发电机氢气系统常见泄漏原因分析及防范措施

知识点：发电机漏氢量

1、发电机漏氢的危害

　　（1）不能保证发电机氢压，从而影响发电机的出力;

　　（2）造成氢气湿度过大或发电机进水、进油，损坏发电机定、转子绕组绝缘，严重时引发相间或对地短路事故;

　　（3）消耗氢气过多，补氢操作频繁，运行成本高;

　　（4）发电机系统可能着火、爆炸，造成设备严重损坏。

2、发电机漏氢部位

　　发电机漏氢部位归纳起来讲总归有两部分;一是氢冷发电机内部本体结构部件的漏氢，二是发电机外部附属系统的漏氢。  

    氢冷发电机本体结构部件的漏氢涉及四个系统;包括：水电连接管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、手孔、二次测量引出线端口、出线套管法兰及瓷套管内部密封、出线罩、氢冷器法兰、转子导电杆等的氢密封系统。

    发电机外部附属系统的漏氢包括氢管路阀门及表计、氢油差压调系统、氢油分离器、氢器干燥装置、氢湿度监测装置、绝缘过热检测装置、油水探测器管路等。

3、发电机氢气泄漏原因分析

3.1 发电机定冷水系统方面

　　由于正常运行时定冷水压低于氢压，因此一旦发电机内部定冷水系统泄漏，这时漏氢就会产生，氢从发电机内漏至定冷水系统，造成定冷水水箱压力升高而自动从排氮回路排出。

　　主要位置及原因：定子线棒的接头封焊处定子线棒的接头封焊处漏水，其原因是焊接工艺不良，有虚焊，砂眼漏水;空心导线断裂漏水，断裂部位有的在绕组的端部，有的在槽内直线换位处，其原因主要是空心铜线材质差：绕组端部处固定不牢，产生高频振动时，使导线换位加工时产生的裂纹进一步扩大和发展;引水管漏水，绝缘引水管本身磨破漏水的一个原因是引水管材质不良，管内壁有沙眼，另一个原因是绝缘引水管过长，运行中引水管与发电机内端盖等金属部分摩擦而导致水管磨破漏水;引水管连接管螺母有松动导致水管漏水;引水管和金属压接头处存在制造缺陷，压接部分漏氢。

3.2 发电机密封油系统方面

　　密封瓦的间隙直接影响到发电机的漏氢量，密封瓦的检修是发电机检修很关键的一步，必须严格把关过程控制。发电机采用单流环式油密封，通过差压阀自动跟踪控制油压使氢油差压保持0.056±0.02MPa，密封瓦的氢侧与空侧共用一路进油，分两路回油，两股油流在密封瓦中央分开，各自成为独立的油路循环系统。

　　主要位置及原因：瓦座密封条质量有问题造成密封条老化，是瓦座漏氢的主要原因;密封瓦磨损或变形导致密封性能下降或破坏;密封瓦和轴颈损伤造成密封瓦间隙过大，是造成漏氢的又一原因;密封油系统平衡阀工作不正常情况下，如溶解大量氢气的氢侧油油压大于空侧油油压，而空侧油向外界分离并排出氢气，造成氢气泄漏;氢侧油回油箱自动补、排氢阀不正常，造成氢侧油往空侧油窜，引起较大的携带漏氢;密封瓦磨损或密封瓦卡涩造成密封油系统运行不正常、氢系统密封不足漏氢，并通过密封瓦漏至外端轴承室，空侧密封油回油箱;密封瓦支座和发电机端盖或中间环之间的密封垫子密封或注胶被破坏，同样通过密封瓦也会漏至外端轴承室。

3.3 氢气冷却器方面

　　主要位置及原因：氢冷器内管子漏氢，正常运行时氢压是大于冷却水压，这种情况下漏氢会造成氢冷却器虹吸的破坏;氢气冷却器结合面螺栓未紧固或紧固方法不对;氢气冷却器结合面密封垫老化变质失效;氢气冷却器内铜管因长期腐蚀有渗漏。

3.4 发电机机壳结合面方面

　　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等。

　　主要位置及原因：结合面螺栓未紧固或者紧固方法不对;结合面密封垫老化变质失效;密封填料老化变质失效。

3.5 转子漏氢

　　发电机转子励磁线圈引线紧固螺栓密封泄漏导致转子漏氢。发电机转子励磁线圈引线是通过转子中心从励磁机转子引来的，它在发电机转子表面存在一紧固密封点。

　　主要位置及原因：密封瓦座衬垫制作和安装工艺不良，如上下半搭接不良或装复时移位造成错口漏氢;密封瓦平行度以及密封瓦轴向和径向间隙未达到要求;发电机大端盖、中间环、密封瓦安装错位导致密封不严;发电机注胶注得不好;法兰垫子未安装好;密封面清理不彻底。

3.6 热工测温元件接线柱板

　　主要原因：发电机热工测温元件接线柱采用锥形结构，通过套在锥形接线柱的橡胶绝缘套来保证测温元件接线柱的对地绝缘性能和对氢气的密封性能。在实际检修过程中往往会造成橡胶绝缘套挤压变形，再加上锥型橡胶垫长期在发电机内受到高温和油浸的作用，非常容易老化松动，起不到应有的密封效果。

　　防范措施：将发电机热工元件接线盘更换为带航空插头的接线盘，将发电机热工测温元件接线板密封垫更换为O型密封圈，有效控制和预防发电机的漏氢。

3.7 发电机外部附属系统的漏氢方面

　　主要位置及原因：氢气管道及阀门法兰螺栓未紧固或者紧固方法不对;氢气管道及阀门法兰结合面密封垫老化变质失效;氢油分离器、氢器干燥装置、氢湿度监测装置、绝缘过热检测装置中接头不严。

4 、异常漏氢的处理措施

　　（1）密封油系统携带漏氢可以通过调整密封油运行工况来减小漏氢。调整密封油差压阀，适当增大密封油油氢压差，确保油氢差压正常。

　　（2）发电机端盖、阀门法兰以及相连的管道排污管等泄漏可以通过紧法兰、阀门更换、发电机大端盖法兰注胶等进行漏氢临时处理，可以较低负荷情况下降低氢压运行，在机组小修、大修或停机时进行彻底处理。

　　（3）密封瓦存在卡涩的可以拆除瓦上外油挡，通过密封瓦检查孔检查。如不行则需进行气体置换后解体发电机密封瓦座，测量密封瓦的轴向、径向间隙，如磨损量超出规定值，应进行更换。密封瓦磨损漏氢需停机后进行检查、修刮、甚至更换处理。密封瓦密封垫子问题也需停机后进行检查、更换、注胶处理。

　　（4）定冷水系统漏氢处理必须停机消缺。在机组运行期间保证氢水差压大于0.04Mpa以上，确保氢压大于水压，防止水漏人发电机内，同时将漏入定冷水系统的氢气引入室外，防止室内聚积发生危险。

　　（5）发电机氢冷器氢泄漏时应在停机后进行分管子查漏，如少量管子漏则进行堵管，大量管子漏则应考虑更换氢冷器，其他组氢冷器考虑做防腐处理。单个氢冷器泄漏可隔离漏氢的氢冷器，并适当降低机组负荷。

　　（6）发电机转子励磁线圈引线紧固螺栓密封泄漏需停机处理此处密封，更换其密封填料。

5 总结

　　总之，发电机氢系统涉及的范围比较广，漏氢原因较复杂，我们在分析和处理问题的过程中要不断总结经验，通过四个气密性试验把关，减少了化学制氢量，保证了机组运行安全。以上是对目前国内采用水氢氢冷却方式的发电机氢气系统经常出现的漏氢问题进行了简单的分析，希望对读者有所帮助。

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