发电机漏氢查找及处理措施
来源:用户上传
作者:
摘 要
发电机必须运行在各项参数要求的范围内，其中氢内冷发电机的氢气参数就是最重要的指标，本论文主要介绍某大型发电机漏氢的查找和解决措施。
关键词
漏氢部位;查找方法;措施;泄漏率
中图分类号： TM31 文献标识码： A
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.11.039
某大型发电机采用整体全封闭、内部氢气循环、定子绕组水内冷、定子铁心及端部结构件氢气表面冷却、转子绕组气隙取氢气内冷的冷却方式。机组从投产发电以来多次发生漏氢缺陷，严重影响机组的安全稳定运行，必须采取行之有效的查找漏点和规避泄漏的方法。经过长期的经验积累和对设备系统的学习，逐渐摸索和掌握了高效的方法。
1 漏氢的危害
由于氢气比重小且流动性强，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，但由于氢气渗透性强，密封不好容易发生漏氢，一旦空气中氢气含量超标，厂房内很容易发生着火甚至氢爆，直接影响到发电机的安全运行。除此之外，若氢压不足，导致冷却不充分会影响发电机出力;若氢气进入其他系统，进入闭式水氢冷器会造成气堵影响冷却效果，进入润滑油系统油箱内可能会造成连锁爆炸火灾;频繁补氢还会增大运行人员工作量，考虑到生产成本，浪费氢气，氢气泄漏严重时需要停机，造成公司利润减少。
2 漏氢途径
氢气泄漏途径可总结为两个方面：一是本体结构部件的漏氢，二是连接的外部附属系统的漏氢。也可分为内漏和外漏，氢气通过相连系统或介质泄漏称为内漏，氢气从发电机本体直接漏到大气中称为外漏。
内漏部位一般有：发电机密封瓦结合面漏入密封油系统、定子绕组线棒及聚四氟乙烯管漏入定子冷却系统、氢气冷却器冷却管漏入闭式水、通过氢气干燥器漏入闭式水等。外漏部位一般有：大盖和机座结合面、上下半端盖结合面、发电机人孔门、氢气冷却器上下法兰与机壳结合面处，电气引接线处等。
3 查找方法
定期计算发电机氢气的泄漏率，如果超过要求范围或者手动补氢频率变大开始泄漏查找工作。或者其他漏氢监测报警出现时开始查漏。
3.1 内漏查找
主控联系化学人员对定子冷却水箱气相取样，测量氢含量;现操在润滑油排烟风机出口用氢表测量含氢量;现操在密封油排烟风机出口用氢表测量含氢量;现操在闭式冷卻水膨胀水箱呼吸口处用氢表测量含氢量;现场人员在发电机氢气冷却器的四个热交换器排气口测量含氢量。通过含氢量的大小可以初步判断内漏部位，如果正常则需要外漏查找。
3.2 外漏查找
查找漏氢部位一定要全面仔细，不能漏过任何一个死角。对发电机所有连接部位人孔、端盖、手孔、二次测量引出线端口、出线套管法兰及瓷套管内部密封、出线罩、氢冷器法兰等的氢密封部件等都需要进行详细认真的氢含量检查。
查找过程还是有侧重点，重点查找经验反馈以前经常泄漏的地方，例如端盖螺栓及端盖结合面，注胶孔，接线。观察接合面是否有鼓泡现象，注胶孔有无流出物或喷射痕迹。对于二次部分的接线处查找，注意取样管口不能插入盖板过深，以免碰触到接线头的裸露部分引起误发信号。
4 防范处理措施
对于漏氢的查找可以采取以下措施：
（1）针对重要部位（励端、汽端、封闭母线、定子冷却水系统、轴承回油箱）设置测点，安装漏氢巡检仪;
（2）就地在发电机及其附属设备周边安装氢气探测装置，探测外漏情况。
可以采取以下措施防范漏氢氢爆和保证氢气运行参数：
（1）多关注密封油系统的运行情况，保证氢油压差在要求范围内，提高空氢侧油压调节阀的调节性能;
（2）在机组检修时提高检修质量，根据设备垫片密封条等的老化情况，更换更可靠的密封件;
（3）增加发电机自动补氢阀门，在纯度仪处调节适当氢气排放流量，排出口安装阻火器;
（4）设置氢气干燥器，露点仪等。
5 计算漏氢量
根据理想气体状态方程计算，氢气的泄漏率：
△L=68880*（V/t）*（P1/T1-P2/T2）
其中：△L为T0=287K，Ps=0.1MPa状态下的泄漏率;V为发电机的体积，二厂发电机的体积为110m3;t为两次测量的时间间隔;P1，P2为两次测量的发电机内部氢气的绝对压力;T1，T2为两次测量的发电机氢气温度。
按照GB7064-86<汽轮发电机通用技术条件〉规定，在额定氢气压力下每昼夜整个机组转动的漏氢量不超过发电机氢气量的5%。对照我厂参数，漏氢量的标准应为5.5m3/d，折算到T0=287K，Ps=0.1MPa标准工况下，漏氢量的标准应为22m3/d。
假设一个小时内氢气温度不变，27℃，△L=22m3/d，氢气压力下降值△P=0.000871MPa/h。因此每小时氢气压力下降超过0.000871MPa，发电机漏氢量将超标，每8小时氢气压力下降超过0.007MPa，发电机漏氢量将超标。此时需要进行查漏。
6 结束语
氢气系统的安全运行对机组的安全、稳定、可靠运行至关重要，不能出现任何差错。氢冷发电机的漏氢影响因素有很多，要想从根本上解决问题，需要通过在制造、检修、运行各个环节把好每一道关。对于运行人员必须怀有一颗高度责任心，紧密监视发电机相关设备运行情况，定期计算漏氢量及全面检查。结合现场与经验加大检修与技改力度，不断探索创新先进的监测手段与防范措施，保障发电机组的长期安全稳定运行。
参考文献
[1]发电机设备说明书、发电机氢气冷却系统系统手册、密封油系统系统手册等.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/8/view-15218749.htm
