某电厂#7机组为日本富士电气公司制造的全密封氢冷发电机组，型号为GTHDD582/71-2，额定功率为600MW。在大修完成并网运行一个月后，发电机补氢量逐渐上升并超出厂家设计标准，还发现主油箱排烟风机出口带氢气的异常。
摘 要：发电机漏氢的途径很多,归纳起来有两种,一是漏到大气中;二是漏到发电机油水系统中和封闭母线的外壳内。前者可通过各种检漏方法找到漏点而加以消除,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;后者属于“暗漏”,漏点具体位置不明,检查、处理较为复杂,如氢气通过密封瓦漏入密封油系统、通过定子线圈漏入定子冷却水系统等。检修过程中应对定子绕组水路和转子的严密性要进行严格控制,密封油系统的差压阀必须保证动作准确、灵活、可靠;运行中要注意监视密封油温,且确保密封油压与发电机内氢气压力的压差维持在规定范围内;保证密封油的清洁度,避免密封瓦磨损而导致间隙增大,从而使漏氢量增大;发电机长时间运行后,可能会出现线棒与水接头钎焊处渗漏或空心线损坏,以及氢气冷却器水侧泄漏等现象。这也将导致漏氢量增大,甚至发生事故,所以必须注意发电机的漏氢,以便及时处理。
关键词：快速发表核心论文,600MW汽轮发电机,漏氢,治理
经过组织人力排查分析，发现是由于发电机机端大端盖水平结合面密封胶不足，引起氢气内漏到发电机轴承箱中，造成漏氢量增大。并且在排查过程中还发现了环形油箱排烟风机入口管由于安装错误，坡度装反的隐患，环形油箱排烟风机入口管内因坡度装反而被积水堵塞，导致环形油箱内的氢气无法正常排出，而氢气溶解到润滑油中，通过主油箱排烟风机排出。最后，经过对发电机机端大端盖密封槽重新打胶及环形油箱排烟风机入口管坡度更改后，氢气系统恢复正常运行。
一、单流环式密封油系统的氢气损耗
单流环式密封油系统主要由以下设备组成。第一，密封油泵：两台交流密封油泵及出口调压阀、一台直流事故密封油泵及出口调压阀。第二，密封油冷油器、滤网、差压阀、流量调节阀。第三，油箱：环形油箱、排烟风机、氢侧回油中间油箱、真空油箱。第四，抽真空设备：真空泵、汽水分离器。第五，其他：隔离阀、安全阀、减压阀等阀门以及管线、仪表等。
与双流环式密封油系统相比较，单流环式密封油系统优、缺点。优点：密封瓦结构简单、系统组成简单、操作及调整简单、真空油箱有净化密封油质的作用、对氢气品质影响小等。缺点：可靠性略低、耗氢量大。
正常情况下，单流环式密封油系统氢气主要从以下两个地方损耗掉。一是氢侧密封油：氢侧密封油回到消泡箱→中间油箱→真空油箱→真空泵→大气。真空油箱除了作为密封油回油缓冲容器外，还有除去回油中溶解的各种气体与油中水份，其中最主要的是氢气，通过密封油真空泵排出到大气。此部分占耗氢量较大。二是空侧密封油：空侧密封油回到环形油箱→环形油箱排烟风机→大气。油中所溶解的氢气通过环形油箱排烟风机中排出到大气。此部分占耗氢量较小。按照富士公司的设计规范，发电机日均耗氢量必须在24NM3/日以下，机组投产后实际耗氢量约在17～18 NM3/日。
二、氢气系统漏氢分析及处理
1.漏氢原因排查过程
第一，#7发电机在机组大修后调试期间进行了空气严密性试验，试验合格，泄漏量符合厂家要求。
第二，在机组并网运行一个月后发现补氢量逐渐上升，并且日均补氢量超过24NM3/日，最高达39NM3/日，已超出了厂家的设计范围。
第三，对氢冷器、闭冷水箱、发电机出线等处检查，以及对氢气系统、密封油系统的阀门、法兰结合面等检查，未见明显漏氢点。
第四，发现发电机靠励磁机侧的大端盖螺栓结合面可以测量到氢气，经给励侧端盖密封槽注胶后，漏氢消失，此现象之后又再发生过两次，但每次注胶后螺栓漏氢又恢复正常，但总的补氢量没有明显减小。
第五，继续排查发现主油箱排烟风机出口可以测到约0.7%的少量氢气，而环形油箱排烟风机出口却测量不到氢气含量。分析认为发电机轴承座中聚集的氢气含量可能过多，密封油空侧回油和轴承润滑油在环形油箱中混合后，由于氢气无法从环形油箱排烟风机排出，使润滑油中溶解的氢气增加，环形油箱中的油回到主油箱后，所溶解的氢气通过主油箱排烟风机出口排出。
第六，拆开环形油箱至排烟风机入口管法兰，确认环形油箱内氢气含量高。
第七，拆开环形油箱排烟风机入口阀法兰，发现其水平入口管底部被积水堵塞。
第八，继续检查发现环形油箱入口管坡度装反(环形油箱侧管道高，而排烟风机侧管道低)，造成入口管的积水无法流回环形油箱中(积水是由于润滑油箱水份增大时水汽积累形成)，导致环形油箱中的氢气无法通过其自身的排烟风机排出。
第九，临时采用人工抽吸的方法，将环形油箱排烟风机入口管积水抽掉，之后环形油箱排烟风机屋顶排放口可以正常测量到氢气，而主油箱排烟风机屋顶排放口氢气含量也降低到零。
2.漏氢处理
第一，利用机组停机机会，对环形油箱排烟风机入口管进行了坡度更正(改为：环形油箱侧管道低，排烟风机侧管道高)，以便管内积水返回，并且增加了疏水罐及放水阀，管路积水可以通过该放水阀定期排放。
第二，利用其他机组的发电机大修解体的机会，现场分析认为发电机两侧大端盖的上/下结合面的密封槽如果密封胶不足，也有可能引起氢气通过此密封槽内漏到发电机轴承箱内，再经过环形油箱排烟风机排出到大气。
第三，发电机大端盖圆周方向与水平方向结合面的密封槽是相连通的。虽然之前只发现靠励磁机侧的大端盖螺栓外漏氢气，但注胶后系统的漏氢量仍然很大。而靠汽轮机侧的大端盖因其螺栓未发现氢气外漏，所以未对其密封槽补充注胶。最后，研判为靠汽轮机侧的大端盖水平结合面的密封胶可能存在不足，有氢气从水平结合面的密封槽漏到机端轴承箱中。
第四，结果。经过对靠汽轮机侧的大端盖密封槽注胶后，漏氢量恢复到大修前的正常水平，日均耗氢量为17～18 NM3/日。
三、结语
由于发电机氢气系统管阀较多，可泄漏点也相对较多，查漏较困难。如果运行中发现发电机补氢量明显增大时，必须立即组织排查。笔者通过对单流环式密封油系统的发电机漏氢大异常进行了分析和总结，以希望提供给同类型氢冷发电机组漏氢排查时作为经验参考。
参考文献：
[1]居广忠.关于背压式汽轮发电机组和抽汽式汽轮发电机组联合运行的经济性分析[A].新能源与可再生能源的开发与利用——江苏省能源研究会第五届会员代表大会暨第九届学术年会论文集[C]. 2003
[2]徐基琅,韩玉峰,宋向东.汽轮发电机组碰磨振动现场诊断刍议[A].2003大型发电机组振动和转子动力学学术会议论文集[C].2003
[3]杨哲.汽轮发电机组摩擦振动问题分析[A].广东省电机工程学会2003-2004年度优秀论文集[C]. 2005
