浅析发电机漏氢常见原因及防范措施

浅析发电机漏氢常见原因及防范措施

康文龙杨翔胜

中海油珠海天然气发电有限公司，广东珠海519050

摘要：发电机组冷却的方式主要有水冷，油冷，氢冷等。由于氢的密度小，能量损耗低，而且氢的导热效率高，冷却效果好。然而，发电机漏氢会对整个发电机组的正常运行产生影响，为此，本文通过对发电机组产生漏氢的原因进行分析，并提出相关的防范措施，为氢冷发电机的漏氢防范提供借鉴。

关键词：发电机；漏氢；原因；防范措施

近期某发电厂#3发电机漏氢量有所增加,虽然没有超过规程规定的14m³/天,但也较之前有所增加。为了防止漏氢量进一步加大,同时也为查找漏氢原因理清思路,本文对发电机漏氢常见原因分析及防范措施进行整理。

1发电机漏氢部位

发电机检查漏氢部位时，首先对其冷却系统本体结构的检测，其次是对发电机外部的辅助系统的检测。发动机冷却系统的本体包括：油路系统，该系统主要由密封瓦、氢侧回油管和油管接头等组成；发电机组冷却系统，即氢冷系统；氢密封系统等。发电机外部辅助系统主要包括：气体调节阀门、气体检测压力表；油侧端与氢侧端的差压调节系统；油氢分离器；氢气干燥器；氢气纯度检查装置；绝缘过热检测装置等。通过对这些设备及系统的检测，一一排除，最后查出泄露原因，并采取措施进行防范。

2发电机氢气泄漏原因分析

2.1发电机密封油系统方面

氢冷发电机组的密封形式主要是油密封，其密封属于单流环式，在检查发电机氢泄露时，可首先观察油氢差压压力表，油侧端与氢侧端的压差是通油氢压差调节阀，对整个油压系统进行自动控制，一般油氢压差需要保持在0.06±0.02MPa范围内。然后检查油封瓦的密闭性，油封瓦是密闭氢气的关键零件，是检查发电机漏氢的首要零件。发电机油路系统通过密封瓦分为氢侧和空侧，两侧公用进油路，而回油路主要分为两路，一路是氢侧回油，另一侧为空侧回油。氢气回路和空气回路在油封瓦中被分开，实现独立的循环油路系统。

油封瓦处发生氢气泄露的原因分析，油封瓦的密封，是通过密封条进行密封的，如果密封条出现质量不过关，或者密封条出现老化都会造成油封瓦漏氢；密封瓦受损或变形也会造成油封瓦漏氢；如果密封瓦和与其配合的轴径之间的配合间隙过大，同样会造成漏氢；密封瓦失效，氢侧油路与空侧油路发生油窜现象，并引发漏氢，氢气会通过密封瓦泄漏到外端的轴承座内，空侧的密封油流道回油箱；如果密封垫或注胶密封遭到破坏，同样会造成氢气通过密封瓦漏至外端轴承室。

2.2氢气冷却器方面

造成氢气冷却器漏氢的主要原因有：1）氢冷器内管子漏氢；2）氢气冷却器与发电机组连接时，螺栓未拧紧或螺栓拧紧时紧固方法不对造成力矩堆叠，使装配面发生错位，造成漏氢；3）氢气冷却器与发电机组之间的密封垫，受温度及长时间运动的影响，产生老化使材质失效，造成漏氢；4）氢气冷却器内部的铜管腐蚀后出现漏氢。

图2发电机内部氢气冷却器示意图

2.3发电机机壳结合面方面

与发电机机壳相连的主要零件有各类端盖，套管法兰、套管台板和进出风温度计等。这些零件都是通过螺栓紧固实现，与发电机主体固联的。当固联的结合面螺栓紧固不到位，或紧固时未按照标准的螺栓紧固作业规范进行连接，均会造成漏氢情况；一般在结合面都会组装密封垫和密封填料，如果密封垫出现老化或密封填料出现变质老化也会造成漏氢。

2.4转子漏氢

转子漏氢的主要原因是取决于转子自身的结果特点，由于发电机的励磁线圈的引线是从转子的中心穿出。如果没有将安装电机转子励磁线圈引线的螺栓，会导致密封的效果差，转子泄漏会出现漏氢的情况。

2.5热工测温元件接线柱板

发电机工作过程中，会产生热，这种热能会影响发电机的正常运转，因此，为了实时检测发电机工作时的温度变化，在发电机上安装热工测温元件。这种元件主要结果为锥形，可以很好地与橡胶绝缘套连接，而且能够实现接线柱对地绝缘性和对氢气的密封性要求。然而在发电机进行维修时，发展锥形绝缘套会出现挤压变形，再经过高温的油液侵蚀使橡胶老化严重，从而造成漏氢。

2.6发电机外部附属系统的漏氢方面

在氢气管道安装或阀门法兰安装时，发电机外部附属系统就会出现漏氢主现象，主要原因是由于螺栓安装不到位，螺栓紧固未按照螺栓紧固作业规范进行操作，造成系统密封效果差，从而导致漏氢；在进行接头或阀门连接时，接头连接不严或阀门未关紧，等都会引起漏氢，而附属系统中，主要通过接头连接的有油氢分离器、氢器干燥器、压力纯度检测装置、绝缘过热检测装置等；阀门主要包括排空阀，压力纯度检测装置取样阀等。

3发电机漏氢防范措施

（1）时刻关注油氢压差压力表，如果油氢压差偏离0.06±0.02MPa的压力，就需要通过调整密封油氢压差调节阀，使油压趋于稳定。如果油氢压差调节系统出现漏氢现象，需要通过调整密封油的调压阀门减小漏氢，保证系统压差正常。

（2）对发电机通过螺栓紧固和注胶紧固的地方，及时进行检修，发现螺栓松动的就进行紧固，需要注胶的及时补胶，保证系统密封性能。发电机组主要采用螺栓紧固或注胶的地方有端盖、阀门法兰和管道排污管等。通过对这些地方进行检修，及时补漏氢。当对发电机组停机大修时，要系统全面的对这些地方进行检查，并采取永久性措施，实现发电机组的密封。

（3）对发电机组的密封瓦出现卡顿时，及时拆除密封瓦的挡油圈，并通过检查孔检查。如果检查不能查明原因时，需要通过置换气体，并将发电机密封瓦座拆卸下来，然后测量密封瓦轴向及径向尺寸，判断尺寸间隙是否超差，如果超差就需要更换密封瓦。在这里需要注意的是，检查密封瓦时，需要机后进行检查、修复或者更换处理。如果密封瓦密封的垫出现老化或者破损，同样也需要停机后进行检查和注胶更换。

（4）当检查发电机时，如果氢冷器出现漏氢现象，首先使发电机停止工作，然后对油冷器的分管进行检查，如果发现少量管子出现漏氢，则通过堵管；如果检查发现大量的分管出现漏氢，则需要通过换氢冷器，并对其他组氢冷器进行防腐处理，保证氢冷器密封性。

（5）当检查发电机时，如果发现热工测温元件接线柱板出现氢气泄漏时，首先更换其接线盘，并换成带航空插头的接线盘，再更换密封圈，并换为O型密封圈，然后在进行检测，如果不漏氢，证明排查正确处理得当；如果发电机转子励磁线圈引线的紧固螺栓处，出现氢气泄漏时，首先使发电机停止工作，然后对发电机的密封件及密封填料进行检查，对做好及时更换的准备。

（6）在对发电机外部附属系统进行检查时，首先通过氢气检测仪进行检查，还可以通过肥皂水进行气体泄漏检查，当发现泄漏点时，及时进行处理，确保外部附属系统的气密性。

4结语

在发电机工作过程中，有许多因素会导致氢气泄漏，本文中讲到的氢泄漏处理的原因和方法只是实践中的一些经验教训。为确保发电机安全稳定运行，必须通过先进的检测手段，密切观察不同参数的运行情况，对出现的漏氢情况及时采取相应的对策，及时消除隐患，提高发电机的安全性，稳定性。

参考文献

[1]孔德丰，张中琼.发电机安装漏氢量控制[J].城市建设理论研究，2012，25.

[2]孔令军，岳啸鸣.氢冷发电机漏氢分析及防范措施[J].河北电力技术，2011，06.