垫破损位置，经总工程师分析，破损原因为密封瓦的密封油进油口设计时，没有设计螺孔，此处在运行期间，相对于有螺栓紧固的部位，应力明显不足，在密封油长期冲刷挤压下，密封橡胶垫变质破损，最终导致氢气泄漏。更换新的密封橡胶圈后，做发电机风压试验，24小时内风压稳定，发电机内充入氦气，进行仪器检漏，无明显泄漏点。确定检修完毕，重新启机并网。

5 结论

本次发电机氢气泄漏属于设计缺陷及配件老化共同所致，因为处理及时，并没有造成人员及设备损害，是一次成功的紧急抢修。

[1]汽轮机本体检修[M].中国电力出版社.

[2]汽轮机设备检修技术问答[M].中国电力出版社.

[3]东方汽轮机厂原厂附带图纸及说明书.

[4]热力发电厂[M].中国电力出版社.

TK32

A

.1674-6708（2011）52-0038-01

杜志英，助理工程师，工作单位：包头第三热电厂