發電機漏氫量（率）控制

　　評論：　更新日期：2008年10月29日

【摘要】：氫內冷汽輪發電機漏氫量（率）的大小直接影響機組的安全運行，這個指標是汽輪發電機組運行的主要技術指標之一，所以對發電機組漏氫量（率）的控制很重要。影響發電機漏氫的因素很多，牽涉到制造、安裝、調試、運行等各方面，本文主要介紹益陽電廠一期工程2×300MW氫內冷汽輪發電機組安裝階段控制其漏氫量（率）的措施和實施情況，以及實際效果。

一.概況

益陽電廠一期工程2×300MW汽輪發電機組采用哈爾濱電機廠生產的QFSN-300-2型發電機，該型發電機為三相隱極式同步發電機，發電機主要由定子、轉子、端蓋及軸承、氫氣冷卻器、密封瓦裝置、座板、刷架、隔音罩等部件組成；采用“水氫氫”冷卻方式，即定子繞組水內冷、轉子繞組氫內冷、鐵芯及其它構件氫冷。氫氣由裝在轉子兩端的漿式風扇強制循環，并通過設置在定子機座頂部汽勵兩端的氫氣冷卻器進行冷卻。氫氣系統由發電機定子外殼、端蓋、氫氣冷卻器、密封瓦以及氫氣管路構成全封閉氣密結構。

發電機漏氫的途徑有很多，歸納起來是兩種：一是漏到大氣中，二是漏到發電機油水系統中和封母外殼內。前者可以通過各種檢漏方法找到漏點加以消除，如發電機端蓋、出線罩、發電機機座、氫氣管路系統、測溫元件接線柱板等處的漏氫；后者基本屬于“暗漏”，漏點具體位置不明，檢查處理較為復雜，且處理時間要長，比如氫氣通過密封瓦漏入密封油系統、通過定子線圈漏入內冷水系統中等，為此要求在安裝階段就要特別要把好質量關。

二.在安裝階段控制發電機漏氫的主要措施

1.發電機本體在安裝過程中必須嚴格按照制造廠圖紙說明書和《電力建設施工及驗收技術規范》（以下簡稱《規范》）做好以下現場試驗：

a.發電機定子繞組水路水壓試驗。該試驗必須在電氣主引線及柔性連接線安裝后進行，主要檢查定子端部接頭、絕緣引水管、匯水管、過渡引線及排水管等處有無滲漏現象。

b.發電機轉子氣密性試驗。試驗時特別要用無水乙醇檢查導電螺釘處是否有滲漏現象。

c.氫氣冷卻器水壓試驗。

d.發電機定子單獨氣密性試驗。試驗時用堵板封堵密封瓦座，試驗范圍包括：定子、出線瓷套管、出線罩、測溫元件接線柱板、氫冷器、氫冷器罩、端蓋、機座等。試驗介質應為無油、干凈、干燥的壓縮空氣或氮氣，試驗壓力為0.3Mpa,歷時24小時,要求漏氣量小于0.73m3/24h(或漏氫率小于0.3%)。

2.發電機外端蓋安裝：

a.在穿轉子之前先進行外端蓋試裝。主要檢查水平、垂直中分面的間隙，在把緊1/3螺栓狀態下，用0.03mm塞尺檢查應不入。

b.在把合外端蓋前，應預填HDJ892密封填料于接合面密封槽內，然后均勻把緊螺栓。再用專用工具注入HDJ892密封膠于密封槽內（注膠方法：選一個注膠孔開始緩慢注入，在相鄰孔流出即可。依次注入，直到全部注滿為止）。

3.氫氣冷卻器及罩安裝：

a.氫氣冷卻器罩通過螺栓把緊在定子機座上，之間的結合面有密封槽，注入密封膠進行密封，安裝完后在氫氣冷卻器罩與定子機座之間燒密封焊。

b.氫氣冷卻器裝配在氫氣冷卻器罩內，冷卻器與冷卻器罩之間用密封墊密封，密封墊兩面均勻涂一層750-2型密封膠，氫氣冷卻器組裝前后均進行嚴密性試驗。

4.發電機出線罩安裝完后燒密封焊。

5.發電機軸密封裝配：軸密封裝置是氫密封系統中一個很重要的環節，本機采用雙流環式油密封，密封瓦的氫側與空側各自是獨立的油路，平衡閥使兩路油壓維持平衡（壓差小于1Kpa）；油壓與氫壓差由差壓閥控制（壓差為0.085±0.01MPa），密封瓦可以在軸頸上隨意徑向浮動，并通過圓鍵定位于密封座內。

a.密封座水平接合面應嚴密,每平方厘米接觸1-2點的面積不應低于75％,且均勻分布。

b.在把緊水平接合面螺栓的情況下,密封座內與密封瓦配合的環形垂直面以及密封座與端蓋的垂直接合面均應垂直無錯口, 水平接合面用0.03mm塞尺檢查應塞不進。對座內沿軸向兩側面的檢查，可用整圓無錯口的密封瓦做平板放入其內做涂色檢查，兩側面均應均勻接觸。

c.密封瓦座各垂直配合面應光潔,各油室暢通,無鐵銹、銹皮等雜物。

d.密封瓦座各把合螺孔的絲孔應無損壞,經試裝確認能夠把緊密封座。

e.密封瓦水平接合面應接觸良好,每平方厘米接觸1-2點的面積應不低于75％，且均勻分布。

f.在把合好密封瓦后,密封瓦的上、下兩半的垂直面必須在同一平面內,不得錯口。在平板上檢查應無間隙。

g.密封瓦兩側垂直面應光潔，表面無凹坑和裂紋，兩垂直面的不平行度應符合圖紙要求。

h.巴氏合金應無夾渣、氣孔，表面無凹坑和裂紋，經檢查應無脫胎現象。密封瓦油孔和環形油室內必須光潔,無鐵屑、銹皮等雜物。

i.密封瓦與軸頸的間隙為0.23-0.28mm,間隙偏小可對密封瓦烏金進行適當的均勻修刮，如間隙偏大，則更換密封瓦；密封瓦與密封瓦座的軸向間隙為0.19-0.23mm, 間隙偏小可將密封瓦上磨床研磨，如間隙偏大，則更換密封瓦。

j.組裝密封瓦時，注意辨別汽、勵兩端密封裝置,不能裝錯。在把合密封座與端蓋垂直接合面的過程中,應不斷撥動密封瓦,保證在所有螺栓把緊后,密封瓦在座內無卡澀。油密封裝置裝完后,各接合面螺栓應全部鎖緊。

k.油密封裝置的油腔必須徹底清理,各油壓取樣管接頭在把緊后均不能堵塞和滲漏。否則會因為油壓測量不準而影響密封油的跟蹤調節。

6.發電機氣體管道安裝：

a.氣體管道法蘭密封墊均采用δ＝2mm的塑料王板加工。法蘭焊接時要先將法蘭螺栓緊固，然后進行焊接，避免焊接變形使法蘭出現張口而密封不嚴。

b.氣體管道在現場進行二次設計，對管道的走向進行統一規劃布置，保證走向合理、美觀、無∪形彎。所有氣體管道與發電機均采用焊接相連，發電機定子多余的接口用堵頭焊死。

c.氣體管道的閥門全部采用密封性能良好的隔膜閥，在現場進行1.25倍的水壓試驗，保證嚴密不漏。

d.氣體管道安裝完后，單獨進行氣密性試驗。

7.密封油系統安裝：密封油系統向密封瓦提供密封油，油壓必須隨時跟蹤發電機內氣體壓力的變化（壓差為0.085±0.01MPa），且密封瓦氫空側的油壓必須時刻保持平衡（壓差小于1Kpa）。所以，密封油系統運行正常與否直接關系到發電機密封瓦是否能有效密封。

a.必須保證密封油系統的清潔度，油循環后，油質必須達到MOOG四級以上標準。

b.密封油系統的管道在現場進行二次設計，對管道的走向進行統一規劃布置，壓差閥和平衡閥的引壓管走向一致且連接正確，不得有∪形彎，引壓管采用不銹鋼管，焊接時采用套管焊接，保證管內的清潔，同時必須保證引壓管不得有任何滲漏。

c.在密封油循環階段，必須安排對密封瓦進行翻瓦清理。

8.發電機整套風壓試驗：發電機整套風壓試驗是發電機本體及輔助系統安裝完后的一次質量大檢驗，是保證發電機漏氫率（量）達到預定目標的最后一道工序，所有造成系統泄漏的現象均必須在此階段消除。

a.試驗用氣要求為經過凈化處理，除去油霧、水霧及雜物，保證干燥（相對濕度小于50％）、清潔的壓縮空氣。試驗時采用0.25級精密壓力表，使用氣壓表測量大氣壓力。

b.為縮小檢漏范圍，整套風壓試驗前先對發電機氣體管道系統單獨進行風壓試驗，試驗壓力0.6MPa，歷時6小時，壓力無變化（進行溫度修正后）且無任何滲漏。

c.發電機檢漏方法：初檢時使用刷肥皂液檢漏，當采用此方法不能發現新的漏點時，再采用氟里昂檢漏，檢查方法為：先充入3Kg左右的氟里昂氣體再充入壓縮空氣使系統升至試驗壓力，保持2小時，待氟里昂氣體在系統內均勻擴散后，再用鹵素檢漏儀進行檢漏。

d.整套風壓試驗盡量模擬運行狀態：密封油系統油質達到要求，系統調試完畢，能按正常運行要求向密封瓦供油（氫側油壓與空側油壓能保持平衡，密封油壓比機內空氣壓力大0.085±0.01Mpa）；發電機外部冷卻水系統投入，并控制冷卻水溫基本穩定，使試驗時發電機內的氣溫基本維持穩定；氫氣冷卻器水側投入，維持一定的壓力（比試驗氣體壓力小0.1-0.15 Mpa）以減少冷卻管束脹口處內、外壓差。

e.發電機整套風壓試驗計算公式如下：

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

其中：△V—在給定狀態下的每晝夜平均漏氣量 m3/d

V—發電機充氣容積取73m3；

P0—給定狀態下大氣壓力， P0=0.1MPa；

Q0—給定狀態下大氣溫度， Q0=273+20=293k；

P1—試驗開始時機內的氣體壓力（表壓） MPa；

PB1—試驗開始時大氣壓力 MPa；

t1 —試驗開始時機內的氣體平均溫度， ℃；

P2 —試驗結束時機內的氣體壓力（表壓） MPa；

PB2—試驗結束時大氣壓力 Mpa；

t2 —試驗結束時機內的氣體平均溫度 ℃；

△h—正式試驗進行連續記錄的時間小時數 h；

注：大氣壓力用氣壓表測量，大氣壓力修正值的計算參考《儀器示度訂正舉例》（見附表）進行。定子內氣體的溫度值，應以汽、勵端、機座中間的溫度計和冷熱風壓區中的電阻溫度計讀數平均值為準。

f.試驗時間不得少于24小時，試驗進行12小時后，即可進行計算，并畫成△V=f（△t）曲線；如果漏氣量連續三點相互間誤差不超過15%，可以認為漏氣量已穩定，并可結束試驗，否則延長試驗時間。

g.發電機內氣體溫度、密封油箱油位要保證維持相對穩定，進行壓力和溫度讀數時，注意讀數務必準確，并嚴防誤操作，以保證測量結果的準確性。

三．實施情況及效果

1.實施情況：

a.在項目開工前，成立了以工程處主任為首的，由專工、主管工程師、質檢員、班長、作業人員為成員的控制發電機漏氫創精品小組，并堅持每周開展活動，及時處理施工中出現的問題。

b.在項目開工前，先后編制了《發電機漏氫量（率）控制創精品措施》、《發電機安裝作業指導書》、《發電機定子單獨氣密性試驗》、《發電機氣體系統管道氣密性試驗》和《發電機整套氣密性試驗》等技術措施和作業指導書，并組織了詳細的技術交底，使作業人員做到了事先心中有數。

c.加強了質量監督和過程控制。對影響發電機漏氫的每道工序均明確責任人和各級驗收人，使每項作業均能夠嚴格按照技術措施和規范的要求進行，且所有驗收項目均按優良標準進行驗收，這就為有效控制發電機漏氫打下了堅實的基礎。

d.強化了施工工藝，在施工工藝上追求精益求精。

e.制訂了嚴格的獎懲措施，加強了作業人員和各級管理人員的責任心。

2.運行效果：

a.發電機整套風壓試驗：＃1機發電機整套風壓時，折算為漏氫氣量為4.36m3／d；＃1機發電機整套風壓時，折算為漏氫氣量為 3.45m3／d。實現了發電機漏氫創精品的目標。

b. #1機168小時運行時，發電機漏氫量始終低于6m3／d。

四．結束語

總而言之，影響發電機漏氫量的因素很多，在制造的過程中定子繞組水路和轉子的嚴密性要進行嚴格控制；運行時要注意調整密封油壓，使密封油壓與發電機內氣體壓力的壓差維持在0.085±0.01MPa，并能隨時跟蹤，注意密封瓦氫空側的油壓時刻保持平衡。維持密封油的清潔度，避免密封瓦磨損導致間隙增大而使發電機漏氫量增大。發電機運行時間長以后，可能會出現線棒與水接頭釬焊處滲漏或空心線損壞以及氫氣冷卻器漏水等現象，這也將導致漏氫量增大甚至出現事故，所以必須采用先進的檢測手段嚴密監視發電機的漏氫，以便及時處理。