330MW发电机组漏氢分析及处理.docx

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1、33 0MW 发电机组 漏氢分析及处理摘要：针对国家能源菏泽发电#5 发电机消灭大量漏氢的问题，对发电机氢气泄漏的缘由进展了深入探讨，通过对氢气系统、密封油系统和密封瓦构造进展分析，查找解决问题的方法，对系统设计和运行中存在的问题和隐患进展了改造及优化调整, 由此总结出一套查找治理漏氢点的方法，使发电机补氢量稳定在优良范围内。关键词： 330MW 汽轮发电机组 漏氢 处理0 引言漏氢量是氢冷发电机组的主要技术指标之一。大量漏氢会导致氢压下降，影响发电机冷却，从而限制发电机带负荷。漏氢给安全生产带来极大的安全隐患， 漏氢严峻时可能造成发电机四周着火，甚至引起氢气爆炸，造成发电机损坏以致机组停机。

2、因此，必需足够重视机组漏氢问题并消退。1 设备概述：国家能源菏泽发电#5 发电机由东方电机股份制造，发电机为两极三一样步沟通发电机。发电机承受水/氢/氢冷却方式，定子绕组为直接水 冷，定、转子铁芯及转子绕组为氢气冷却，密封油系统承受单流环式密封瓦。氢 气由装在转子两端的单级螺桨式风扇强制循环，并通过设置在定子机座顶部两组 氢气冷却器进展冷却。氢气系统由发电机定子外壳、端盖、氢气冷却器、密封瓦、密封油系统以及氢气管路构成全封闭气密构造。发电机型号：QFSN-300-2-20B； 额定功率：353/300 MVA/MW；最大连续功率：388/330 MVA/MW；额定电流： 10189 A；额定氢

3、压：0.25MPa。2 现状调查2023 年 9 月份以来，#5 发电机补氢量明显增大，通过对#5 发电机补氢量跟踪统计，2023 年 9 月#5 机组补氢量统计列表如下：日12 期日日3456日日日日78911日日日0 日1 日补氢量1m3410 9.615.4106.818.44111.291.82.61日21期日3 日11 64 日5 日日111 97 日8 日日12220 日1 日2 日补氢量1m301.218.218.2108.21120 40 9.612日32期日4 日22 75 日6 日日2322 038 日9 日日1 日补氢量1m309.6210108.21124415 月份3

4、60平均日 补氢11.61补氢量量m3m3由以上统计得出#5 发电机补氢量平均每天高达 11.61 m3，超出国家标准及我公司标准10m3/天，不但影响机组的经济性，还严峻威逼了发电机组的安全运行。3 发电机漏氢量超标的危害：3.1 不能保证发电机额定氢压，从而影响发电机的出力。3.2 损坏发电机定、转子绕组绝缘，严峻时引发相间或对地短路事故。3.3 消耗氢气过多，补氢操作频繁，运行本钱高。3.4 发电机系统可能着火、爆炸，简洁造成人身损害和设备严峻损坏。4 发电机漏氢的途径：4.1 从氢冷发电机的漏氢部位可分为两局部：一是氢冷发电机内部本体构造部件的漏氢，二是发电机外部附属系统的漏氢。氢冷发

5、电机本体构造部件的漏氢可分为水电连接收和发电机线棒的水内冷系统；发电机密封瓦及氢侧回油管接头的油系统；发电机氢气冷却器的循环水系统；发电机人孔、端盖、二次测量引出线端口、出线罩、氢冷器法兰等氢密封系统。发电机外部附属系统的漏氢包括氢管路阀门及表计、油氢差压调整系统、氢器枯燥装置、氢湿度监测装置、绝缘过热检测装置等。4.2 依据漏氢的根源和途径的不同，漏氢又可分为内漏和外漏，氢气直接漏到大气中称为外漏，外漏点比较直观易查找和处理；氢气通过其它介质和空间泄漏掉称为内漏，如氢气漏入发电机密封油及内冷水系统，内漏一般不易查找和处理。5 觉察的问题及处理方法5.1 密封瓦的间隙不符和设计标准5.1.1

6、密封油系统的运行方式#5 发电机密封油系统承受单流环式密封瓦，其正常运行方式如下：轴承润滑油供油 真空油箱主密封油泵或备用密封油泵 滤油器 油氢差压阀 发电机密封瓦 氢侧排油空侧排油不经过回油扩大槽和浮子油箱直接回空气抽出槽密封油回油扩大槽 浮子油箱 空气抽出槽 轴承润滑油排油 汽机主油箱。由于氢冷发电机的转子轴伸必需穿动身电机的端盖，因此，这部份成了氢内冷发电机密封的关键。密封油将油供给给轴密封瓦上的环状配油槽，油沿转轴轴向穿过密封瓦内径与转轴之间的间隙流出。假设这个油路中的供油油压在密封瓦处恰好相等，油就不会在配油槽之间的间隙中窜流。通常只要密封油压始终保持高于机内气体压力，便可防止氢气从

7、发电机内逸出。氢侧排油则将沿轴和密封瓦之间的间隙流向氢侧回油扩大槽并最终流入主油箱，而空侧排油则将沿轴和密封瓦之间的间隙流往轴承侧，最终也流入主油箱，从而防止了空气与潮汽侵入发电机内部。5.1.2 发电机密封瓦与轴系间隙大2023 年 3 月份#5 机利用停机时机对发电机密封瓦工作状况进展测量测评， 检查觉察励端密封瓦磨损严峻，氢气通过轴系及垫片泄漏，解体后分析#5 机漏氢的缘由如下。（1） 瓦座密封条质量有问题造成密封条老化，是瓦座漏氢的主要缘由。（2） 瓦座密封槽尺寸和图纸尺寸要求偏差大，造成密封条和密封槽不匹配， 密封不严，形成漏点。（3） 密封瓦和轴颈损伤造成密封瓦间隙过大，是造成漏氢

8、的又一缘由。5.1.3 检修处理措施（1） 经过调研选择信誉度高、质量过关并经多家电厂使用无问题的密封瓦厂家。（2） 细心测量认真核算，选择最正确协作的密封条。（3） 将损伤的轴颈进展电刷镀处理，对发电机密封瓦进展细心刮研，使空、氢两侧间隙及接触面在标准范围内，并通过三级验收合格前方可安装。（4） #5 机励端密封瓦及垫片检修后，调整励端密封瓦块最正确工作位置，使发电机密封瓦间隙及油档间隙符合厂家设计标准，使发电机漏氢得到明显改善。经做发电机气密性试验合格，到达良好标准。5.2 密封油系统运行参数偏离正常值正常运行中，密封油油氢差压应维持在 0.056MPa正负 0.02Mpa，密封油油氢差压

9、阀调整性能差，油氢差压变化大，致使漏氢量增大。通过对#5 机密封油系统运行参数的监视跟踪记录分析，觉察密封油油氢差压不稳定，依据密封油油氢差压变化，分析其变量与补氢量的对应关系。经过分析， 汽轮机密封油油氢差压阀调整性能差，不能适应变负荷要求,2023 年 3 月份利用 大修时机，对密封油油氢差压阀进展了更换，提高了密封油油氢差压阀调整性能， 使#5 发电机漏氢得到缓解。5.3 定冷水系统引线末端和出线套管密封圈老化损坏2023 年 1 月，从漏氢检测仪显示发电机定冷水箱处含有氢气，当时氢气含量为 1.3，为了确证这一点的漏氢状况，我们使用便携式氢气纯度从定冷水箱取样管口处取样化验，含氢量是

10、1.4，到 2023 年 2 月定冷水箱含氢量最大到达 6，确证水箱含氢后，这期间我们屡次加强现场跟踪记录，并通过试验分析得到确认。5.4 氢气系统管道、阀门、法兰、活接及关心设备等存在漏点通过对#5 机氢气系统进展认真排查，觉察以下位置存在较严峻的漏氢： 1 #5 机氢气系统 A、B 氢气去湿装置内三通阀处；2#5 机 A、B 侧氢气枯燥器油水分别器排污管连接处；3#5 机 A、B 侧氢气枯燥器油水分别器排污门内漏；4#5 机氢气系统 A、B 氢气去湿装置内排污阀内漏；5#5 机氢气系统压力变送器法兰处。针对以上漏点，通过检修人员消缺，漏氢问题根本都能解决，但 随着时间的推移，很可能再次消灭

11、泄露状况，需要运行人员常常加强监视和检查。6 漏氢的综合治理6.1 加强发电机氢气系统、密封油系统的运行维护6.1.1 每天对发电机本体和氢气系统管道、阀门、法兰、活结等处进展漏点 检查，并对密封油油箱排烟风机出口、主油箱排烟风机出口、定冷水箱排气口氢 气含量测量，定期对发电机底部排污，检查冷却水系统有无泄漏。一旦觉察特别， 马上查找缘由并准时进展处理。6.1.2 做好氢冷器运行参数的检查调整，维持氢温在 3546之间，觉察特别准时分析缘由进展处理。6.1.3 发电机额定氢压为 0.25MPa，氢压降低至 0.238MPa，应准时进展补氢。假设氢压下降较快，应马上查找缘由，堵塞消退漏点。6.2

12、 在备件上严把质量关#5 发电机漏氢事例究其根本缘由多消灭在备件质量上，一是线棒连接收质量存在压接问题，二是密封瓦座密封条过早老化失去弹性所致，三是密封油油氢差压阀调整性能差。所以治理漏氢首先要从备件的质量上入手，多调研国内其它电厂所用备件和密封件的状况，将好的品牌备件的厂家登记来，使之所供备件真正做到品质优良适合本厂发电机所需的工况备件，在备件上作到“该换必换、换必换好”。6.3 制定详尽的漏氢处理方案发电机漏氢治理不仅要从运行中认真查找漏点、依据漏氢的状况分析漏氢部位,而且修前制订出具体的处理预案,作到“解体前有目的,回装中有重点”。正是由于在停机前围绕漏氢状况作了大量的工作，所以在检修过

13、程中顺当找到漏氢根源，真正处理好了这些漏点，真正作到检修有的放矢，即缩短检修工期，又保证了检修质量。6.4 在处理漏氢中对每个密封点实行严格把握在发电机检修中着重留意一些解体中简洁无视的隐蔽密封点，即密封 “死点”，特别是在正常运行中查不到的部位，如汽、励端瓦室中的瓦座结合缝， 发电机引出线套管法兰以及氢管路的密封等等。千万别因抓进度而无视这些点的 检修，要记住任何密封件都会老化，一旦运行中出问题再去处理将会损失很大， 处理起来也很麻烦，切不行疏忽大意。6.5 机组检修后对发电机进展整体气密试验从发电机到密封油装置之间的管道在现场全部安装完毕之后，但凡有可能充有氢气的管道，尤其是扩大槽到回油箱

14、的管道，必需经过严格的气密试验。通过试验检验发电机线棒和线棒接头、水电连接收、引出线的连接局部等的气密性，检验发电机转子导电杆的严密性，检验氢冷器水管以及水管和管板胀口的严密性，检验发电机全部静密封点及密封瓦的密封性试验，保证整体漏量符合标准。7 处理效果和经济分析7.1 依据5 机密封油参数调整进度表对发电机本体和氢气系统管道进展漏点排查治理以及对密封油、氢气系统参数优化调整，同时对#5 发电机励端密封瓦及油氢差压阀进展更换，至 4 月份#5 机漏氢量明显下降。2023 年 4 月份#5 机补氢量统计如下表：11日12345678901期日日日日日日日日日日日补氢量m3106.81009.6

15、1100008.24日1期2 日1111183 日4 日5 日6 日7 日122210129 日日日日日补氢量m31006.81009.6100004日2期3 日22224 日5 日6 日7 日22398 日0 日日补氢量m319.61006.819004.84 月份补氢量m3197.2平均日补氢量m35.977.2 效益分析7.2.1 效果比照措施实施前：#5 发电机平均补氢量为 11.61m3/天措施实施后：#5 发电机平均补氢量降至 5.97m3/天#5 机氢气消耗量明显降低，每天可节约补氢量： 11.61-5.97=5.64 m3/天；如#5 机组每年按运行 300 天计算，每年可节约

16、氢气： 5.64X300=1692m3；按本钱 25 元/ m3 氢气计算，每年可直接节约资金： 1692X25=42300 元7.2.2 间接效益成功地检修一次发电机，综合彻底地治理好发电机漏氢，在检修周期内少发生一次发电机非停，经济效果格外可观。假设一台发电机因漏氢的一次非停按抢修 10 天计算，直接由少发电量造成的损失约 500 万元，检修的人力物力投入约 15 万元，成功检修削减一次非停总价值约 515 万元，更为重要的是#5 机补氢量到达了优良标准，消退了漏氢量大可能造成氢气系统着火爆炸的安全隐患， 避开了可能导致人员损害和发电机组损坏恶性事故的发生。1.完毕语发电机组氢油水系统中，

17、设备的安全牢靠运行是削减漏氢的根底，这需要检修人员加强对设备的保养和维护，从源头上将漏氢风险降到最低。运行人员加强设备巡回检查，提高监盘质量，能准时觉察氢气系统中各参数的特别，觉察漏氢后能准时、快速的查到泄漏点，并联系检修处理，这是削减漏氢的关键。通过发电机漏氢的分析和争论，总结出一套治理漏氢的措施和方案，保证发电机组的安全稳定运行，并为其他同类型的机组供给了确定的借鉴。【参考文献】【1】汽轮机发电机故障检查分析与预防【M】中国电力出版社出版， 2023。【2】汽轮发电机及电气设备【M】中国电力出版社出版，1998。【3】赵希正电力行业节能减排的现状及对策【J】中国核工业，2023。【4】国家能源菏泽发电 330MW 汽机运行规程、国家能源菏泽发电技术资料，2023E 版。【作者简介】刘凤国，男，工程师，国家能源菏泽发电发电部三期运行机组长， 2023 年 7 月毕业于山东省电力学校发电厂热能动力设备专业，安排至国家能源菏泽发电工作至今，从事电力生产集控运行工作二十多年，具有丰富的生产运行阅历。