發電機氫氣系統安全運行分析
發布時間：2011-09-30 共1頁
丹河發電有限公司1，2號發電機的定子繞組、轉子繞組及鐵芯均采用氫內冷的冷卻方式。氫氣由裝在轉子兩端的風扇強制循環，并通過設置在定子機座上部的6組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，歸納起來有2種：一是漏到大氣中，二是漏到發電機油水系統中。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；后者如氫氣通過密封瓦漏入密封油系統等，基本屬于“暗漏”，漏點位置不明，檢查處理較為復雜，且處理時間較長。影響發電機冷風器冷卻效果的因素也很多，如冷卻水局部短路、傳熱效果差等。下面結合發電機氫氣系統的結構，對檢修過程中影響到漏氫、冷風器冷卻效果的關鍵部位及應把好的質量關進行分析說明。
1 機殼結合面
機殼結合面主要包括：端蓋與機座的結合面、上下端蓋的結合面、固定端蓋的螺孔、出線套管法蘭與套管臺板的結合面及進出風溫度計的結合面。
(1) 端蓋與機座的結合面及上下端蓋的結合面結合面積大，密封難度大，是防漏的薄弱環節。在檢修回裝時，應對結合面進行詳細檢查清擦，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行嚴格驗收。上下端蓋結合面的密封條在端蓋處與下端蓋密封條銜接時應特別注意施工工藝。
(2) 固定端蓋的螺孔，有的可能在制造加工過程中穿透，而后經過補焊處理。這些補焊的金屬有可能在運行中受振脫開，成為漏氫點，因此在檢修時應加強檢查。緊端蓋螺絲時，應用力均勻，保證結合面嚴密。
(3) 出線套管法蘭與套管臺板的結合面是防止漏氫的關鍵部位。由于該處受定子端部漏磁影響，溫度較高，加上機內進油的腐蝕，因此，該處需用耐油橡膠圈和橡膠墊加以雙重密封。由于漏入機內的密封油多積存于此，因而該處的密封材料易老化變質失效，每次大修時必須進行檢查。另外，在拆裝引線的過程中，應避免套管導體受側力過大，引起密封墊位置的變化而造成漏氫。
2 密封油系統
(1) 密封瓦座與端蓋的垂直結合面是較易漏氫的部位之一，對該處的密封墊質量必須嚴格把關。上、下半端蓋組裝時，接縫應對齊，防止由于錯口使密封墊受力不均。上、下半端蓋的密封條順端蓋垂直面留出1～2 mm的長度，安裝后割齊，使裝配密封瓦座后此處接合嚴密不漏。
(2) 密封瓦與軸和瓦座的間隙必須調整合格，瓦與軸的徑向間隙，雙側應控制在0.2～0.25 mm;密封瓦與瓦座的軸向間隙按0.15 mm控制。
(3) 防止密封油進入機內，應控制好內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) 嚴格執行壓差閥及平衡閥的檢修工藝，做好調試工作，保證空側油壓高于機內氫壓0.05 MPa左右，并使氫側油壓能跟蹤空側油壓變化，盡量保持兩者差值不變,避免由于氫側油壓超出空側油壓，造成氫側回油量大量增加，來不及排走，漏入機內，同時，造成氫側油竄入空側，帶走大量的氫氣。
(5) 嚴格監視密封油箱的油位，防止油滿罐時進入機內或空罐時向外跑氫。正常運行時應保持較低位置。
3 轉子部分
(1) 氫氣由轉子外漏是經護環處的導電螺釘進入轉子中心孔，再從滑環處的導電螺釘或中心孔兩側堵板處漏出。因這種漏氫在運行中無法處理，因此每次大修都必須對轉子進行風壓查漏試驗。
(2) 轉子漏氫是動態的，也就是說，可能在大修試驗時不漏，但由于導電螺釘的膠層受熱變形或密封墊受熱老化，彈性不足，在高速轉動的運行中發生泄漏。因此，每次大修必須對4個導電螺釘進行檢查，對出現異常的部件進行更換。
(3) 大修中應首先加強對護環處導電螺釘的密封檢查，切斷轉子漏氫的源頭。其次，檢查滑環處導電螺釘及汽端中心孔堵板的密封情況，把好轉子漏氫的第二關。最后通過在轉子勵端中心孔堵板處通入干燥清潔的壓縮空氣，用無水酒精滴在導電螺釘部位的方法進行檢查。密封試驗合格后，回裝轉子勵端中心孔堵板，應確保此處嚴密不漏。
4 氫氣冷卻器
(1) 氫氣冷卻器是氫氣可漏點最多的設備，結合面的每一條螺絲及每根銅管都有漏氫的可能，因此應重點檢查，并單獨進行水壓試驗。試驗壓力為0.5 MPa，30 min不漏為合格。
(2) 檢修冷風器時，應防止將水管側小堵板裝到另一側的大堵頭上，造成水短路，直接將一組冷風器退出，影響發電機的冷卻效果和出力。
(3) 防止局部水短路。在更換水管側大堵頭和小堵板的密封墊時，應防止進、出水室的密封墊壓不到位，或是上下水室分割面端部不平，造成進出水的局部短路，影響發電機冷卻效果。另外，更換的水室密封墊厚薄應適當，避免由于冷風器整體長度的變化造成在回裝冷風器堵板時密封不嚴。
(4) 減少冷風器的漏風率，提高冷卻效果。檢修中應檢查擋封條，損壞的要及時更換。
(5) 檢修時放在室外的冷風器，應做好防塵措施，防止散熱片受到污染。另外，對于冷風器散熱片表面的油污可用高溫熱蒸汽吹凈，效果很好。
(6) 對于冷風器銅管結垢可以通過酸洗清除。
(7) 冷風器銅管漏氫有2種檢查方法。當進水區的銅管漏氫時，可用測氫儀在冷風器排氣孔處測量。當出水管處漏氫時，可在冷卻水的排水處測量。確定具體的泄漏銅管，可用肥皂水進行。對發現漏氫的銅管，可在該銅管兩側打入銅楔將該管道隔離。
5 氫氣管道及閥門
(1) 大修前應做好制氫站和氫氣置換站管道的隔離措施，在遠端的法蘭部位加裝堵板進行隔離。
(2) 重點檢查發電機底部的氫管道法蘭，法蘭密封墊應使用耐油橡膠。大修時，一次管路中的密封墊最好全部更換，確保大修周期內嚴密不漏。
(3) 氫管道集中的部位，應有防震和防磨擦措施，并加強對管道的檢查，防止因管道之間相互磨擦，造成管壁局部變薄而泄漏。
(4) 氫氣置換站管路改進時，應用無縫鋼管，嚴禁使用鑄鐵管件，并且管路連接盡量使用焊接方式。更換的管道較長時，在投入運行前應用二氧化碳將管內的空氣排出。
(5) 大修時必須對所有氫管路閥門進行解體檢查，單獨進行風壓試驗。 可在與發電機本體氫氣系統直接連接的閥門前加裝一道備用門，正常運行時，備用門常開，當原有閥門及后續管路出現缺陷時，可關閉備用門，進行隔離。
6 整體氣密性試驗
(1) 大修結束之后，應進行發電機整體密封試驗，此時密封油系統應經試驗正常并投入運行。試驗時通入發電機的壓縮空氣應先通過空氣干燥器，必須是干燥清潔的。
(2) 發電機的查漏，可用肥皂液涂刷，通過觀察氣泡來進行，所用肥皂液的稀稠度應適當。重點應檢查在運行中不能檢查到的或不能處理的部位，如發電機套管、發電機母線處的法蘭等部位。
(3) 所有漏點處理之后，需對發電機進行靜態下充壓縮空氣的查漏試驗，試驗壓力為0.2 MPa，試驗時間為24 h。查漏不要與冷風器通水試驗同時進行，以免由于溫度的不正常變化造成誤判斷。
(4) 在額定氫壓下，以機組轉動24 h的全部漏氫量不超過發電機氣體總容積的5%為合格。
7 氫氣系統的運行監督
(1) 發電機運行中應保持額定氫壓，當出現漏氫量異常增大時，應查找漏點。不得用降低氫壓作為減少漏氫的手段。
(2) 氫氣的純度和濕度是保證機組安全運行的重要參數，運行中應嚴格把關。
(3) 發電機內氫氣純度應大于96%，氣體混合物含氧量小于1.2%，露點溫度控制在-25～15℃。
