朱勇

摘 要：本文簡(jiǎn)述了哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司生產(chǎn)的QFSN-600—2YHG型電站用600MW水氫冷汽輪發(fā)電機(jī)組出線盒漏氫的原因，并對(duì)漏氫原因進(jìn)行分析，找出了徹底解決出線盒漏氫治理的方案。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)組；出線盒；漏氫；原因；處理方法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.007

1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

某電廠#1、#2機(jī)組為2臺(tái)亞臨界600MW機(jī)組，#3機(jī)組為超臨界600MW機(jī)組，三臺(tái)機(jī)組的發(fā)電機(jī)均為為哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司生產(chǎn)的QFSN-600—2YHG型電站用600MW水氫冷汽輪發(fā)電機(jī)組，該電機(jī)采用水氫氫的冷卻方式。定子繞組為水冷，轉(zhuǎn)子繞組為氫氣內(nèi)冷，鐵芯為氫氣外部冷卻。范圍包括主機(jī)和輔機(jī)兩大部分。主機(jī)部分包括發(fā)電機(jī)及刷架隔音罩裝配；輔機(jī)包括外部氫氣控制系統(tǒng)、外部密封油控制系統(tǒng)、繞組冷卻水控制系統(tǒng)以及勵(lì)磁控制系統(tǒng)。該電機(jī)采用水氫氫的冷卻方式。定子繞組為水冷，轉(zhuǎn)子繞組為氫氣內(nèi)冷，鐵芯為氫氣外部冷卻。在機(jī)組的啟停和運(yùn)行的工況下，發(fā)電機(jī)內(nèi)的氣體轉(zhuǎn)換、自動(dòng)維持氫壓的穩(wěn)定以及監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)內(nèi)部氣體的壓力均由氫氣控制系統(tǒng)中的氣體控制站來(lái)實(shí)現(xiàn)和保證，氣體控制站為集裝型式。另外，氫氣控制系統(tǒng)中還設(shè)有氫氣干燥器、氫氣純度分析儀、氫氣溫濕度儀等主要設(shè)備以監(jiān)測(cè)和控制機(jī)內(nèi)氫氣的純度、溫濕度等指標(biāo)以確保發(fā)電機(jī)安全滿發(fā)運(yùn)行。

在機(jī)組的啟停和運(yùn)行的工況下，發(fā)電機(jī)內(nèi)的氣體轉(zhuǎn)換、自動(dòng)維持氫壓的穩(wěn)定以及監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)內(nèi)部氣體的壓力均由氫氣控制系統(tǒng)中的氣體控制站來(lái)實(shí)現(xiàn)和保證，氣體控制站為集裝型式。

發(fā)電機(jī)內(nèi)部氫氣由裝在轉(zhuǎn)子兩端的風(fēng)扇強(qiáng)制循環(huán)，并通過(guò)設(shè)置在定子機(jī)座上部的4組氫氣冷卻器進(jìn)行冷卻。氫氣系統(tǒng)由發(fā)電機(jī)定子外殼、端蓋、氫氣冷卻器、密封瓦以及氫氣管路構(gòu)成全封閉氣密結(jié)構(gòu)。作為水氫氫冷卻方式機(jī)組，發(fā)電機(jī)漏氫，一直是困擾各個(gè)機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的一大難題。為保證發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，每晝夜（24小時(shí)）的氫氣漏量不超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)定的11m3/d，對(duì)發(fā)電機(jī)氣密試驗(yàn)的合格標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定如表1：

2 發(fā)電機(jī)漏氫狀況

某電廠#2機(jī)組自2006年投產(chǎn)，在投產(chǎn)的前幾年，發(fā)電機(jī)漏氫量都較少，在合格范圍內(nèi)。自2013年1月份開(kāi)始，運(yùn)行中發(fā)電機(jī)漏氫量開(kāi)始上升，由10m3/d逐漸上升至20m3/d，基本上每天都必須補(bǔ)充一次氫；在2013年7月份大修后，發(fā)電機(jī)進(jìn)行氣密試驗(yàn)時(shí)，計(jì)算漏氫量達(dá)到了300m3/d，使得機(jī)組不具備開(kāi)機(jī)條件，嚴(yán)重制約了公司安全生產(chǎn)，根據(jù)該電廠多年來(lái)的查找漏點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)不斷對(duì)比和查處確定了對(duì)設(shè)備外漏和內(nèi)漏的處理方案。本文對(duì)此次氫氣漏量超標(biāo)的治理過(guò)程典型設(shè)備進(jìn)行了詳細(xì)的敘述，以總結(jié)相關(guān)治理經(jīng)驗(yàn)，為今后遇到類似的技術(shù)問(wèn)題提供解決方法

3 漏氫原因分析以及處理方法

該電廠#2機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)時(shí)在漏氫量開(kāi)始上升后，檢修人員對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行整體系統(tǒng)檢漏，在對(duì)發(fā)電機(jī)本體部分氫氣密封瓦以及氫氣系統(tǒng)管道內(nèi)漏、各連接焊接部分進(jìn)行細(xì)致檢修和治理后，該機(jī)組泄漏未有明顯好轉(zhuǎn)，在對(duì)發(fā)電機(jī)各連接部分進(jìn)行深入檢測(cè)時(shí)檢修人員發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)定子與三項(xiàng)出線盒結(jié)合面在圓弧拐角處螺栓連接均有有油污滲出痕跡，用氦質(zhì)譜儀檢測(cè)后證實(shí)該處有氫氣泄漏，儀器顯示泄漏量明顯，接近該儀器設(shè)計(jì)最上限值。經(jīng)過(guò)綜合分析確認(rèn)該出線盒為主要泄漏點(diǎn)，檢修人員通過(guò)螺栓緊固和高壓注膠槍進(jìn)行密封膠注入該部件內(nèi)部密封膠槽后效果不明顯。該出線盒與發(fā)電機(jī)定子用螺栓連接，兩結(jié)合面有一密封膠槽，早機(jī)組安裝過(guò)程中，安裝單位預(yù)先填入密封膠，發(fā)電企業(yè)在機(jī)組投產(chǎn)后需定期進(jìn)行密封膠壓力注入。在運(yùn)行過(guò)程中如果該膠槽中的密封膠出現(xiàn)問(wèn)題，在進(jìn)行注膠過(guò)程中會(huì)有大量氫氣從該部位噴出，因此需密切進(jìn)行監(jiān)測(cè)，（見(jiàn)圖1）。此電廠該機(jī)組已運(yùn)行接近7年，出現(xiàn)盒結(jié)合面的密封膠為建設(shè)安裝單位注入，其后幾年檢修人員只進(jìn)行定期補(bǔ)膠，無(wú)法經(jīng)行整圈密封膠更換，由于受到機(jī)組頻繁啟停溫差膨脹以及出線罩內(nèi)部結(jié)構(gòu)安裝不合理等因素影響因此出線罩內(nèi)部密封膠已出現(xiàn)固化、失效，導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)行有效密封。

此次出線盒漏氫共進(jìn)行了3次治理：

第一次：在發(fā)現(xiàn)出線盒存在漏氫時(shí)，因機(jī)組在運(yùn)行中，故只能是對(duì)出線盒進(jìn)行注膠處理。出線盒在汽端和勵(lì)端均有兩個(gè)注膠孔，當(dāng)往汽端注膠孔進(jìn)行注膠時(shí)，密封膠根本無(wú)法注進(jìn)去，說(shuō)明汽端密封膠已完全固化；而當(dāng)往勵(lì)端注膠孔進(jìn)行注膠時(shí)，注膠槍無(wú)法穩(wěn)壓，檢查發(fā)現(xiàn)注入的密封膠從螺栓孔以及結(jié)合面漏出，經(jīng)過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)安裝單位所預(yù)先填入的密封膠與后期運(yùn)行過(guò)程中電機(jī)制造企業(yè)提供的密封膠是不同系列產(chǎn)品。從顏色和手感顆粒度上有明顯區(qū)別。通過(guò)單側(cè)注膠將舊膠全部擠出更換新膠后，發(fā)電機(jī)漏氫量有好轉(zhuǎn)，但是用儀器檢測(cè)，出線盒處仍存在漏氫現(xiàn)象。發(fā)電機(jī)整體泄漏量仍舊超標(biāo)嚴(yán)重。故擬在大修中對(duì)出線盒進(jìn)行徹底處理。

第二次：在2013年4月至7月的大修中，為徹底密封處理出線盒的漏氫現(xiàn)象，對(duì)發(fā)電機(jī)出線盒進(jìn)行內(nèi)部化學(xué)焊接處理，也即將內(nèi)部出現(xiàn)盒與發(fā)電機(jī)定子的結(jié)合面進(jìn)行封焊。但在大修后進(jìn)行發(fā)電機(jī)氣密試驗(yàn)時(shí)，發(fā)電機(jī)漏氫量達(dá)到300m3/d，較處理前大大增加，檢查發(fā)現(xiàn)大量氣體從出現(xiàn)盒的連接螺栓處沖出，對(duì)出線盒進(jìn)行注膠，效果不明顯；直接對(duì)連接螺栓進(jìn)行緊力調(diào)整，也無(wú)法完成密封；后來(lái)在螺栓頭部下面加一平面銅質(zhì)墊片，然后將螺栓緊固，靠壓縮銅墊片將螺栓孔處的泄漏點(diǎn)消除，處理完后，檢測(cè)螺栓孔處無(wú)泄漏，此處理方法只能是作為臨時(shí)性的處理辦法。

第三次：2014年1月，此機(jī)組進(jìn)行小修，在小修中，該電廠制定此次出線盒漏氫的徹底處理方案，將出線盒與發(fā)電機(jī)定子結(jié)合面密封槽內(nèi)殘留固化密封膠全部進(jìn)行更換，注入新膠后在結(jié)合面內(nèi)壁進(jìn)行氬弧焊封焊密封處理，同時(shí)對(duì)內(nèi)部由于設(shè)計(jì)或安裝原因遺留的結(jié)合面縫隙加入金屬填充物電焊密封處理。處理過(guò)程如下：拆除出線盒6.9米出線盒人孔門(mén)，將3相引出線夾板裝置拆除，人員進(jìn)入夾板裝置上方，檢查上次化學(xué)焊的效果，發(fā)現(xiàn)結(jié)合面環(huán)線位置封焊較好，但是在中間加強(qiáng)筋下方有較大間隙，當(dāng)外部注膠打到一定壓力時(shí)密封膠可從該縫隙流入出線盒內(nèi)部，這也是導(dǎo)致漏氫的主要原因之一。由于該位置位于出線盒內(nèi)部位置比較隱蔽，故上次處理未進(jìn)行焊接，因此該區(qū)域是發(fā)生泄漏的主要原因之一；此次首先是將化學(xué)焊打磨掉，在打磨前做好保護(hù)措施，防止粉塵等雜物進(jìn)入發(fā)電機(jī)定子膛內(nèi)；考慮到中間加強(qiáng)筋下方因間隙較大，無(wú)法直接進(jìn)行電焊，故在間隙處塞入一尺寸合適的圓鋼，然后上下方進(jìn)行封焊處理，同時(shí)結(jié)合面環(huán)線位置全部進(jìn)行封焊，示意圖見(jiàn)圖2。

此次處理后，在小修后進(jìn)行氣密試驗(yàn)時(shí)，對(duì)出現(xiàn)盒進(jìn)行檢漏，未發(fā)現(xiàn)泄漏點(diǎn)。

4 處理實(shí)際效果

通過(guò)第三次檢修處理，此電廠該機(jī)組發(fā)電機(jī)出線盒在進(jìn)行整體氣密時(shí)各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)優(yōu)良水平，經(jīng)過(guò)連續(xù)三個(gè)月的運(yùn)行監(jiān)測(cè)未再發(fā)生泄漏，目前機(jī)組運(yùn)行中，發(fā)電機(jī)的漏氫量為10m3/d，達(dá)到合格范圍，使該機(jī)組順利進(jìn)入集團(tuán)公司優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)機(jī)組序列。

5 結(jié)語(yǔ)

發(fā)電機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)泄漏超標(biāo)后，在對(duì)整體系統(tǒng)進(jìn)行仔細(xì)排查過(guò)程中要有針對(duì)性的進(jìn)行系統(tǒng)的分析，不能盲目的進(jìn)行簡(jiǎn)單處理，做好針對(duì)性的處理方案特別是要加強(qiáng)檢修工藝質(zhì)量，通過(guò)對(duì)設(shè)備的系統(tǒng)分析加強(qiáng)檢修工藝以及確保密封材料優(yōu)良，氫氣系統(tǒng)泄漏就能得到很好的解決和治理，很多問(wèn)題就能得到有效的解決和處理。

通過(guò)對(duì)出線盒與發(fā)電機(jī)定子結(jié)合面的封焊與密封材料的選取，徹底解決了發(fā)電機(jī)出線盒漏氫這一疑難問(wèn)題，此現(xiàn)象在同類型發(fā)電機(jī)組上普遍存在。對(duì)于剛投產(chǎn)的機(jī)組，當(dāng)發(fā)現(xiàn)此類問(wèn)題時(shí)，因?yàn)榇藭r(shí)出線盒處的密封膠未發(fā)生硬化失效現(xiàn)象，一般對(duì)出線盒進(jìn)行注膠即可進(jìn)行密封處理；而對(duì)于投產(chǎn)年限較久的機(jī)組，當(dāng)出現(xiàn)上述現(xiàn)象時(shí)，可借鑒本文所給出的處理方案進(jìn)行漏氫治理。

參考文獻(xiàn)：

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