氢冷发电机漏氢问题的分析及探讨

雷朝辉

[摘要]本文从氢冷发电机结构部件方面分析了发电机漏氢的原因，并提出了综合处理方法，以提高机组安全运行水平。

[关键词]漏氢分析探讨

前言

大唐户县第二热电厂发电机是东方电机厂生产的QFSN-300-2-20B型发电机组，其定子绕组、转子绕组及铁芯均采用氢内冷的冷却方式。氢气由装在转子两端的风扇强制循环，并通过设置在定子机座上部的四组氢气冷却器进行冷却。氢气系统由发电机定子外壳、端盖、氢气冷却器、密封瓦以及氢气管路构成全封闭气密结构。但发电机漏氢问题时有发生，影响了机组的安全稳定运行。本文对发电机漏氢问题进行原因分析，并对综合处理方法进行了探讨，以提高机组安全运行水平。

1.发电机漏氢原因分析

氢冷发电机的漏氢部位归纳起来讲总归有两部分；一是氢冷发电机内部本体结构部件的漏氢，二是发电机外部附属系统的漏氢。下面结合我厂发电机氢气系统的结构，对检修过程中影响到漏氢的关键结构部件进行分析。

1.1机壳结合面在检修中应注意以下事项：

（1）端盖与机座的结合面及上下端盖的结合面结合面积大，密封难度大，是防漏氢的薄弱环节。在检修过程中，要对结合面进行详细检查，对所采用的橡胶密封条进行严格验收。现在发电机端盖密封条应采用一次成形的氟橡胶密封条，密封胶采用硅橡胶密封胶，可以有效解决了上下端盖结合面的密封条在端盖处与下端盖密封条因衔接不良而引起的漏氢问题。

（2）应均匀紧固大盖螺栓，以保证结合面严密。要检查水平、垂直中分面的间隙，在把紧1/3螺栓状态下，用0.03mm塞尺检查应不入。

（3）出线套管法兰与套管台板的结合面是防止漏氢的关键部位。该处需用耐油橡胶圈和橡胶垫加以双重密封。每次大修时必须进行检查、更换。

1.2密封油系统

（1）密封瓦座与端盖的垂直结合面是较易漏氢的部位之一，上、下半端盖组装时，接缝应对齐，防止错口使密封垫受力不均。上、下半端盖的密封条顺端盖垂直面留出1～2mm的长度，安装后修成半圆型，使装配密封瓦座后此处接合严密不漏。

（2）密封瓦的间隙必须调整合格，间隙控制在0.18～0.20mm。

（3）为防止密封油进入机内，应控制好油档间隙。发电机两端轴瓦油挡顶部间隙控制在0.50±0.05mm，底部间隙控制在0～0.05mm，两侧间隙控制在0.20～0.25mm；油挡结合面接触面积应在75%以上，以0.03mm塞尺不入为宜。

（4）保证氢侧油压高于机内氢压0.05±0.02MPa，且密封瓦空氢侧的油压必须时刻保持平衡(压差在0±1.47KPa)，避免氢侧油压超出空侧油压造成氢侧回油大量增加，来不及排走而漏入机内，同时造成氢侧油窜入空侧，带走大量的氢气。

1.3氢气冷却器及阀门

氢气冷却器是氢气可漏点最多的设备，结合面的每条螺丝及每根铜管都有漏氢的可能，因此应重点检查，并单独进行水压试验。试验压力为0.6MPa，30min无渗漏为合格。氢管道集中的部位，应有防震和防磨擦措施，并加强对管道的检查，防止因管道之间相互磨擦，造成管壁局部变薄而泄漏。

2.漏氢的综合处理方法

2.1因备件质量造成发电机漏氢主要有两方面：一是线棒水电连接管质量存在压接问题，二是密封瓦座密封条过早老化失去弹性。所以治理漏氢首先要从备件的质量上入手，最好从原厂采购，在备件上作到“该换必换、换必换好”。

2.2发电机漏氢治理的质量不仅仅要求在解体后回装中把关,更主要的是从检修前的漏氢量情况分析、修前运行中漏点仔细查找、根据漏氢的情况分析漏氢部位,制订出详细的处理预案,作到“解体前有目的,回装中有重点”。真正作到检修的有的放矢。

2.3在处理漏氢中对每个密封点实行严格控制,解体前尽量暴露本体的密封点,排氢后对密封点用压缩空气再次打压查漏,对各密封点用卤素检漏仪和肥皂水仔细反复测量,特别是在正常运行中查不到的部位，如汽、励端瓦室中的瓦座结合缝；汽、励两侧氢侧回油管法兰；以及空侧密封瓦的回油情况等。

2.4密封瓦的间隙直接影响到发电机的漏氢量，密封瓦的检修是发电机检修很关键的一步，必须严格把关过程控制。我厂发电机机采用单流环式油密封，空、氢每侧密封瓦由四个90度弧型条拼接成整环，密封瓦的氢侧与空侧共用一路进油，分两路回油，通过差压阀自动跟踪控制油压使氢油差压保持0.05～0.1MPa,空氢两侧密封瓦拼装后在瓦室内靠弹簧勒紧,密封瓦在瓦室内可以随轴颈径向浮动，并通过圆键定位于密封座内。回装密封瓦前必须精心测量瓦处轴径，仔细检查轴颈有无沟槽或磨损，如有沟槽或磨损带应采用电刷镀或微电弧焊修补轴颈,修补后轴颈和原母材轴颈用刀口尺比齐用0.02塞尺不如为合格。确保密封瓦和轴颈的间隙达到厂家要求的范围内,即空、氢侧间隙0.18±2mm。将密封瓦装入瓦座后勒好弹簧，用手推动瓦块无卡涩，回装密封瓦后检查瓦环端口结合严密，无圆角或缝隙接触情况，端口用0.03mm塞尺检查应塞不入，且无错口。回装密封瓦座时将瓦座密封槽清理干净后压入选择好的密封条，密封条端头切成和槽端头相一致的形状并挤入适量密封胶。用螺丝把紧瓦座后用0.03的塞尺沿密封面检查不入为止。

2.5在发电机检修过程中,控制漏氢方面着重把好压力试验关,即解体后的定冷水路气密试验、转子中心孔气密试验，氢气冷却器气密（或水压）试验、回装后的整体气密试验等四个气密试验。

当发电机各密封点密封后就可以进行发电机整体气密试验，发电机整体气密试验是检验发电机所有静密封点及密封瓦的密封性试验，试验时所有管路恢复正常运行状态，密封油系统投入正常运行状态，发电机定冷水系统和氢冷器不允许充水，且排空阀打开，在氢系统内接入0.25级精密压力表用来检验泄露情况，机内充0.3MPa的压缩空气,用肥皂水检验发电机各密封点的泄漏检查,并观察空侧密封瓦的回油情况,沿轴颈均匀平稳流回。

△V=V[（P1+PB1）/（273+t1）-（P2+PB2）/（273+t2）]×Q0/P0×24/△h

其中：

△V—在给定状态下的每昼夜平均漏气量m3/d

V—发电机充气容积取72m3

P0—给定状态下大气压力P0=0.1MPa；

Q0—给定状态下大气温度Q0=273+20=293k；

P1—试验开始时机内的气体压力（表压）MPa；

PB1—试验开始时大气压力MPa；

t1—试验开始时机内的气体平均温度℃；

P2—试验结束时机内的气体压力（表压）MPa；

PB2—试验结束时大气压力MPa；

t2—试验结束时机内的气体平均温度℃；

△h—正式试验进行连续记录的时间小时数h；

注：大气压力用气压表测量。定子内气体的温度值，以汽、励端、机座中间的温度计和冷热风压区中的电阻温度计读数平均值为准。试验标准按JB/T6277-92做36小时气密试验，连续一昼夜（24小时）最大允许漏空气量△V为：3m3/24h优、7m3/24h良、9m3/24h合格。在发电机正常运行状态和正常氢压状态下按JB/T6277-92每昼夜（24小时）最大漏氢量△VH：8.5m3/24h优、11.5m3/24h良、14.5m3/24h合格。

3.结束语

总之，发电机漏氢的原因很多，发电机出现漏氢现象后，在停机前积累数据分析和查找漏点，选择优良的密封材料和备件，在检修中合理地配置密封条，严谨细致地刮研密封瓦，消除密封“死点”，通过四个气密性试验把关合格后，漏氢工作就顺理成章地处理好了