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【摘要】：氫內(nèi)冷汽輪發(fā)電機漏氫量（率）的大小直接影響機組的安全運行，這個指標是汽輪發(fā)電機組運行的主要技術(shù)指標之一，所以對發(fā)電機組漏氫量（率）的控制很重要。影響發(fā)電機漏氫的因素很多，牽涉到制造、安裝、調(diào)試、運行等各方面，本文主要介紹益陽電廠一期工程2×300MW氫內(nèi)冷汽輪發(fā)電機組安裝階段控制其漏氫量（率）的措施和實施情況，以及實際效果。
一.概況
益陽電廠一期工程2×300MW汽輪發(fā)電機組采用哈爾濱電機廠生產(chǎn)的QFSN-300-2型發(fā)電機，該型發(fā)電機為三相隱極式同步發(fā)電機，發(fā)電機主要由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋及軸承、氫氣冷卻器、密封瓦裝置、座板、刷架、隔音罩等部件組成；采用“水氫氫”冷卻方式，即定子繞組水內(nèi)冷、轉(zhuǎn)子繞組氫內(nèi)冷、鐵芯及其它構(gòu)件氫冷。氫氣由裝在轉(zhuǎn)子兩端的漿式風(fēng)扇強制循環(huán)，并通過設(shè)置在定子機座頂部汽勵兩端的氫氣冷卻器進行冷卻。氫氣系統(tǒng)由發(fā)電機定子外殼、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)。
發(fā)電機漏氫的途徑有很多，歸納起來是兩種：一是漏到大氣中，二是漏到發(fā)電機油水系統(tǒng)中和封母外殼內(nèi)。前者可以通過各種檢漏方法找到漏點加以消除，如發(fā)電機端蓋、出線罩、發(fā)電機機座、氫氣管路系統(tǒng)、測溫元件接線柱板等處的漏氫；后者基本屬于“暗漏”，漏點具體位置不明，檢查處理較為復(fù)雜，且處理時間要長，比如氫氣通過密封瓦漏入密封油系統(tǒng)、通過定子線圈漏入內(nèi)冷水系統(tǒng)中等，為此要求在安裝階段就要特別要把好質(zhì)量關(guān)。
二.在安裝階段控制發(fā)電機漏氫的主要措施
1.發(fā)電機本體在安裝過程中必須嚴格按照制造廠圖紙說明書和《電力建設(shè)施工及驗收技術(shù)規(guī)范》（以下簡稱《規(guī)范》）做好以下現(xiàn)場試驗：
a.發(fā)電機定子繞組水路水壓試驗。該試驗必須在電氣主引線及柔性連接線安裝后進行，主要檢查定子端部接頭、絕緣引水管、匯水管、過渡引線及排水管等處有無滲漏現(xiàn)象。
b.發(fā)電機轉(zhuǎn)子氣密性試驗。試驗時特別要用無水乙醇檢查導(dǎo)電螺釘處是否有滲漏現(xiàn)象。
c.氫氣冷卻器水壓試驗。
d.發(fā)電機定子單獨氣密性試驗。試驗時用堵板封堵密封瓦座，試驗范圍包括：定子、出線瓷套管、出線罩、測溫元件接線柱板、氫冷器、氫冷器罩、端蓋、機座等。試驗介質(zhì)應(yīng)為無油、干凈、干燥的壓縮空氣或氮氣，試驗壓力為0.3Mpa,歷時24小時,要求漏氣量小于0.73m3/24h(或漏氫率小于0.3%)。
2.發(fā)電機外端蓋安裝：
a.在穿轉(zhuǎn)子之前先進行外端蓋試裝。主要檢查水平、垂直中分面的間隙，在把緊1/3螺栓狀態(tài)下，用0.03mm塞尺檢查應(yīng)不入。
b.在把合外端蓋前，應(yīng)預(yù)填HDJ892密封填料于接合面密封槽內(nèi)，然后均勻把緊螺栓。再用專用工具注入HDJ892密封膠于密封槽內(nèi)（注膠方法：選一個注膠孔開始緩慢注入，在相鄰孔流出即可。依次注入，直到全部注滿為止）。
3.氫氣冷卻器及罩安裝：
a.氫氣冷卻器罩通過螺栓把緊在定子機座上，之間的結(jié)合面有密封槽，注入密封膠進行密封，安裝完后在氫氣冷卻器罩與定子機座之間燒密封焊。
b.氫氣冷卻器裝配在氫氣冷卻器罩內(nèi)，冷卻器與冷卻器罩之間用密封墊密封，密封墊兩面均勻涂一層750-2型密封膠，氫氣冷卻器組裝前后均進行嚴密性試驗。
4.發(fā)電機出線罩安裝完后燒密封焊。
5.發(fā)電機軸密封裝配：軸密封裝置是氫密封系統(tǒng)中一個很重要的環(huán)節(jié)，本機采用雙流環(huán)式油密封，密封瓦的氫側(cè)與空側(cè)各自是獨立的油路，平衡閥使兩路油壓維持平衡（壓差小于1Kpa）；油壓與氫壓差由差壓閥控制（壓差為0.085±0.01MPa），密封瓦可以在軸頸上隨意徑向浮動，并通過圓鍵定位于密封座內(nèi)。
a.密封座水平接合面應(yīng)嚴密,每平方厘米接觸1-2點的面積不應(yīng)低于75％,且均勻分布。
b.在把緊水平接合面螺栓的情況下,密封座內(nèi)與密封瓦配合的環(huán)形垂直面以及密封座與端蓋的垂直接合面均應(yīng)垂直無錯口, 水平接合面用0.03mm塞尺檢查應(yīng)塞不進。對座內(nèi)沿軸向兩側(cè)面的檢查，可用整圓無錯口的密封瓦做平板放入其內(nèi)做涂色檢查，兩側(cè)面均應(yīng)均勻接觸。
c.密封瓦座各垂直配合面應(yīng)光潔,各油室暢通,無鐵銹、銹皮等雜物。
d.密封瓦座各把合螺孔的絲孔應(yīng)無損壞,經(jīng)試裝確認能夠把緊密封座。
e.密封瓦水平接合面應(yīng)接觸良好,每平方厘米接觸1-2點的面積應(yīng)不低于75％，且均勻分布。
f.在把合好密封瓦后,密封瓦的上、下兩半的垂直面必須在同一平面內(nèi),不得錯口。在平板上檢查應(yīng)無間隙。
g.密封瓦兩側(cè)垂直面應(yīng)光潔，表面無凹坑和裂紋，兩垂直面的不平行度應(yīng)符合圖紙要求。
h.巴氏合金應(yīng)無夾渣、氣孔，表面無凹坑和裂紋，經(jīng)檢查應(yīng)無脫胎現(xiàn)象。密封瓦油孔和環(huán)形油室內(nèi)必須光潔,無鐵屑、銹皮等雜物。
i.密封瓦與軸頸的間隙為0.23-0.28mm,間隙偏小可對密封瓦烏金進行適當?shù)木鶆蛐薰?，如間隙偏大，則更換密封瓦；密封瓦與密封瓦座的軸向間隙為0.19-0.23mm, 間隙偏小可將密封瓦上磨床研磨，如間隙偏大，則更換密封瓦。
j.組裝密封瓦時，注意辨別汽、勵兩端密封裝置,不能裝錯。在把合密封座與端蓋垂直接合面的過程中,應(yīng)不斷撥動密封瓦,保證在所有螺栓把緊后,密封瓦在座內(nèi)無卡澀。油密封裝置裝完后,各接合面螺栓應(yīng)全部鎖緊。
k.油密封裝置的油腔必須徹底清理,各油壓取樣管接頭在把緊后均不能堵塞和滲漏。否則會因為油壓測量不準而影響密封油的跟蹤調(diào)節(jié)。
6.發(fā)電機氣體管道安裝：
a.氣體管道法蘭密封墊均采用δ＝2mm的塑料王板加工。法蘭焊接時要先將法蘭螺栓緊固，然后進行焊接，避免焊接變形使法蘭出現(xiàn)張口而密封不嚴。
b.氣體管道在現(xiàn)場進行二次設(shè)計，對管道的走向進行統(tǒng)一規(guī)劃布置，保證走向合理、美觀、無∪形彎。所有氣體管道與發(fā)電機均采用焊接相連，發(fā)電機定子多余的接口用堵頭焊死。
c.氣體管道的閥門全部采用密封性能良好的隔膜閥，在現(xiàn)場進行1.25倍的水壓試驗，保證嚴密不漏。
d.氣體管道安裝完后，單獨進行氣密性試驗。
7.密封油系統(tǒng)安裝：密封油系統(tǒng)向密封瓦提供密封油，油壓必須隨時跟蹤發(fā)電機內(nèi)氣體壓力的變化（壓差為0.085±0.01MPa），且密封瓦氫空側(cè)的油壓必須時刻保持平衡（壓差小于1Kpa）。所以，密封油系統(tǒng)運行正常與否直接關(guān)系到發(fā)電機密封瓦是否能有效密封。
a.必須保證密封油系統(tǒng)的清潔度，油循環(huán)后，油質(zhì)必須達到MOOG四級以上標準。
b.密封油系統(tǒng)的管道在現(xiàn)場進行二次設(shè)計，對管道的走向進行統(tǒng)一規(guī)劃布置，壓差閥和平衡閥的引壓管走向一致且連接正確，不得有∪形彎，引壓管采用不銹鋼管，焊接時采用套管焊接，保證管內(nèi)的清潔，同時必須保證引壓管不得有任何滲漏。
c.在密封油循環(huán)階段，必須安排對密封瓦進行翻瓦清理。
8.發(fā)電機整套風(fēng)壓試驗：發(fā)電機整套風(fēng)壓試驗是發(fā)電機本體及輔助系統(tǒng)安裝完后的一次質(zhì)量大檢驗，是保證發(fā)電機漏氫率（量）達到預(yù)定目標的最后一道工序，所有造成系統(tǒng)泄漏的現(xiàn)象均必須在此階段消除。
a.試驗用氣要求為經(jīng)過凈化處理，除去油霧、水霧及雜物，保證干燥（相對濕度小于50％）、清潔的壓縮空氣。試驗時采用0.25級精密壓力表，使用氣壓表測量大氣壓力。
b.為縮小檢漏范圍，整套風(fēng)壓試驗前先對發(fā)電機氣體管道系統(tǒng)單獨進行風(fēng)壓試驗，試驗壓力0.6MPa，歷時6小時，壓力無變化（進行溫度修正后）且無任何滲漏。
c.發(fā)電機檢漏方法：初檢時使用刷肥皂液檢漏，當采用此方法不能發(fā)現(xiàn)新的漏點時，再采用氟里昂檢漏，檢查方法為：先充入3Kg左右的氟里昂氣體再充入壓縮空氣使系統(tǒng)升至試驗壓力，保持2小時，待氟里昂氣體在系統(tǒng)內(nèi)均勻擴散后，再用鹵素檢漏儀進行檢漏。
d.整套風(fēng)壓試驗盡量模擬運行狀態(tài)：密封油系統(tǒng)油質(zhì)達到要求，系統(tǒng)調(diào)試完畢，能按正常運行要求向密封瓦供油（氫側(cè)油壓與空側(cè)油壓能保持平衡，密封油壓比機內(nèi)空氣壓力大0.085±0.01Mpa）；發(fā)電機外部冷卻水系統(tǒng)投入，并控制冷卻水溫基本穩(wěn)定，使試驗時發(fā)電機內(nèi)的氣溫基本維持穩(wěn)定；氫氣冷卻器水側(cè)投入，維持一定的壓力（比試驗氣體壓力小0.1-0.15 Mpa）以減少冷卻管束脹口處內(nèi)、外壓差。
e.發(fā)電機整套風(fēng)壓試驗計算公式如下：
△V=V【（P1+PB1）/（273+t1）-（P2+PB2）/（273+t2）】×Q0/P0×24/△h
其中：△V—在給定狀態(tài)下的每晝夜平均漏氣量 m3/d
V—發(fā)電機充氣容積 取73m3；
P0—給定狀態(tài)下大氣壓力， P0=0.1MPa；
Q0—給定狀態(tài)下大氣溫度， Q0=273+20=293k；
P1—試驗開始時機內(nèi)的氣體壓力（表壓） MPa；
PB1—試驗開始時大氣壓力 MPa；
t1 —試驗開始時機內(nèi)的氣體平均溫度， ℃；
P2 —試驗結(jié)束時機內(nèi)的氣體壓力（表壓） MPa；
PB2—試驗結(jié)束時大氣壓力 Mpa；
t2 —試驗結(jié)束時機內(nèi)的氣體平均溫度 ℃；
△h—正式試驗進行連續(xù)記錄的時間小時數(shù) h；
注：大氣壓力用氣壓表測量，大氣壓力修正值的計算參考《儀器示度訂正舉例》（見附表）進行。定子內(nèi)氣體的溫度值，應(yīng)以汽、勵端、機座中間的溫度計和冷熱風(fēng)壓區(qū)中的電阻溫度計讀數(shù)平均值為準。
f.試驗時間不得少于24小時，試驗進行12小時后，即可進行計算，并畫成△V=f（△t）曲線；如果漏氣量連續(xù)三點相互間誤差不超過15%，可以認為漏氣量已穩(wěn)定，并可結(jié)束試驗，否則延長試驗時間。
g.發(fā)電機內(nèi)氣體溫度、密封油箱油位要保證維持相對穩(wěn)定，進行壓力和溫度讀數(shù)時，注意讀數(shù)務(wù)必準確，并嚴防誤操作，以保證測量結(jié)果的準確性。
三．實施情況及效果
1.實施情況：
a.在項目開工前，成立了以工程處主任為首的，由專工、主管工程師、質(zhì)檢員、班長、作業(yè)人員為成員的控制發(fā)電機漏氫創(chuàng)精品小組，并堅持每周開展活動，及時處理施工中出現(xiàn)的問題。
b.在項目開工前，先后編制了《發(fā)電機漏氫量（率）控制創(chuàng)精品措施》、《發(fā)電機安裝作業(yè)指導(dǎo)書》、《發(fā)電機定子單獨氣密性試驗》、《發(fā)電機氣體系統(tǒng)管道氣密性試驗》和《發(fā)電機整套氣密性試驗》等技術(shù)措施和作業(yè)指導(dǎo)書，并組織了詳細的技術(shù)交底，使作業(yè)人員做到了事先心中有數(shù)。
c.加強了質(zhì)量監(jiān)督和過程控制。對影響發(fā)電機漏氫的每道工序均明確責任人和各級驗收人，使每項作業(yè)均能夠嚴格按照技術(shù)措施和規(guī)范的要求進行，且所有驗收項目均按優(yōu)良標準進行驗收，這就為有效控制發(fā)電機漏氫打下了堅實的基礎(chǔ)。
d.強化了施工工藝，在施工工藝上追求精益求精。
e.制訂了嚴格的獎懲措施，加強了作業(yè)人員和各級管理人員的責任心。
2.運行效果：
a.發(fā)電機整套風(fēng)壓試驗：＃1機發(fā)電機整套風(fēng)壓時，折算為漏氫氣量為4.36m3／d；＃1機發(fā)電機整套風(fēng)壓時，折算為漏氫氣量為 3.45m3／d。實現(xiàn)了發(fā)電機漏氫創(chuàng)精品的目標。
b. #1機168小時運行時，發(fā)電機漏氫量始終低于6m3／d。
四．結(jié)束語
總而言之，影響發(fā)電機漏氫量的因素很多，在制造的過程中定子繞組水路和轉(zhuǎn)子的嚴密性要進行嚴格控制；運行時要注意調(diào)整密封油壓，使密封油壓與發(fā)電機內(nèi)氣體壓力的壓差維持在0.085±0.01MPa，并能隨時跟蹤，注意密封瓦氫空側(cè)的油壓時刻保持平衡。維持密封油的清潔度，避免密封瓦磨損導(dǎo)致間隙增大而使發(fā)電機漏氫量增大。發(fā)電機運行時間長以后，可能會出現(xiàn)線棒與水接頭釬焊處滲漏或空心線損壞以及氫氣冷卻器漏水等現(xiàn)象，這也將導(dǎo)致漏氫量增大甚至出現(xiàn)事故，所以必須采用先進的檢測手段嚴密監(jiān)視發(fā)電機的漏氫，以便及時處理。
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