陈卫勇

中图分类号：TK26 文献标识：A 文章编号：1674-1145（2016）06-000-02

摘 要 汽轮发电机氢冷系统是发电机的重要组成，用来冷却发电机定子铁心和转子线圈。汽轮发电机氢冷系统可靠与否，对电厂的安全运行起着重要的作用。汽轮发电机漏氢是电厂系统中常见的故障，处置不当有发生火灾和爆炸的风险，严重威胁汽轮发电机的安全运行。

关键词汽轮发电机氢冷系统 故障处理

汽轮发电机氢冷系统是发电机的重要组成，用来冷却发电机定子铁心和转子线圈。汽轮发电机氢冷系统可靠与否，对电厂的安全运行起着重要的作用。在此主要分析氢冷系统的功能，发生漏氢的原因，危害和查找漏氢的方法。

一、汽轮发电机氢冷系统的功能

发电机氢冷系统用于：保证发电机2MKА10在额定参数范围内的运行，完成以下功能：直接冷却发电机定子铁心和转子线圈；向发电机充注氢气、氮气或空气；发电机运行期间保持额定氢压，补偿泄漏。

汽轮发电机用氢气做冷却介质有如下优点：氢气密度小，大大降低了发电机风扇和通风系统等的摩擦损耗，提高了发电机的效率；氢气传热系数大，导热能力强，可提高发电机的单机容量和缩小发电机的体积；氢气的绝缘性能好，电离现象微弱，可以延长线圈的使用寿命；由于氢气密度小，且采用密闭循环系统后，可使机组噪音大大减小。

过渡工况下，在从发电机壳体充注或排放气体（氢气、氮气、空气）时，必须防止剧烈地改变气体压力，以避免油从轴密封进入定子内部。压力变化速度不应超过0.098MPa/h。这在发电机运行期间进行排污吹扫或补充纯氢时要尤为注意。

系统过渡运行工况：向发电机壳体内充注空气（在发电机停运时）；用氮气从发电机壳体内置换空气（在准备向壳体充氢时）；向发电机壳体内充注氢气（在准备投运汽轮发电机时）；用氮气从发电机壳体内置换氢气（在停运汽轮发电机时）。

二、水氢氢冷却汽轮发电机容易漏氢的部位

氢气是一种比空气轻且渗透性很强的气体，所以对发电机的严密性要求很高，以防氢气向外泄漏。

水氢氢冷却汽轮发电机容易漏氢的部位：

（1）端罩与机座结合面漏氢；

（2）端盖与端罩及上下半端盖结合面漏氢；

（3）端盖及密封瓦座结合面漏氢；

（4）定子引出线或中性点套管漏氢；

（5）氢气冷却器上下法兰与机壳结合面处橡胶垫腐蚀引起漏氢；

（6）焊缝焊接质量不良引起漏氢；

（7）转子导电螺钉不严在运行中漏氢；

（8）氢气供给系统管道、阀门、法兰不严引起漏氢

（9）氢气漏入定子绕组内冷水系统；

（10）密封瓦内部漏氢或者密封油系统管道、法兰等部位；

（11）氢气干燥器。

（12）氢浓度分析仪

氢气系统泄漏率还可能与密封油的溶氢能力、裹携氢气泡的能力有关。氢气泄漏通过氢密封罐随密封油流入密封油箱，然后由排油烟风机进入大气。

三、水氢氢冷却汽轮发电机漏氢的危害，查找方法

氢气在空气中爆炸极限4一75%，当发电机漏氢时，会有爆炸和火灾风险。同时会影响汽轮发电机的安全。

当汽轮发电机功率运行时，发生氢气泄漏大于泄漏标准时（>5%体积/天），或突发大量漏氢事件，导致发电机内氢气压力急剧降低时，应当启动漏氢处理组织机构，确保人身和设备安全。

漏氢处理具体措施：

（1）汽轮机操纵员密切监视发电机组的运行情况和氢气泄漏趋势，必要时通知现场操作员进行补氢，大量漏氢时机操密切监视氢气压力，同时检查发电机诊断系统中各项参数（重点是发电机定子铁芯、冷氢和热氢温度），如果发现发电机定子铁芯以及冷、热氢温度上升，则机组应立即降负荷，如果负荷降低并没有使温度降低，发电机应该立即降负荷并解列。

当冷氢温度超过50℃时，发电机禁止运行。

当冷氢温度超过50℃时，发电机应该降负荷，并在出现信号后不超过5min内将发电机解列。

发电机热氢温度不应该超过75℃。

当任一温度测点超过75℃时，应该降低发电机负荷，直到温度≤75℃。

如果负荷降低并不能使热氢温度降低，发电机应该降功率 并在温度达到85 ℃报警信号出现后不超过5min内将发电机解列。

如果温度超过所列允许值，即：定子铁芯——105℃；定子绕组——105℃；

那么发电机负荷应该降低，直到温度不超过允许值。如果可能发电机应该停运，以查找温升原因。

如果负荷降低并没有使温度降低，发电机应该立即降负荷并解列。

如果采取措施后不能消除故障当发电机定子铁芯温度≥120°С且相应保护未动作，发电机应该立即降负荷并解列。

（2）运行人员加强对发电机密封油系统，发电机定子冷却水系统等内氢气浓度变化的监测，每昼夜对密封油系统，定子冷却水中氢含量进行一次化学分析。

定子冷却水系统气体捕集器内氢含量不允许超过20 %。当定子冷却水系统气体捕集器内氢含量超过3%，应：密切监视汽轮发电机的运行；

通过便携表或手动取样每1小时一次测量定子冷却水系统气体捕集器内氢含量；跟踪定子绕组铁芯温度，确保发电机壳体内无液体；确保发电机壳体内氢压至少比定子绕组入口冷却水压高0.02MPa。

如果不能消除漏点，应按规程尽可能在第一时间将发电机停运，但不晚于5昼夜。

（3）运行和维修查漏人员对氢气相关系统（如发电机端盖，氢气系统仪表，法兰，发电机下部法兰，人孔等区域）进行漏氢点查找。

（4）为了防止氢气积聚在汽机厂房上部，在测定氢气浓度小于4%后，开启汽轮机厂房天窗（如果是潮湿和下雨天气，可以定期开启）。

（5）禁止汽轮发电机厂房内所有人员使用手機等无线通讯设备，禁止在汽轮发电机厂房内进行任何动火，金属敲击和电气操作。在汽轮机厂房入口设置安全警示区域，拉好警示带，禁止无关人员进入。

（6）确认汽轮发电机厂房消防系统可用，在重要区域配备消防车，消防人员随时待命。

四、结语

汽轮发电机漏氢的原因较复杂，当确认汽轮发电机漏氢时，要能够及时正确的找到泄漏点，避免发生火灾和爆炸的风险，避免降负荷和危害发电机组的安全运行。加强对汽轮发电机氢气系统的维护，才能使安全工作落到实处。

参考文献：

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[2] 戴庆忠.全氢冷透平发电机[J].东方电气评论，2004.01.

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