摘 要：对200MW氢冷发电机组氢气漏泄的原因和主要部位进行了分析，结合机组运行的实际情况，提出了查找和治理发电机漏氢的方法。通过加强发电机氢气系统的维护，保证机组安全运行。

　　关键词：氢冷发电机；漏氢；处理

　　某电厂现有在役6台国产20万千瓦机组，总装机容量为122万千瓦。发电机的冷却方式均为：定子绕组采用水内冷，转子绕组采用气隙取气斜流式氢气内冷，定子和转子铁芯采用氢气表面冷却，整个发电机内部为密闭式氢气循环冷却。氢冷发电机漏氢量的大小直接影响到发电机组的安全稳定运行，也是发电机安全性的一个重要指标。氢冷发电机漏氢部位的查找工作，需要工作人员作反复细致查找和长期跟踪记录分析，确证漏氢的根源。

　　1 发电机漏氢的原因

　　根据发电机漏氢途径的不同，漏氢可以分为内漏和外漏，氢气直接漏到大气中称为外漏，外漏点比较直观易查找和处理；氢气通过其它介质和空间泄漏掉称为内漏，内漏一般不易查找和处理。氢冷发电机本体结构部件的漏氢涉及四个系统，包括：水电连接管和发电机线棒的水内冷系统，发电机密封瓦及氢侧回油管接头的油系统，发电机氢气冷却器的循环水系统，发电机人孔、端盖、二次测量引出线端口、出线套管法兰及瓷套管内部密封、氢冷器法兰、转子导电杆等的氢密封系统。发电机外部附属系统的漏氢包括氢管路阀门及表计、氢油差压调节系统、氢油分离器、氢器干燥装置、氢湿度监测装置以及绝缘过热检测装置等。

　　漏氢的主要原因主要包括以下几个方面。

　　（1）发电机密封瓦或转子轴颈磨损造成油密封间隙过大。

　　（2）系统中各结合面垫片未加好或结合面法兰螺栓未妥善紧固好。

　　（3）系统中各结合面垫片或密封胶条质量有问题造成垫片或密封条老化。

　　（4）瓦座密封槽尺寸和图纸要求尺寸偏差较大，造成密封胶条和密封槽不匹配。

　　（5）系统中阀门特别是排空、排污阀门内漏。

　　（6）发电机内部内冷水管路泄漏。主要包括：定子线棒的接头封焊处漏水；空心导线断裂漏水。

　　2 发电机漏氢的处理

　　2.1制定合理的处理方案

　　发电机漏氢治理要结合检修前的漏氢量情况，分析、查找运行中的漏点。针对漏氢的情况和分析检查出的漏氢部位，制订出详细的处理预案，作到“解体前有目的，回装中有重点”。在检修过程中有的放矢地找到漏氢根源，处理好这些漏点，既缩短了检修工期，又保证了检修质量。在处理漏氢中对每个密封点实行严格控制，系统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检查，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等。

　　2.2加强对重点部位的关注

　　2.2.1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，对该处的密封垫质量必须严格把关。上、下半端盖组装时，接缝应对齐，防止由于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。

　　（5）严格监视密封油箱的油位，防止油满进入机内或空罐时跑氢。正常运行时保持较低油位。

　　2.2.2机壳结合面

　　机壳结合面主要包括：端盖与机座的结合面、上下端盖的结合面、固定端盖的螺孔、出线套管法兰与套管台板的结合面及进出风温度计的结合面等。为防止这些部位漏氢，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。应注意，在检修过程中，为解体及回装所做的标记不能伤及密封面；要对结合面进行详细检查，对所采用的橡胶密封条的尺寸、耐热性能、耐油性能、弹性及耐腐蚀性能进行严格验收。

　　（2）紧端盖螺丝时，应均匀紧固大盖螺栓，防止出现紧偏，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。由于该处受定子端部漏磁影响，温度较高，加上机内进油的腐蚀，因此，该处需用耐油橡胶圈和橡胶垫加以双重密封。

　　2.2.3氢气冷却器

　　（1）氢气冷却器是氢气可漏点最多的设备，结合面的螺丝及每根铜管都有漏氢的可能，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。

　　（2）如发现铜管有渗漏，应在渗漏管两端用经过退火处理的锥形紫铜棒进行封堵。如铜管胀口出渗漏时，应用胀管器对该胀口进行补胀，并经再次水压试验合格为止。

　　（3）每台冷却器堵塞的渗漏铜管不能超过总数的5%，如超过则应更换。

　　2.2.4氢气管道及阀门

　　（1）大修前应做好制氢站和氢气置换站管道的隔离措施，在远端的法兰部位加装堵板进行隔离。

　　（2）所有气体管道应用无缝钢管，严禁使用铸铁管件。管路连接应尽量使用焊接方式，以彻底杜绝因密封垫老化造成的漏氢。氢气置换站气体管道中小的阀门应全部采用密封性能良好的球阀。

　　（3）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。

　　2.3做好发电机漏氢试验

　　在发电机检修过程中，严格控制漏氢的治理应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。在发电机正常运行时，也要定期进行发电机漏氢试验。

　　发电机漏氢标准：发电机运行一昼夜漏氢量，换算到0.1Mpa、20℃状态下，不应大于7.5 m3/d。漏氢量计算公式如下：

　　式中：ΔVH——24小时漏氢量（m3/d）；H——测试持续时间（h）；V——发电机充氢容积（m3）；P1、P2——测试起始、结束时机内氢气压力（Mpa）；t 1、t2——测试起始、结束时内氢气平均温度（℃）；B1、B2——测试起始、结束时发电机周围的大气压力（Mpa）。

　　发电机正常运行时漏氢量超过正常运行值的1.5倍或超过18m3/d未查明原因时，应考虑停机处理。同时，对发电机油水系统的氢含量做如下规定：内冷水系统含氢量（体积含量）超过3%，应加强对发电机监视；若120h内没有消除或含氢量升至20%时应立即停机处理。发电机轴承油系统或主油箱内含氢量超过1%时应停机处理。发电机封闭母线内含氢量超过1%时，应立即停机查漏。

　　发电机氢气纯度按容积计应在96%以上，含氧量不超过1.2%，当运行中机内氢纯度低于96%或含氧量超过1.2%，应立即排污补氢，并查找原因。

　　3 结论

　　发电机漏氢的原因很多，氢气漏泄的治理是一项跨专业的综合性工程，牵涉面广，必须统一部署，总结经验、调动各相关专业人员的积极性，密切配合，共同攻关方能奏效，才能切实提高发电机运行的安全性。