發(fā)電機(jī)氫氣系統(tǒng)安全運(yùn)行分析

1、    發(fā)電機(jī)氫氣系統(tǒng)安全運(yùn)行分析    張碩【摘 要】對于300mw的水-氫-氫冷卻系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)組，氫氣系統(tǒng)的安全運(yùn)行對機(jī)組的安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行非常重要，任何一點(diǎn)的泄漏導(dǎo)致的日氫量、制氫量增加，不僅造成運(yùn)行費(fèi)用的增高，更為嚴(yán)重的是將威脅到機(jī)組的安全運(yùn)行。因此，無論是在設(shè)備制造，安裝或是在檢查修理工作中，每一道工序都必須按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對設(shè)備進(jìn)行認(rèn)真檢查和嚴(yán)格的質(zhì)量驗(yàn)收。【關(guān)鍵詞】發(fā)電機(jī)；漏氫；密封；氣密性試驗(yàn)；氫壓；安全1.引言豐潤熱電公司發(fā)電機(jī)為哈爾濱電機(jī)廠生產(chǎn)的qfsn-300-2型300mw發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)采用水-氫-氫冷卻方式，即定子繞組水內(nèi)冷，轉(zhuǎn)

2、子繞組氫內(nèi)冷，定子鐵芯及構(gòu)件氫外冷。正常發(fā)電機(jī)運(yùn)行工況下氫壓0.3mpa，定子內(nèi)冷水壓力0.25mpa。發(fā)電機(jī)主要由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋、氫氣冷卻器組成。2.提高氫冷發(fā)電機(jī)氣密性試驗(yàn)真實(shí)性2.1 提高發(fā)電機(jī)氣密性試驗(yàn)的重視程度從施工策劃上保證充足的時(shí)間進(jìn)行汽輪發(fā)電機(jī)氣密性試驗(yàn)：在汽機(jī)專業(yè)施工組織設(shè)計(jì)中，對汽輪發(fā)電機(jī)氣密性試驗(yàn)進(jìn)行專項(xiàng)策劃；從人力資源和機(jī)具上保證上述作業(yè)的順利開展；從施工組織和管理上保證上述安裝工作的順利開展和及時(shí)驗(yàn)收。從作業(yè)過程上保證汽輪發(fā)電機(jī)氣密性試驗(yàn)的真實(shí)性：對作業(yè)人員進(jìn)行專項(xiàng)交底和培訓(xùn)，讓參加試驗(yàn)的每一個(gè)作業(yè)人員經(jīng)交底和培訓(xùn)后熟悉發(fā)電機(jī)密封系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、密封油系統(tǒng)、氫氣干燥器、與

3、發(fā)電機(jī)本體相關(guān)的定子冷卻水系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)定子線圈溫度引出線和套管密封位置，掌握如何通過油氫差壓閥來調(diào)整油氫差壓值在規(guī)定范圍內(nèi)，如何從現(xiàn)場記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等。對整個(gè)作業(yè)過程進(jìn)行全面交底。2.2 發(fā)電機(jī)氣體泄漏試驗(yàn)1）檢漏范圍：包括本機(jī)來氫管道總閥門后的全部氫冷系統(tǒng)、密封油系統(tǒng)。2）檢漏方法：先充入干燥空氣用肥皂水檢漏，并處理漏點(diǎn)后，再充入sf6氣體，然后用鹵素檢漏儀進(jìn)行檢漏；在未檢出泄漏點(diǎn)后再用壓力降低法進(jìn)行靜態(tài)氣密性試驗(yàn)，檢查整體泄漏，并計(jì)算出氫冷系統(tǒng)每天的泄漏量。3.發(fā)電機(jī)漏氫3.1 機(jī)殼結(jié)合面機(jī)殼結(jié)合面主要包括：端蓋與機(jī)座的結(jié)合面、上下端蓋的結(jié)合面、固定端蓋的螺孔、出線套管法蘭與套管臺板的結(jié)合面

4、及進(jìn)出風(fēng)溫度計(jì)的結(jié)合面。（1） 端蓋與機(jī)座的結(jié)合面及上下端蓋的結(jié)合面結(jié)合面積大，密封難度大，是防漏的薄弱環(huán)節(jié)。在檢修回裝時(shí)，應(yīng)對結(jié)合面進(jìn)行詳細(xì)檢查清擦，對不平的部位涂密封膠校平。在解體及回裝的過程中所做的標(biāo)記不能傷及密封面。對所采用的硅橡膠密封條的尺寸、耐熱性能、耐油性能、彈性及耐腐蝕性能進(jìn)行嚴(yán)格驗(yàn)收。（2）固定端蓋的螺孔，有的可能在制造加工過程中穿透，而后經(jīng)過補(bǔ)焊處理。這些補(bǔ)焊的金屬有可能在運(yùn)行中受振脫開，成為漏氫點(diǎn)，因此在檢修時(shí)應(yīng)加強(qiáng)檢查。緊端蓋螺絲時(shí)，應(yīng)用力均勻，保證結(jié)合面嚴(yán)密。（3）出線套管法蘭與套管臺板的結(jié)合面是防止漏氫的關(guān)鍵部位。由于該處受定子端部漏磁影響，溫度較高，加上機(jī)內(nèi)進(jìn)油的

5、腐蝕，因此，該處需用耐油橡膠圈和橡膠墊加以雙重密封。由于漏入機(jī)內(nèi)的密封油多積存于此，因而該處的密封材料易老化變質(zhì)失效，每次大修時(shí)必須進(jìn)行檢查。3.2密封油系統(tǒng)（1）密封瓦座與端蓋的垂直結(jié)合面是較易漏氫的部位之一，對該處的密封墊質(zhì)量必須嚴(yán)格把關(guān)。上、下半端蓋組裝時(shí)，接縫應(yīng)對齊，防止由于錯(cuò)口使密封墊受力不均。（2）密封瓦與軸和瓦座的間隙必須調(diào)整合格，瓦與軸的徑向間隙，雙側(cè)應(yīng)控制在0.20.25 mm；密封瓦與瓦座的軸向間隙按0.15 mm控制。（3） 防止密封油進(jìn)入機(jī)內(nèi)，應(yīng)控制好內(nèi)油檔及密封油擋板的徑向間隙；下間隙不大于0.05 mm，上間隙不大于0.25 mm，左右間隙不大于0.15 mm。（4

6、） 嚴(yán)格執(zhí)行壓差閥及平衡閥的檢修工藝，做好調(diào)試工作，保證空側(cè)油壓高于機(jī)內(nèi)氫壓0.05 mpa左右，并使氫側(cè)油壓能跟蹤空側(cè)油壓變化，盡量保持兩者差值不變，避免由于氫側(cè)油壓超出空側(cè)油壓，造成氫側(cè)回油量大量增加，來不及排走，漏入機(jī)內(nèi)，同時(shí)，造成氫側(cè)油竄入空側(cè)，帶走大量的氫氣。（5） 嚴(yán)格監(jiān)視密封油箱的油位，防止油滿罐時(shí)進(jìn)入機(jī)內(nèi)或空罐時(shí)向外跑氫。正常運(yùn)行時(shí)應(yīng)保持較低位置。3.3轉(zhuǎn)子部分（1） 氫氣由轉(zhuǎn)子外漏是經(jīng)護(hù)環(huán)處的導(dǎo)電螺釘進(jìn)入轉(zhuǎn)子中心孔，再從滑環(huán)處的導(dǎo)電螺釘或中心孔兩側(cè)堵板處漏出。因這種漏氫在運(yùn)行中無法處理，因此每次大修都必須對轉(zhuǎn)子進(jìn)行風(fēng)壓查漏試驗(yàn)。（2）轉(zhuǎn)子漏氫是動態(tài)的，也就是說，可能在大修試驗(yàn)

7、時(shí)不漏，但由于導(dǎo)電螺釘?shù)哪z層受熱變形或密封墊受熱老化，彈性不足，在高速轉(zhuǎn)動的運(yùn)行中發(fā)生泄漏。因此，每次大修必須對4個(gè)導(dǎo)電螺釘進(jìn)行檢查，對出現(xiàn)異常的部件進(jìn)行更換。（3）大修中應(yīng)首先加強(qiáng)對護(hù)環(huán)處導(dǎo)電螺釘?shù)拿芊鈾z查，切斷轉(zhuǎn)子漏氫的源頭。其次，檢查滑環(huán)處導(dǎo)電螺釘及汽端中心孔堵板的密封情況，把好轉(zhuǎn)子漏氫的第二關(guān)。最后通過在轉(zhuǎn)子勵(lì)端中心孔堵板處通入干燥清潔的壓縮空氣，用無水酒精滴在導(dǎo)電螺釘部位的方法進(jìn)行檢查。密封試驗(yàn)合格后，回裝轉(zhuǎn)子勵(lì)端中心孔堵板，應(yīng)確保此處嚴(yán)密不漏。3.4氫氣冷卻器（1）氫氣冷卻器是氫氣可漏點(diǎn)最多的設(shè)備，結(jié)合面的每一條螺絲及每根銅管都有漏氫的可能，因此應(yīng)重點(diǎn)檢查，并單獨(dú)進(jìn)行水壓試驗(yàn)。試驗(yàn)

8、壓力為0.5 mpa，30 min不漏為合格。（2）檢修冷風(fēng)器時(shí)，應(yīng)防止將水管側(cè)小堵板裝到另一側(cè)的大堵頭上，造成水短路，直接將一組冷風(fēng)器退出，影響發(fā)電機(jī)的冷卻效果和出力。（3） 防止局部水短路。在更換水管側(cè)大堵頭和小堵板的密封墊時(shí)，應(yīng)防止進(jìn)、出水室的密封墊壓不到位，或是上下水室分割面端部不平，造成進(jìn)出水的局部短路，影響發(fā)電機(jī)冷卻效果。另外，更換的水室密封墊厚薄應(yīng)適當(dāng)，避免由于冷風(fēng)器整體長度的變化造成在回裝冷風(fēng)器堵板時(shí)密封不嚴(yán)。（4）減少冷風(fēng)器的漏風(fēng)率，提高冷卻效果。檢修中應(yīng)檢查擋封條，損壞的要及時(shí)更換。（5）檢修時(shí)放在室外的冷風(fēng)器，應(yīng)做好防塵措施，防止散熱片受到污染。另外，對于冷風(fēng)器散熱片表面

9、的油污可用高溫?zé)嵴羝祪?，效果很好?.漏氫處理4.1 漏氫注意事項(xiàng)1）檢查人員要有高度的責(zé)任心耐心及豐富的檢查經(jīng)驗(yàn)。2）查漏工作中可能會有登高作業(yè)情況，必須做好防止人身高空墜落的安全防護(hù)措施，使用合格的腳手架。3）嚴(yán)禁在工作中攜帶火種，嚴(yán)禁在漏氫區(qū)域進(jìn)行動火作業(yè)。4）正確使用檢漏儀器和檢漏工具，避免儀器因錯(cuò)誤使用損壞。5）至少兩人一起工作，相互監(jiān)護(hù)。工作班成員情深狀態(tài)良好。4.2 漏氫檢查方法1）漏氫檢測儀檢測：用檢測儀對懷疑漏氫的部位進(jìn)行檢測，檢測中應(yīng)是探頭距測點(diǎn)5至10厘米緩慢移動檢查，當(dāng)測到氫氣時(shí)，儀器會報(bào)警并顯示測定數(shù)值。此法對發(fā)電機(jī)水、油系統(tǒng)檢測漏氫非常有效。2）普通檢測法：將洗滌靈水或肥皂水用噴壺或其它器皿均勻噴在疑似漏點(diǎn)處，用眼觀察有無氣泡生出或變大。此法簡單、方便、效果直觀。使用較普遍。但無法對氫氣冷卻器的排及釘子內(nèi)冷水箱是否含氫進(jìn)行檢測。4.3 發(fā)電機(jī)漏氫的預(yù)防除了在發(fā)電機(jī)運(yùn)行中對發(fā)電機(jī)進(jìn)行定期的漏氫檢查外，在發(fā)電機(jī)檢修中嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量要求進(jìn)行安裝，按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收是發(fā)電機(jī)避免出現(xiàn)漏氫的關(guān)鍵和重點(diǎn)。5.總結(jié)對于300mw的水-氫-氫冷卻系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)組，氫氣系統(tǒng)的安全運(yùn)行對機(jī)組的安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行非常重要，任何一點(diǎn)的泄漏，將可能造成不堪設(shè)想的后果。雖然發(fā)電機(jī)漏氫是一種普遍現(xiàn)象，但只要定期對發(fā)電機(jī)氫壓曲線加強(qiáng)監(jiān)視分析，并制定合理的檢查解決方案，對可能