浅析600MW氢冷发电机漏氢原因与处理

王磊

（福建大唐国际宁德发电有限责任公司）福建省宁德市 355006

摘要：发电机漏氢原因涉及多个方面，本文结合哈尔滨电机厂生产的QFSN-600-2YHG型汽轮发电机漏氢情况，说明了发电机本体结合面等位置可能存在的漏氢原因及处理方法，并阐明了发电机漏氢的检测方法。

关键字：发电机，漏氢，处理，检测

0 前言

发电机漏氢涉及设备制造、检修工艺等多方面原因，本文结合哈尔滨电机厂生产的QFSN-600-2YHG型汽轮发电机漏氢情况，阐明常见的发电机漏氢原因与处理方法。

1 发电机漏氢原因分析及处理

1.1 发电机本体结合面

发电机本体结构复杂，主要结合面包括发电机端盖与基座结合面、上下端盖结合面、本体各人孔门等，为防止这些部位漏氢，应采取以下措施：

1. 发电机检修回装时，必须保证发电机端盖与基座结合面、上下端盖结合面光滑、无毛刺，注胶沟道清理干净，紧固螺栓均匀使力防止紧偏，端盖回装后，应分段注胶，注胶至胶孔溢胶为止，注胶完毕密封好注胶孔。

2. 发电机检修中凡打开的人孔门，有条件的应更换新密封垫，不具备条件的也应认真检查密封垫弹性及有无破损情况，存在问题的必须更换。应当做好密封垫材质把控，选择质地优良、一次成型的氟橡胶密封垫，严禁使用合成橡胶、再生橡胶制品。

以上部位问题，应当在发电机检修后的气密性试验中查找并消除，如运行中出现漏氢大问题，也应该对上述重点部位进行排查，并通过端盖加注密封胶，适当紧固螺栓等方法排除漏点。

1.2密封油系统

1. 密封油压应调整合理。对于双流环密封瓦结构，密封油系统平衡阀、差压阀必须保证动作灵活，跟踪性能良好，我厂集控运行规程规定：油氢压差为0.084Mpa，空、氢侧密封油差压为0.5kPa，运行中应当严格控制，以防止密封油进入发电机内部、氢气外排或大量进入密封油、经密封油外排的现象发生。

2. 保证密封瓦安装质量。近年，密封瓦安装质量不高已成为我厂发电机漏氢量大的主要因素。保证密封瓦安装质量，密封瓦间隙必须调整合格，密封瓦法兰面所使用的密封材料，一定要进行检验合格后方可使用，涂抹密封胶一定要涂匀不能有断点，以防止氢气由此处泄漏。应仔细检查发电机大轴密封瓦处轴颈是否存在磨损沟槽，如有应及时处理。

密封瓦处漏氢常发生氢气内漏，即氢气经密封油系统排出。判断氢气内漏，可通过对比同类型机组在同工况下，密封油箱排氢风机排空管口氢气含量，还应排查密封油箱顶部及各法兰、焊缝处是否存在漏氢，密封油回油含氢量是否超标，主油箱排烟风机排出气体含氢量等。例如，我厂2015年4号发电机检修后漏氢量逐渐增大至30m³/d，但未见明显漏氢点，判断可能存在内漏，使用测氢仪测得密封油排氢风机排空管口氢气含量为8850ppm，而同型号3号发电机同工况下密封油排氢风机排空管口氢气含量为620ppm，说明密封油系统存在问题，机组停备后，对发电机密封瓦进行检查发现，密封瓦变形、磨损，密封瓦法兰面密封条涂抹密封胶不匀存在断点，导致发生氢气内漏。

1.3定子内冷水系统

1. 绝缘引水管不得交叉接触，引水管之间、引水管与端罩之间应保持足够的绝缘距离。检修中应加强绝缘引水管检查，引水管外表应无伤痕。应认真检查发电机内部内冷水管道各法兰、焊缝的严密性。

2. 机组大修期间，应对水内冷系统密封性进行检验，宜选用气密试验替代水压试验作为水内冷系统密封性检测方法。

3. 做好内冷水箱顶部漏氢监测装置定期校验工作，保证漏氢监测装置的灵敏度和可靠性。当内冷水箱中含氢（体积含量）超过2%应加强对发电机的监视，超过10%应立即停机消缺，内冷水系统中漏氢量达到0.3m³/d时应计划停机时安排消缺，漏氢量大于5m³/d应立即停机处理。

做好发电机内部绝缘引水管、法兰结合面、焊缝排查，做好内冷水系统密封试验，防止内冷水漏氢。例如，我厂就曾出现过发电机运行中氢压下降过快，内冷水箱漏氢监测装置报警，就地实测内冷水箱排空口氢气浓度爆表，停机进行处理发现发电机内部定子冷却水管路上的波纹管补偿器泄漏，解体波纹管补偿器，发现波纹管与端部法兰焊接处有一条50mm长的裂纹，后更换新的波纹管补偿器，并将波纹管补偿器与其下面支撑间的间隙用涤纶毡浸环氧树脂后塞满，并用玻璃丝带浸环氧树脂后与支撑绑扎，以加强其刚度，以减轻机组运行后机组振动对其的危害。

1.4氢气冷却器

1. 氢气冷却器单根冷却水管换热片、冷却水管胀口处是较易出现损坏进而导致漏氢的部位。发电机检修时，应对氢气冷却器做密封性试验，如试验不合格，应拆开前后水室进行单根冷却水管水压或气压试验，找出漏点，并进行封堵。

2. 我厂发电机氢冷器为卧式安装，发电机振动过大易造成氢冷器损坏，导致氢气进入闭式冷却水系统，故应注意控制发电机振动水平。

氢气冷却器泄漏是一个不容忽视的问题，当泄漏严重时，不仅会影响发电机氢气的冷却，而且大量氢气进入闭式冷却水系统，导致闭式冷却水膨胀水箱顶部氢气聚集，膨胀水箱液位下降，氢气会散至厂房内，有火灾爆炸危险，同时大量氢气存在于冷却水中会影响各设备的冷却效果，严重的还会造成闭式冷却水泵发生气蚀，造成设备停运和损坏。

1.5其它位置

1. 发电机补排氢及二氧化碳置换管道。做好管道的质量把控，以减少管道泄漏，阀门内漏、外漏的可能，杜绝阀门误操作。

2. 氢气干燥器。氢气干燥器更换干燥剂或检修底部风机后应当同步更换密封垫；还应做好加热器、风机电机接线柱、压力表处密封。

3. 绝缘过热装置。绝缘过热装置的取样管与流量管也是易出现漏氢的位置，应当储备好备件以便及时更换。

4. 氢气纯度仪、压力表等。

5. 发电机转子中心孔。发电机检修时，当转子抽出后，可向转子中心孔内充入氦气升至0.4Mpa ，保持压力，其主要检漏部位为引线螺钉处，打压专用工具等各处泄漏也会引起压力下降。检漏方法：用氦谱仪进行检漏，引线螺钉处可洒上丙酮查看是否有气泡。标准：升至0.4Mpa ，保持压力6小时，每小时记录压力变化，其压降不大于10%为合格。

2 发电机漏氢的检测方法

2.1发电机漏氢的计算方法

发电机检修后及日常运行中，都可以使用以下公式进行漏氢量计算（一般计算时间大于24h为宜）：

式中△V——每昼夜平均漏气量m³/d；V——发电机容积m³； T₀——给定环境温度℃，通常取20℃；P₀——给定大气压力MPa，通常取0.1MPa；△H——记录小时数h；P₁、P₂——起始、结束压力MPa；B₁、B₂——起始、结束大气压力MPa；t₁、t₂——起始、结束气体平均温度℃。

为保证发电机的正常运行，每昼夜氢气漏量不超过发电机容积的10%。

2.2漏氢的检测方法

1. 肥皂水检漏法。肥皂水检漏是非常简单且有效的检漏方法，用小喷壶或刷子将适当浓度的肥皂水喷淋或涂抹到怀疑泄漏的部位，冒出气泡的部位即为泄漏部位。此种方法简单、直观、成本低廉，但对微小漏点反应不灵敏，检测用时长，且受限于人的手臂范围、视力范围，有的泄漏点可能被遗漏。

2. 特性气体检测法。发电机气密性试验时，可先行向机内充入氦气、氟利昂等易检测气体，再充入空气至额定压力，然后使用对应气体检测仪器进行漏点检测。此种方法检测灵敏度高、操作方便、可快速锁定漏点范围，但成本相对较高，在锁定范围后精准查找漏点较费时。

3. 实际检测时，宜采用两种方法相结合的方式，即使用特性气体检测法确定漏点范围，再使用肥皂水检漏法确定具体漏点，以便高效完成漏氢检测工作。

3 结束语

发电机漏氢的原因涉及多个方面，当发电机漏氢率不合格时，应当先排查氢气外漏情况，若无外漏，应根据具体现象有针对性的进行分析，最终确定内漏原因及位置。在查找中积累经验，摸清设备特性，更好更快地解决发电机漏氢问题。

参考文献：

1. 国家能源局，防止电力生产事故的二十五项重点要求及编制释义[M]，中国电力出版社，2014

2. 哈尔滨电机厂，QFSN-600-2YHG型汽轮发电机使用说明书[M]，哈尔滨电机厂，2006

3. 卢春燕，600MW发电机漏氢处理及预防措施[J]，科技创新与应用，2015(26)