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1、发电机氢气系统安全运行分析 丹河发电有限公司1，2号发电机的定子绕组、转子绕组及铁芯均采用氢内冷的冷却方式。氢气由装在转子两端的风扇强制循环，并通过设置在定子机座上部的6组氢气冷却器进行冷却。氢气系统由发电机定子外壳、端盖、氢气冷却器、密封瓦以及氢气管路构成全封闭气密结构。 发电机漏氢的途径，归纳起来有2种：一是漏到大气中，二是漏到发电机油水系统中。前者可以通过各种检漏方法找到漏点加以消除，如发电机端盖、出线罩、发电机机座、氢气管路系统、测温元件接线柱板等处的漏氢；后者如氢气通过密封瓦漏入密封油系统等，基本属于“暗漏”，漏点位置不明，检查处理较为复杂，且处理时间较长。影响发电机冷风器冷却效果的
2、因素也很多，如冷却水局部短路、传热效果差等。下面结合发电机氢气系统的结构，对检修过程中影响到漏氢、冷风器冷却效果的关键部位及应把好的质量关进行分析说明。 1 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。 (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，是防漏的薄弱环节。在检修回装时，应对结合面进行详细检查清擦，对不平的部位涂密封胶校平。在解体及回装的过程中所做的标记不能伤及密封面。对所采用的硅橡胶密封条的尺寸、耐热性能、耐油性能、弹性及耐腐蚀性能进行严格验收。上下端盖结合面的密封
3、条在端盖处与下端盖密封条衔接时应特别注意施工工艺。 (2) 固定端盖的螺孔，有的可能在制造加工过程中穿透，而后经过补焊处理。这些补焊的金属有可能在运行中受振脱开，成为漏氢点，因此在检修时应加强检查。紧端盖螺丝时，应用力均匀，保证结合面严密。 (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。由于漏入机内的密封油多积存于此，因而该处的密封材料易老化变质失效，每次大修时必须进行检查。另外，在拆装引线的过程中，应避免套管导体受侧力过大，引起密封垫位置的变化而造成漏氢。 2 密封油系统 (
4、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12 mm的长度，安装后割齐，使装配密封瓦座后此处接合严密不漏。 (2) 密封瓦与轴和瓦座的间隙必须调整合格，瓦与轴的径向间隙，双侧应控制在0.20.25 mm;密封瓦与瓦座的轴向间隙按0.15 mm控制。 (3) 防止密封油进入机内，应控制好内油档及密封油挡板的径向间隙；下间隙不大于0.05 mm，上间隙不大于0.25 mm，左右间隙不大于0.15 mm。 (4) 严格执行压差阀及平衡阀的检修工艺，做好调试工作
5、，保证空侧油压高于机内氢压0.05 MPa左右，并使氢侧油压能跟踪空侧油压变化，尽量保持两者差值不变,避免由于氢侧油压超出空侧油压，造成氢侧回油量大量增加，来不及排走，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，防止油满罐时进入机内或空罐时向外跑氢。正常运行时应保持较低位置。 3 转子部分 (1) 氢气由转子外漏是经护环处的导电螺钉进入转子中心孔，再从滑环处的导电螺钉或中心孔两侧堵板处漏出。因这种漏氢在运行中无法处理，因此每次大修都必须对转子进行风压查漏试验。 (2) 转子漏氢是动态的，也就是说，可能在大修试验时不漏，但由于导电螺钉的胶层受热变形或密封
6、垫受热老化，弹性不足，在高速转动的运行中发生泄漏。因此，每次大修必须对4个导电螺钉进行检查，对出现异常的部件进行更换。 (3) 大修中应首先加强对护环处导电螺钉的密封检查，切断转子漏氢的源头。其次，检查滑环处导电螺钉及汽端中心孔堵板的密封情况，把好转子漏氢的第二关。最后通过在转子励端中心孔堵板处通入干燥清洁的压缩空气，用无水酒精滴在导电螺钉部位的方法进行检查。密封试验合格后，回装转子励端中心孔堵板，应确保此处严密不漏。 4 氢气冷却器 (1) 氢气冷却器是氢气可漏点最多的设备，结合面的每一条螺丝及每根铜管都有漏氢的可能，因此应重点检查，并单独进行水压试验。试验压力为0.5 MPa，30 min
7、不漏为合格。 (2) 检修冷风器时，应防止将水管侧小堵板装到另一侧的大堵头上，造成水短路，直接将一组冷风器退出，影响发电机的冷却效果和出力。 (3) 防止局部水短路。在更换水管侧大堵头和小堵板的密封垫时，应防止进、出水室的密封垫压不到位，或是上下水室分割面端部不平，造成进出水的局部短路，影响发电机冷却效果。另外，更换的水室密封垫厚薄应适当，避免由于冷风器整体长度的变化造成在回装冷风器堵板时密封不严。 (4) 减少冷风器的漏风率，提高冷却效果。检修中应检查挡封条，损坏的要及时更换。 (5) 检修时放在室外的冷风器，应做好防尘措施，防止散热片受到污染。另外，对于冷风器散热片表面的油污可用高温热蒸汽
8、吹净，效果很好。 (6) 对于冷风器铜管结垢可以通过酸洗清除。 (7) 冷风器铜管漏氢有2种检查方法。当进水区的铜管漏氢时，可用测氢仪在冷风器排气孔处测量。当出水管处漏氢时，可在冷却水的排水处测量。确定具体的泄漏铜管，可用肥皂水进行。对发现漏氢的铜管，可在该铜管两侧打入铜楔将该管道隔离。 5 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) 重点检查发电机底部的氢管道法兰，法兰密封垫应使用耐油橡胶。大修时，一次管路中的密封垫最好全部更换，确保大修周期内严密不漏。 (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，
9、防止因管道之间相互磨擦，造成管壁局部变薄而泄漏。 (4) 氢气置换站管路改进时，应用无缝钢管，严禁使用铸铁管件，并且管路连接尽量使用焊接方式。更换的管道较长时，在投入运行前应用二氧化碳将管内的空气排出。 (5) 大修时必须对所有氢管路阀门进行解体检查，单独进行风压试验。可在与发电机本体氢气系统直接连接的阀门前加装一道备用门，正常运行时，备用门常开，当原有阀门及后续管路出现缺陷时，可关闭备用门，进行隔离。 6 整体气密性试验 (1) 大修结束之后，应进行发电机整体密封试验，此时密封油系统应经试验正常并投入运行。试验时通入发电机的压缩空气应先通过空气干燥器，必须是干燥清洁的。 (2) 发电机的查漏
10、，可用肥皂液涂刷，通过观察气泡来进行，所用肥皂液的稀稠度应适当。重点应检查在运行中不能检查到的或不能处理的部位，如发电机套管、发电机母线处的法兰等部位。 (3) 所有漏点处理之后，需对发电机进行静态下充压缩空气的查漏试验，试验压力为0.2 MPa，试验时间为24 h。查漏不要与冷风器通水试验同时进行，以免由于温度的不正常变化造成误判断。 (4) 在额定氢压下，以机组转动24 h的全部漏氢量不超过发电机气体总容积的5%为合格。 7 氢气系统的运行监督 (1) 发电机运行中应保持额定氢压，当出现漏氢量异常增大时，应查找漏点。不得用降低氢压作为减少漏氢的手段。 (2) 氢气的纯度和湿度是保证机组安全运行的重要参数，运行中应严格把关。 (3) 发电机内氢气纯度应大于96%，气体混合物含氧量小于1.2%，露点温度控制在-2515。(张振江，贺胜利)