摘要:氢内冷汽轮发电机为定子绕组水冷，转子绕组、定子铁芯及结构件用氢气冷却，由于氢气与空气混合在3～75％范围内都具有很强的爆炸性，故发电机运行时对其内部起冷却作用的氢气的纯度要求是很高的，一般要求在95％以上，如果一台发电机漏氢量过大，不仅对机组运行的安全性造成重大威胁，其相应运行成本也会大大增加。
关键词:发电机 漏氢量
[引言] 汽轮发电机漏氢量（率）的大小直接影响机组的安全运行，这个指标是汽轮发电机组运行的主要技术指标之一，所以在机组安装过程中对发电机组漏氢量（率）的控制显得至关重要。由于实际中影响发电机漏氢的因素诸多，主要涉及设备制造、安装、调试、运行等阶段，因此火电厂中对于发电机系统漏氢量（率）的控制一直不够理想。本文主要结合本人的施工经历与经验，对氢内冷发电机漏氢原因及主要控制措施做一简要介绍。
[正文]
1.发电机漏氢方式
1. 1漏到大气中，也就是常说的“外漏”。
可以通过肥皂液、卤素检漏仪等多种检测手段查找漏点并加以消除。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均可利用以上查漏手段。
1. 2漏到发电机油水系统中和封母外壳内。
比如氢气通过密封瓦漏入密封油系统、通过定子线圈漏入内冷水系统中等等。由于漏点具体位置很难查找，检查处理也相当复杂，且处理时间较长，目前也没有很好的办法加以解决。因此只能通过提高安装精度尽量避免或减少此种现象的发生。
2. 影响发电机漏氢的主要因素及处理措施
安装阶段影响发电机漏氢的因素有很多，归纳起来主要包括发电机外端盖安装、冷却母管安装、氢气冷却器安装、发电机出线罩安装、发电机轴密封装配、发电机气体管道安装、密封油系统安装、发电机整套风压试验等8种，现在分别介绍针对影响发电机漏氢的这几大因素现场采取的相关措施，仅供参考。
2.1发电机本体在安装过程中必须严格按照制造厂图纸说明书、清册和《电力建设施工及验收技术规范》等做好以下现场试验：
1) 定子水压试验。重点检查定子冷却水各接口法兰、定子内部绝缘引水管以及线棒（尤其注意线棒端部）是否有渗漏；
2)发电机转子气密性试验。重点检查导电螺钉密封是否良好；
3)氢气冷却器水压试验。重点检查铜管及胀管部位有没有渗漏，监视好水压试验表计有无压降；
4)发电机定子单独气密性试验。试验时用堵板封堵密封瓦座，试验范围包括：定子、出线瓷套管、出线罩、各测温元件接线柱板、氢冷器、氢冷器罩、端盖、机座等。试验用介质为洁净、干燥、无油的压缩空气或氮气。
2.2发电机外端盖安装
2.2.1在穿转子之前先进行外端盖试装。主要检查水平、垂直中分面的间隙，在把紧1/3螺栓状态下，用0.05mm塞尺检查不入。
2.2.2在把合外端盖前，预填密封填料于接合面密封槽内，然后均匀把紧螺栓至规定力矩再用注胶枪注入密封胶于密封槽内（注胶方法：从水平结合面注胶孔开始缓慢注入，在相邻孔流出即可。依次注入，直到全部注满为止）。
2.3冷却母管的安装
2.3.1进场后先对冷却母管母材进行外观检查，确保母材无机械损伤及裂纹。
2.3.2安装前清理管道接合面，确保发电机定子和冷却母管法兰接合面无损坏，O型橡胶圈无断裂。
2.3.3橡胶圈连接形式为压迫粘结接口，使用胶带先临时固定橡胶圈，以防滑出。然后在槽的底部注入密封剂，固定O型橡胶环后拆下胶带，通过千斤顶调整高度，把销插入安装孔内，旋入螺栓，以交叉方式均匀紧固螺栓，直至达到规定力矩。
2.3.4进行气密焊接。焊接时从中间向两边施焊,这样可以最大限度减少应力变形。
2.3.5焊接结束后用干燥、洁净压缩空气对冷却母管进行吹扫，检查管道内部无异物。管道连接后最终通过冷却母管水压试验检查有无泄漏，验证合格后方能进行下步工序。
2.4氢气冷却器安装
2.4.1氢气冷却器安装前首先进行水压试验，试验过程监视压力降在规定范围内，以确保冷却水管的严密性。
2.4.2根据设备上匹配标志进行冷却器的安装。在安装前检查并清理冷却器筒体，法兰面和螺纹，使用压缩空气吹扫冷却器，确保干净无杂物。
2.4.3如现场的氢气冷却器是垂直安装于定子内的，安装时将冷却器缓慢的垂直吊入，避免造成设备磕碰损伤，冷却器与冷却器罩之间通过密封槽内的密封胶条进行密封，以交叉方式均匀紧固螺栓，直至达到厂家规定力矩值。
2.5发电机出线罩安装
2.5.1发电机定子就位前，将出线箱翻转至安装位置并放入基础中，仔细清理水平接合面至光洁无毛刺。
2.5.2在密封槽内填充密封胶，嵌入橡胶圈，依据厂家提供的标准制作并粘结，橡胶圈粘口接合面用油润滑，然后交叉紧固螺栓，达到厂家规定的力矩值。
2.5.3在现场校核无误后再进行气密性焊接。
2.6发电机轴密封装配
轴密封装置是氢密封系统中一个很重要的环节，如采用单流环式油密封，油压与氢压控制在0.084±0.01MPa之内，密封瓦可以在轴颈上随意径向浮动，并通过销键定位于密封座内。为了确保安装精度，现场实际安装过程中，应做到以下几点：
2.6.1利用刮刀研刮，确保密封瓦座水平接合面接触严密,每平方厘米接触点面积达80％以上，且均匀分布。
2.6.2在把紧水平接合面螺栓的情况下,仔细检查密封瓦座内与密封瓦配合的环形垂直面以及密封瓦座与端盖的垂直接合面，确保垂直无错口。水平结合面用0.03mm塞尺检查不入。对座内沿轴向两侧面用红丹粉做涂色检查，确保两侧面均匀接触。
2.6.3仔细清理密封瓦座各垂直接合面，保证各油室畅通,光洁、 无铁锈、锈皮等杂物。
2.6.4仔细检查密封瓦座螺孔丝扣，应无损坏，试拧螺栓应不费力顺利栽入，最后试装确认能够把紧密封座。
2.6.5在把合好密封瓦后，检查密封瓦的上、下两半的垂直面在同一平面内且无错口。在平板上检查无间隙。
2.6.6仔细检查密封瓦两侧垂直面光洁，表面无凹坑和裂纹，两垂直面的不平行度符合制造厂图纸要求。
2.6.7检查巴氏合金外观应无夹渣、气孔，表面无凹坑和裂纹。着色检查无脱胎现象。密封瓦油孔和环形油室内光洁,无铁屑、锈皮等杂物。
2.6.8密封瓦与轴颈的间隙满足制造厂图纸及设计要求。
2.6.9组装密封瓦时，按照设备上汽、励侧标志进行安装。在把合密封瓦座与端盖垂直接合面的过程中,通过不断拨动密封瓦,保证在所有螺栓把紧后,密封瓦在座内无卡涩。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆油密封装置装完后,各接合面螺栓全部锁紧。
2.6.10油密封装置的油腔彻底清理,各油压取样管接头在把紧后检查均无堵塞和渗漏现象。
2.7发电机气体管道安装
2.7.1气体管道法兰密封垫均由厂家提供。焊接法兰时先将法兰螺栓紧固，然后进行焊接，这样可以避免焊接变形使法兰出现张口而密封不严。
2.7.2气体不锈钢管道采用全氩焊接。安装完毕后单独做外部管路气密性试验，确保严密不漏。
2.8密封油系统安装
密封油系统向密封瓦提供密封油，油压必须随时跟踪发电机内气体压力的变化（压差为0.084±0.01MPa），且密封瓦的油压必须时刻保持平衡（压差小于1Kpa）。所以，密封油系统运行正常与否直接关系到发电机密封瓦是否能有效密封。在现场安装过程中，做到以下几点，这样就使密封油系统的安装精度得到保证。
2.8.1密封油系统的管道在现场安装前对管道内部进行彻底清洗，经过碱洗、静泡、酸洗、水洗、钝化、压缩空气吹干，并将管口密封保管，确保干净无杂物。
2.8.2严格保证密封油系统的清洁度。通过大流量及高精度滤油车进行充分过滤，使油质最终达到MOOG二级以上标准，避免油质本身不合格。
2.8.3对油质的状况进行同步跟踪。在密封油循环冲洗阶段，安排施工人员适时对密封瓦进行翻瓦清理，再次检查油质情况。
2.9发电机整套风压试验
发电机整套风压试验是发电机本体及相关系统安装完后的一次质量大检验，是保证发电机漏氢率（量）达到预定目标的最后一道工序，所有系统泄漏的情况均必须在此阶段予以消除。
2.9.1试验用气要求为经过净化处理，除去油雾、水雾及杂物，保证干燥（相对湿度小于50％）、清洁的压缩空气。试验时采用0.25级精密压力表，使用气压表测量大气压力。
2.9.2为缩小检漏范围，整套风压试验前先对发电机气体管道系统单独进行风压试验，试验压力、试验时间符合规范要求，压力无变化（进行温度修正后）且无任何渗漏。
2.9.3发电机检漏方法
使用肥皂液或采用卤素检测仪等手段对容易引起泄漏的部位如管道接合部位、发电机定子丝堵连接处、螺栓连接处、阀门连接处、相关设备接合面等进行仔细检漏，直至符合要求。
2.9.4整套风压试验尽量模拟运行状态，密封油系统油质达到要求，系统调试完毕，能按正常运行要求向密封瓦供油（密封油压比机内空气压力大0.084±0.01Mpa）；发电机外部冷却水系统投入，并控制冷却水温基本稳定，使试验时发电机内的气温基本维持稳定；氢气冷却器水侧投入，维持一定的压力以减少冷却管束胀口处内、外压差。
2.9.5发电机整套风压试验计算公式如下：
△V=V【（P1+PB1）/（273+t1）-（P2+PB2）/（273+t2）】×Q0/P0×24/△h
其中：△V—在给定状态下的每昼夜平均漏气量 m3/d
V—发电机充气容积 取90m3；
P0—给定状态下大气压力， P0=0.1MPa；
Q0—给定状态下大气温度， Q0=273+20=293k；
P1—试验开始时机内的气体压力（表压） MPa；
PB1—试验开始时大气压力 MPa；
t1 —试验开始时机内的气体平均温度， ℃；
P2 —试验结束时机内的气体压力（表压） MPa；
PB2—试验结束时大气压力 Mpa；
t2 —试验结束时机内的气体平均温度 ℃；
△h—正式试验进行连续记录的时间小时数 h；
注：大气压力用气压表测量。定子内气体的温度值，以汽、励端、机座中间的温度计和冷热风压区中的电阻温度计读数平均值为准。
2.9.6试验时间不少于24小时，试验进行12小时后，即可进行计算，并画成△V=f（△t）曲线；如果漏气量连续三点相互间误差不超过15%，可以认为漏气量已稳定，并可结束试验，否则延长试验时间。
2.9.7发电机内气体温度、密封油箱油位要保证维持相对稳定，进行压力和温度读数时，确保读数准确，严防误操作，以保证测量结果的准确性。
综上所述， 在安装阶段各施工单位应对发电机漏氢问题给予足够的重视，同时在施工过程中实施有效控制管理，严把质量关。虽然过程可能会投入了一定的人力和物力，我们相信最终发电机漏氢会得到很好的控制。同时，我们也应该清醒的认识到，发电机漏氢量的控制是一个系统工程，因影响发电机漏氢的因素很多，安装阶段控制只是其中的一个步骤。若想从根本上控制漏氢量的大小，只有通过设备制造、安装、调试、运行等各个方面且由相关部门的齐心协力，各个环节都严把技术、质量关，制造厂家不断提高制造工艺，安装单位不断提升安装精度，调试部门不断总结并提高调试水平，运行部门进一步改进检测、维护手段等等。只有这样，我们坚信发电机漏氢问题终会得到根本的控制，漏氢量的大小也会上升更高、更好水平。
3 结束语：为了使火电厂运行安全可靠，对发电机漏氢量的控制必须做到精益求精，对任何问题都不轻易放过，最大限度的避免漏氢量的发生，以上是对氢内冷汽轮发电机漏氢量控制的技术总结，希望为以后施工起到借鉴作用。
参考文献：
《电力建设施工施工及验收技术规范》汽轮机组篇
论文作者:高用峰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/13
标签：发电机论文; 定子论文; 冷却器论文; 螺栓论文; 氢气论文; 风压论文; 气体论文; 《电力设备》2017年第31期论文;