200MW发电机漏氢问题的分析及处理

王宏军　白旭

【摘 要】发电机整体的严密性，将直接影响机组的安全稳定运行。根据多年检修所积累的实践经验，针对200MW发电机长期存在的漏氢问题，进行研究分析，并提出处理办法。

【关键词】发电机;漏氢;密封;分析;处理

1 发电机漏氢问题分析及处理

1.1 机壳各结合面漏氢

1.1.1机座与两侧端罩之间的结合面面积大，密封难度大，是发电机漏氢的薄弱环节。受机组振动和温度变化因素的影响，刚体结构发生变化，造成结合面受力开裂漏氢，采用橡胶条或塑料密封胶都不是封堵漏氢的长久之计，彻底解决的办法，是沿整圈结合面用5-6mm厚的钢板加焊U形密封罩。新投产机组，利用大修对U形密封罩做单独气密试验6kg/cm2表压，持续时间为5小时，以每小时漏气量不超过0.002Mpa为合格。

1.1.2端盖与端罩的结合面及上下端盖的结合面也是重要的密封面。目前，较为理想办法采用橡胶条密封，先把端盖上注胶槽的槽棱倒角，注入密封胶后再放入直径等于槽宽的橡胶圆条，胶条突出槽外部分需加切削，使胶条截面积在不受力的情况下，略大于槽本身截面积。端盖均匀紧固后，用5丝塞尺塞不进为好，胶条接头用平头对接，靠挤压封死。

1.1.3出线罩与端罩之间的结合面，不论是涂抹密封胶或嵌装橡胶板、橡胶条，都不能真正起到密封效果。因该处温度较高，密封件极易老化而失效。解决的办法是拧紧结合面固定螺栓，选用10×25mm的Q235A钢板，在结合面搭接45角直接焊死，并保证焊接质量，可彻底消除漏氢通道。

1.1.4出线罩台板与出线套管法兰的结合面，也是最易漏氢的部位之一，出线罩原为导磁材质所造，运行中由于涡流影响，出线罩筋板和套管阀兰处温度很高，夏季最高能达到120℃，密封件受热老化易造成漏氢。对此，更换出线罩，将原材料改为不锈钢板，减小涡流发热，提高密封效果。

1.1.5测温接线板与机座法兰的结合面，由于受发电机内部积油的影响，使结合面的密封和接线柱的密封受油浸泡而遭到破坏。测温接线板漏氢解决的办法，将接线柱的锥面密封结构改为平面密封，在内部接线柱涂上硅橡胶。同时，结合面选用优质耐油橡胶板密封。

1.2密封瓦及密封油系统漏氢

1.2.1密封瓦座与端盖的垂直结合面也是易漏氢的部位。该结合面的密封，最先采用的方法是两层橡胶板，中间加一层环氧玻璃布板密封，因层数过多，且橡胶板太薄，封氢效果不好，曾出现过多次漏氢现象。解决的办法，是自制一张整圈耐油橡胶垫，厚度8mm均匀一致，并将紧固螺钉改用合金钢材质，并增加结合面螺钉的数量，使结合面紧固性增强而又不致使密封垫局部鼓起而漏氢。

1.2.2组装上、下端盖要保证水平法兰接缝对齐，防止错口不平使密封垫受力不均。上、下端盖结合面采用橡胶条密封时，把两半盖结合后受挤压突出的橡胶条顺端盖垂直面留出约1—2mm长度后割齐，保证密封瓦装配后结合的严密性。

1.2.3压差阀、平衡阀的灵敏度差，也是造成发电机漏氢的主要原因。压差阀的作用是使空侧油压高于机内氢压约0.05Mpa，起到密封氢气的作用，防止氢气外漏。平衡阀的作用是使氢侧油压跟踪空侧油压，保证二者尽量相等，最大相差不超过150mmH2O。原先选用的压差阀、平衡阀性能质量不满足要求，有的机组不能投入使用，有的机组虽投入使用，但灵敏度差，调节失灵，氢侧油流窜入空侧，带走大量氢气。经过对两阀的多次改进换型，密封效果明显改善。

1.3出线套管漏氢

1.3.1出线套管瓷件的上下端与导电杆之间密封面，是最易发生漏氢部位，大、小修时几乎都能发现漏点。由于出线套管瓷件的上下端与导电杆之间密封面均用橡胶垫密封，并借助下端出线导电杆上螺母的紧力，使两端橡胶垫受压而密封。但上下端密封用的橡胶垫层数过多，在螺母紧力作用下，易相互偏斜移位而引起漏氢。最好的处理方法是垂直组装套管，有利于调整瓷件与导电杆的间隙不发生偏移。最新处理方法是在出线套管底部瓷套管与导电杆之间灌注进口密封胶，可以有效解决该部位漏氢问题。另外，出线套管上端导电杆与过桥引线的连接在装配时应避免受力，否则导电杆发生偏移，套管密封垫将会遭到破坏。

1.3.2出线套管穿过出线台板处的密封是防止漏氢的关键部位之一，发电机内的密封油多积存于此处，所用密封件极易受油浸泡变质失效发生漏氢。因此，该处可采用耐油的橡胶圈和橡胶垫加以双重密封。

1.3.3出线套管的瓷件与铜法兰之间所用粘结剂，极易松脱漏氢。严重的甚至瓷件下移，大量跑氢。解决的办法将瓷件的结合面由柱面状改为上大下小的锥面状，并将瓷件与法兰的粘结剂由原来的水泥粘结改用环氧树脂粘结。

1.3.4出线套管内的导电杆与上下端出线杆之间焊接不良时，也会出现漏氢。查漏发现后如现场无法补焊解决，则需更换新导电杆。若在运行中查出套管漏氢或怀疑套管密封不良时，应在大修中对各部密封垫、密封圈拆卸检查，发现失去弹性应立即更换，妥善装配。处理后的出线套管应单独做气密试验，试验压力6kg/cm2，保持4小时检查无漏气为合格。

1.4定子内冷水系统漏氢

1.4.1定子内冷水系统含氢量大，不仅使大量氢气流失，而且会造成机内氢气湿度增大，损伤发电机定子绕组绝缘。解决的办法，定子内冷水系统大修时应进行水压试验5kg/cm2表压，持续时间为8小时，进行检查的部位包括：端部绝缘引水管及其水接头是否牢靠;汽、励端汇水母管与进、出水管、排气管的连接焊口处有无裂纹、法兰有无渗漏，过渡引线的绝缘盒有无缺陷等。

1.4.2过桥引线末端和出线套管导电杆上端连接处装有两道密封圈阻止氢、水互窜。目前，国产橡胶密封垫耐老化性能差，一旦运行中龟裂破损，氢气漏入水中被带走。因此，运行机组发现定子内冷水中含氢量大，大修水压试验要注意检查此处密封圈状况，如失去弹性立即更换，并经水压试验合格后再包好绝缘。

1.5转子漏氢

发电机转子引线螺钉处密封也是發现漏氢较多的部位，由于转子滑环和护环处温度高，该处密封垫老化过快造成漏氢。在大修转子抽出后，进行查漏试验。试验方法：从励端中心孔通入干燥清洁的压缩空气，试验压力6kg/cm2表压，6小时允许压降小于起始压力的10%为合格。转子进行气密性查漏试验时，判断是否漏氢是将螺钉位置垂直向上，把无水酒精倒在上面，观察有无气泡出现。同时检查中心轴固定螺钉及汽端中心孔堵板的密封状况。漏气处理完好后，再次进行气密性试验。发电机经过1个大修周期应更换转子引线螺钉密封垫。

1.6氢气冷却器及氢系统漏氢

1.6.1氢冷器最易漏氢部位是冷却管。氢冷器水质差，铜管内壁腐蚀结垢严重，再加上机组振动和高温的影响，造成铜管破裂漏氢。解决的办法是大修时，氢冷器单独进行水压试验，试验压力5kg/cm2表压，半小时无渗漏为合格。运行中发现冷却器个别铜管漏氢时，停机后对氢冷器进行灌水找漏，确定出破裂的铜管，在铜管两端打入铜楔，并水压试验检漏合格为止。

1.6.2氢冷器上下法兰与机壳结合面需结合严密。若此处出现间隙不等、结合面不平时，可换用厚垫或配用不同厚度的偏垫来解决漏氢。

2 结论

针对200MW发电机的漏氢问题，通过工作实践和对漏氢问题的多次改进，使发电机漏氢缺陷明显减少，漏氢量随年逐渐降低。发电机漏氢最为频繁的部位（出线套管、氢冷器、温度接线板、出线罩和转子等部位）的漏氢问题，已得到明显改善。

参考文献：

[1] QFSN-200-2发电机出厂技术说明书东方电机股份有限公司

（作者单位：国电靖远发电有限公司）