汽輪發(fā)電機(jī)的漏氫治理
某電廠#7機(jī)組為日本富士電氣公司制造的全密封氫冷發(fā)電機(jī)組，型號為GTHDD582/71-2，額定功率為600MW。在大修完成并網(wǎng)運(yùn)行一個月后，發(fā)電機(jī)補(bǔ)氫量逐漸上升并超出廠家設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，還發(fā)現(xiàn)主油箱排煙風(fēng)機(jī)出口帶氫氣的異常。
摘 要：發(fā)電機(jī)漏氫的途徑很多,歸納起來有兩種,一是漏到大氣中;二是漏到發(fā)電機(jī)油水系統(tǒng)中和封閉母線的外殼內(nèi)。前者可通過各種檢漏方法找到漏點(diǎn)而加以消除,如發(fā)電機(jī)端蓋、出線罩、發(fā)電機(jī)機(jī)座、氫氣管路系統(tǒng)、測溫元件接線柱板等處的漏氫;后者屬于“暗漏”,漏點(diǎn)具體位置不明,檢查、處理較為復(fù)雜,如氫氣通過密封瓦漏入密封油系統(tǒng)、通過定子線圈漏入定子冷卻水系統(tǒng)等。檢修過程中應(yīng)對定子繞組水路和轉(zhuǎn)子的嚴(yán)密性要進(jìn)行嚴(yán)格控制,密封油系統(tǒng)的差壓閥必須保證動作準(zhǔn)確、靈活、可靠;運(yùn)行中要注意監(jiān)視密封油溫,且確保密封油壓與發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣壓力的壓差維持在規(guī)定范圍內(nèi);保證密封油的清潔度,避免密封瓦磨損而導(dǎo)致間隙增大,從而使漏氫量增大;發(fā)電機(jī)長時間運(yùn)行后,可能會出現(xiàn)線棒與水接頭釬焊處滲漏或空心線損壞,以及氫氣冷卻器水側(cè)泄漏等現(xiàn)象。這也將導(dǎo)致漏氫量增大,甚至發(fā)生事故,所以必須注意發(fā)電機(jī)的漏氫,以便及時處理。
關(guān)鍵詞：600MW汽輪發(fā)電機(jī),漏氫,治理
經(jīng)過組織人力排查分析，發(fā)現(xiàn)是由于發(fā)電機(jī)機(jī)端大端蓋水平結(jié)合面密封膠不足，引起氫氣內(nèi)漏到發(fā)電機(jī)軸承箱中，造成漏氫量增大。并且在排查過程中還發(fā)現(xiàn)了環(huán)形油箱排煙風(fēng)機(jī)入口管由于安裝錯誤，坡度裝反的隱患，環(huán)形油箱排煙風(fēng)機(jī)入口管內(nèi)因坡度裝反而被積水堵塞，導(dǎo)致環(huán)形油箱內(nèi)的氫氣無法正常排出，而氫氣溶解到潤滑油中，通過主油箱排煙風(fēng)機(jī)排出。最后，經(jīng)過對發(fā)電機(jī)機(jī)端大端蓋密封槽重新打膠及環(huán)形油箱排煙風(fēng)機(jī)入口管坡度更改后，氫氣系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。
一、單流環(huán)式密封油系統(tǒng)的氫氣損耗
單流環(huán)式密封油系統(tǒng)主要由以下設(shè)備組成。第一，密封油泵：兩臺交流密封油泵及出口調(diào)壓閥、一臺直流事故密封油泵及出口調(diào)壓閥。第二，密封油冷油器、濾網(wǎng)、差壓閥、流量調(diào)節(jié)閥。第三，油箱：環(huán)形油箱、排煙風(fēng)機(jī)、氫側(cè)回油中間油箱、真空油箱。第四，抽真空設(shè)備：真空泵、汽水分離器。第五，其他：隔離閥、安全閥、減壓閥等閥門以及管線、儀表等。
與雙流環(huán)式密封油系統(tǒng)相比較，單流環(huán)式密封油系統(tǒng)優(yōu)、缺點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：密封瓦結(jié)構(gòu)簡單、系統(tǒng)組成簡單、操作及調(diào)整簡單、真空油箱有凈化密封油質(zhì)的作用、對氫氣品質(zhì)影響小等。缺點(diǎn)：可靠性略低、耗氫量大。
正常情況下，單流環(huán)式密封油系統(tǒng)氫氣主要從以下兩個地方損耗掉。一是氫側(cè)密封油：氫側(cè)密封油回到消泡箱→中間油箱→真空油箱→真空泵→大氣。真空油箱除了作為密封油回油緩沖容器外，還有除去回油中溶解的各種氣體與油中水份，其中最主要的是氫氣，通過密封油真空泵排出到大氣。此部分占耗氫量較大。二是空側(cè)密封油：空側(cè)密封油回到環(huán)形油箱→環(huán)形油箱排煙風(fēng)機(jī)→大氣。油中所溶解的氫氣通過環(huán)形油箱排煙風(fēng)機(jī)中排出到大氣。此部分占耗氫量較小。按照富士公司的設(shè)計規(guī)范，發(fā)電機(jī)日均耗氫量必須在24NM3/日以下，機(jī)組投產(chǎn)后實際耗氫量約在17～18 NM3/日。
二、氫氣系統(tǒng)漏氫分析及處理
1.漏氫原因排查過程
第一，#7發(fā)電機(jī)在機(jī)組大修后調(diào)試期間進(jìn)行了空氣嚴(yán)密性試驗，試驗合格，泄漏量符合廠家要求。
第二，在機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行一個月后發(fā)現(xiàn)補(bǔ)氫量逐漸上升，并且日均補(bǔ)氫量超過24NM3/日，最高達(dá)39NM3/日，已超出了廠家的設(shè)計范圍。
第三，對氫冷器、閉冷水箱、發(fā)電機(jī)出線等處檢查，以及對氫氣系統(tǒng)、密封油系統(tǒng)的閥門、法蘭結(jié)合面等檢查，未見明顯漏氫點(diǎn)。
第四，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)靠勵磁機(jī)側(cè)的大端蓋螺栓結(jié)合面可以測量到氫氣，經(jīng)給勵側(cè)端蓋密封槽注膠后，漏氫消失，此現(xiàn)象之后又再發(fā)生過兩次，但每次注膠后螺栓漏氫又恢復(fù)正常，但總的補(bǔ)氫量沒有明顯減小。
第五，繼續(xù)排查發(fā)現(xiàn)主油箱排煙風(fēng)機(jī)出口可以測到約0.7%的少量氫氣，而環(huán)形油箱排煙風(fēng)機(jī)出口卻測量不到氫氣含量。分析認(rèn)為發(fā)電機(jī)軸承座中聚集的氫氣含量可能過多，密封油空側(cè)回油和軸承潤滑油在環(huán)形油箱中混合后，由于氫氣無法從環(huán)形油箱排煙風(fēng)機(jī)排出，使?jié)櫥椭腥芙獾臍錃庠黾�，環(huán)形油箱中的油回到主油箱后，所溶解的氫氣通過主油箱排煙風(fēng)機(jī)出口排出。
第六，拆開環(huán)形油箱至排煙風(fēng)機(jī)入口管法蘭，確認(rèn)環(huán)形油箱內(nèi)氫氣含量高。
第七，拆開環(huán)形油箱排煙風(fēng)機(jī)入口閥法蘭，發(fā)現(xiàn)其水平入口管底部被積水堵塞。
第八，繼續(xù)檢查發(fā)現(xiàn)環(huán)形油箱入口管坡度裝反(環(huán)形油箱側(cè)管道高，而排煙風(fēng)機(jī)側(cè)管道低)，造成入口管的積水無法流回環(huán)形油箱中(積水是由于潤滑油箱水份增大時水汽積累形成)，導(dǎo)致環(huán)形油箱中的氫氣無法通過其自身的排煙風(fēng)機(jī)排出。
第九，臨時采用人工抽吸的方法，將環(huán)形油箱排煙風(fēng)機(jī)入口管積水抽掉，之后環(huán)形油箱排煙風(fēng)機(jī)屋頂排放口可以正常測量到氫氣，而主油箱排煙風(fēng)機(jī)屋頂排放口氫氣含量也降低到零。
2.漏氫處理
第一，利用機(jī)組停機(jī)機(jī)會，對環(huán)形油箱排煙風(fēng)機(jī)入口管進(jìn)行了坡度更正(改為：環(huán)形油箱側(cè)管道低，排煙風(fēng)機(jī)側(cè)管道高)，以便管內(nèi)積水返回，并且增加了疏水罐及放水閥，管路積水可以通過該放水閥定期排放。
第二，利用其他機(jī)組的發(fā)電機(jī)大修解體的機(jī)會，現(xiàn)場分析認(rèn)為發(fā)電機(jī)兩側(cè)大端蓋的上/下結(jié)合面的密封槽如果密封膠不足，也有可能引起氫氣通過此密封槽內(nèi)漏到發(fā)電機(jī)軸承箱內(nèi)，再經(jīng)過環(huán)形油箱排煙風(fēng)機(jī)排出到大氣。
第三，發(fā)電機(jī)大端蓋圓周方向與水平方向結(jié)合面的密封槽是相連通的。雖然之前只發(fā)現(xiàn)靠勵磁機(jī)側(cè)的大端蓋螺栓外漏氫氣，但注膠后系統(tǒng)的漏氫量仍然很大。而靠汽輪機(jī)側(cè)的大端蓋因其螺栓未發(fā)現(xiàn)氫氣外漏，所以未對其密封槽補(bǔ)充注膠。最后，研判為靠汽輪機(jī)側(cè)的大端蓋水平結(jié)合面的密封膠可能存在不足，有氫氣從水平結(jié)合面的密封槽漏到機(jī)端軸承箱中。
第四，結(jié)果。經(jīng)過對靠汽輪機(jī)側(cè)的大端蓋密封槽注膠后，漏氫量恢復(fù)到大修前的正常水平，日均耗氫量為17～18 NM3/日。
三、結(jié)語
由于發(fā)電機(jī)氫氣系統(tǒng)管閥較多，可泄漏點(diǎn)也相對較多，查漏較困難。如果運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)補(bǔ)氫量明顯增大時，必須立即組織排查。筆者通過對單流環(huán)式密封油系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)漏氫大異常進(jìn)行了分析和總結(jié)，以希望提供給同類型氫冷發(fā)電機(jī)組漏氫排查時作為經(jīng)驗參考。
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