浅议发电机氢气纯度下降原因及分析
摘 要：发电机在运行过程中，经常有氢气纯度降低现象发生。氢气纯度降低，严重影响了设备的寿命和运行经济性，氢气纯度降低，将导致冷却效率降低，造成机内构件局部过热，同时影响安全。氢气纯度降低的主要原因为漏氢、油气混入氢气中。氢气纯度降低导致发电机绝缘腐蚀、老化，如果不及时排出，受热产生油烟蒸汽，也会影响发电机运行。本文结合河南华润电力首阳山有限公司600MW机组对漏氢原因及处理进行分析。
关键词：发电机；氢气纯度；漏氢；分析
Abstract: During operation of the generator, often have lower hydrogen purity phenomenon. Hydrogen purity reduce will seriously affecting the life of the equipment and the run economy, lower hydrogen purity will lead to cooling efficiency, resulting in local overheating machine components, also affect safety. Hydrogen purity decreased mainly due to hydrogen leakage in the oil and gas mixed with hydrogen. Purity hydrogen to reduce the generator insulation corrosion, aging, if not promptly discharge heat generated soot steam, will also affect the generator operation. In this paper the Henan Resources Power Shouyangshan, Co., Ltd. 600MW unit to analyze the causes and treatment of the hydrogen leakage.
Key words: generators; hydrogen purity; leakage of hydrogen; analysis
中图分类号：TB857+.3文献标识码： A 文章编号：2095-2104（2012）06-0020-02
0 引言
河南华润电力首阳山有限公司公司采用的是东方电机股份有限公司生产的QFSN-600-2-22C三相同步发电机。在运行过程中，由于发电机氢气压力下降较快，为了保证氢气纯度，要频繁补氢。补氢造成运行人员操作量加大，并增加了运行成本。
1.系统简介
我司1、2号发电机采用水－氢－氢冷却方式。即定子线圈直接水冷，转子线圈采用氢冷，转子本体及定子铁芯氢冷。密封油系统采用单流环式密封。氢气由装在转子两端的风扇强制循环，由安装在发电机机座上的四组氢冷器进行冷却。另外单独设有氢气循环风机，在发电机不到额定转速的情况下进行氢气循环。在机房零米设有氢气干燥器对氢气进行干燥。氢气系统由发电机定子外壳、端盖、氢气冷却器、密封瓦、循环风机、干燥器以及氢气管路构成全密封结构。
2.发电机氢气纯度降低的原因分析
发电机内氢气纯度降低的主要原因为漏氢和油气进入氢气系统中。发电机漏氢分为外漏和内漏，外漏既氢气泄漏到大气中，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。内漏为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。
2.1.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。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条在端盖处与下端盖密封条衔接时应特别注意施工工艺。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。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。
2.2. 密封油系统
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。密封瓦座油挡是阻止密封油进入发电机的一道屏障，当其间隙过大时，不能形成有效的油膜密封，密封油会通过间隙进入发电机，引起发电机进油，空氢侧微量的串油带入空气进入发电机引起氢气纯度降低。当油挡的回油孔堵塞时，逐渐累积的润滑油沿着轴颈往发电机侧流动也是引起发电机进油的原因。密封瓦间隙的调整是密封瓦安装的一个重要步骤，间隙调整的合格与否直接影响到密封瓦的功能，径向间隙过大时密封油会大量窜油，引起发电机进油氢气纯度不合格，轴向间隙过大时，密封瓦颤动，密封瓦与轴接触磨损，导致径向间隙增大，进而引起窜油、氢气纯度下降。
2.3. 隔氢防爆风机出力不够或管道未及时排油：
隔氢防爆风机的作用是及时将润滑油中的空气、烟气抽走，当其出力不够时，空侧油中带有的空气将通过空氢侧串油带入发电机，从而引起发电机氢气纯度降低。隔氢防爆风机抽出的油烟在出口管道冷却、冷凝成油滴，累积在出口管道内，当油滴累积到一定量，而又没有及时排放时，积油会形成油封，阻止隔氢防爆风机往外排放烟气。
2.4. 平衡阀调整不均匀
平衡阀压差调整不平衡时，空、氢两侧油压存在较大偏差，当空侧压力超出氢侧压力过高时，油从空侧串入氢侧，空侧油内带入的空气在消泡箱内扩散进入氢气系统，影响氢气纯度；同时当油压差达到一定程度时，氢侧油直接进入发电机；当氢侧油压过高时，氢侧油进入空侧，引起氢侧油位降低，润滑油补入氢侧，带入空气，引起氢气纯度降低，同时氢侧油压过高，润滑油直接进入发电机。
2.5. 氢气管道及阀门
氢气管道和阀门漏气也是氢气纯度下降的主要原因之一，运行中应加以重视。重点检查发电机底部的氢管道法兰，法兰密封垫。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。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，防止因管道之间相互磨擦，造成管壁局部变薄而泄漏。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。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。
2.6. 运行控制参数
运行中参数的控制对氢气纯度也有较大影响。油温过低：当密封油油温过低时，润滑油的粘度变大，密封瓦与轴颈的接触面不能形成有效的油膜，空氢侧之间压差也随之变化，引起窜油，进而引起氢气纯度变化和油流变化。同时油温过低，润滑油不能保持合适的润滑性，可能引起密封瓦的磨损，增大密封瓦与轴的径向间隙导致不良后果。氢侧供油油压过低：氢侧油通过氢侧油泵供油，该泵出口接有再循环管道，可以调节氢侧油泵出口油压，当再循环开启过大时，氢侧供油压力降低，通过平衡阀的微调调整不过，空侧油压大于氢侧油压，进而引起发电机进油和氢气纯度降低。
3.结论：
针对发电机氢气纯度降低的情况，我司在停机检修的过程中做了大量工作，氢气纯度下降较快得到了有效的遏制。
对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进行了细致的检查，对腐蚀比较严重的密封胶垫进行了更换。
对密封瓦径向、轴向间隙、密封瓦接触处的轴颈椭圆度进行细致测量，未发现异常。
对干燥机、氢气循环风机、冷却器、防爆风机内部进行查漏，并对设备内部杂物进行清理。
对平衡阀进行校对。
对氢气系统管道阀门冲入压缩空气进行查漏，更换不合格的法兰垫片。
密封油压调整，原来运行油压为0.6MPa左右，和厂家协商后，将密封油压调整至0.8MPa。
参 考 文 献
[1]运行规程
[2]厂家说明书