目前，國內汽輪發電機幾乎都採用水氫氫冷卻方式，即定子繞組水內冷，轉子繞組氫內冷，定子鐵芯氫冷的方式。機組在運行期間，發電機內腔充入一定壓力和純度的氫氣，氫氣與大氣之間採用密封油隔絕，防止外界空氣進入發電機內部及阻止發電機內氫氣漏出。由於氫氣是易燃易爆氣體，當空氣中氫氣的體積含量達到4%~74.2%範圍時，遇到明火會發生爆炸，所以必須嚴格地控制發電機漏氫量，保證運行安全。發電機氫氣泄漏量對機組的安全生產至關重要，同時發電機漏氫也是較難解決的問題。
基本介紹
- 中文名：氫滲漏
- 含義：氫氣泄漏
- 嚴格控制：發電機漏氫量
- 導致：易產生爆炸事故
- 領域：工程技術
密封油系統的工作原理,發電機氫氣泄漏的因素,
密封油系統的工作原理
QFSN-600-2YHG型汽輪發電機採用雙流雙環式油密封，油密封裝置裝在發電機兩端端蓋內，內有空側、氫側兩個環狀配油槽，氫側密封油流向氫側配油槽，空側密封油流向空側配油槽，然後空側和氫側密封油分別沿軸向相反的方向穿過密封瓦內側與轉軸之間的間隙流出。發電機密封瓦系統分為空側、氫側兩條油路。空側密封油油路：空側交流密封油泵（或空側直流油泵）將來自發電機空側密封油回油箱的潤滑油升壓，空側密封油先通過差壓閥調節後經冷油器、濾網進入密封瓦的空側配油槽，由密封瓦的空側密封環與轉子的徑向間隙向外流出，與發電機兩端軸承回油匯合後進入空側密封油回油箱，去除溶入油里的氫氣後再次進入空側密封油泵。空側密封油路共有兩個差壓閥，主差壓閥與空側密封油泵並聯，通過跟蹤發電機內氫壓使密封瓦處的空側密封油壓始終高出發電機內氫壓0.084~0.01MPa，備用差壓閥在空側密封油泵出口，一旦空側交流和直流密封油泵均出現故障，密封瓦處空側油壓低於氫壓0.056MPa時，備用差壓打開，由汽輪機高壓或低壓備用油源進行補充，確保密封瓦處空側油壓始終高於氫壓0.056±0.01MPa。氫側密封油油路：氫側回油箱的回油經氫側交流密封油泵（或氫側直流密封油泵）升壓後通過冷油器、濾網和平衡閥進入密封瓦的氫側配油槽，由密封瓦的氫側密封環與轉子間的徑向間隙流出，進入消泡箱內逸出溶入的氫氣後流入氫側密封油箱。氫側密封油壓通過平衡閥跟蹤空側密封油壓，兩者差壓保持在490Pa內，嚴格控制兩路油流的串流量，從而有效的減少了氫氣的流失和空氣對機內氫氣的污染，即使當氫側密封油失去時，空側密封油仍可起到密封作用。
發電機氫氣泄漏的因素
發電機漏氫是汽輪發電機組安裝及檢修中比較普遍的問題，又是比較難解決的質量問題。發電機漏氫的因素可能有以下幾個方面：
1、差壓閥工作不正常造成漏氫
正常運行時密封油壓力應該比氫氣壓力高0.056MPa，由於溫度或其他原因造成氫氣壓力變化時，差壓閥必須相應變化。壓差高會造成密封油進入發電機，差壓低則會造成密封不良漏氫。所以當油氫差壓高於0.084MPa時，主差壓閥開度增大，通過泄去部分空側油量來保證油氫壓差維持在0.084MPa，差壓低於0.084MPa時，主差壓開度減小，通過減少空側油的泄油量來保證差壓維持在0.084MPa。當系統故障，差壓低於0.056MPa後會造成發電機大量漏氫，所以一旦油氫差壓低於0.056MPa後，備用差壓閥打開，將汽輪機的高壓或低壓備用油供給空側密封油路。一旦差壓閥跟蹤不良，會造成油氫差壓過高或過低，差壓過低即會造成氫氣泄漏。
2、密封瓦徑向間隙或軸向間隙超標造成漏氫
密封瓦徑向間隙標準為0.20~0.25ram，當密封瓦磨損徑向間隙變大後會造成密封油油膜難以形成，無法有效起到阻斷氫氣外泄的作用。密封瓦軸向間隙標準為0.45~0.77ram，軸向間隙過大過小均會影響密封瓦的氫側、空側密封環與密封瓦座側面的靠緊程度，由於瓦座間隙增大造成密封油油量損失，從而影響密封效果。
3、密封瓦座造成漏氫
密封瓦座漏氫主要有兩個方面的原因
1）瓦座墊片損傷。密封瓦座用螺栓固定在端蓋上，密封瓦座和端蓋接合面之間有一層耐油絕緣墊並使用密封膠固定。當瓦座墊片損壞直接造成氫氣沿墊片破損處泄漏。
2）密封瓦座結合面有間隙或裝配工藝不正確。密封瓦座、中間環是密封氫氣的關鍵部件，大都是比較薄的部件，檢修過程中可能會造成變形和結合面碰傷形成間隙，氫氣就會從結合面間隙處漏出。密封瓦瓦座裝配過程中，必須先緊固瓦座中分面螺栓後方可緊固垂直面螺栓，緊固時必須按照力矩要求交替進行，如不使用力矩扳手按序緊固，會造成瓦座結合面變形漏氫。
4、閥門及其他附屬檔案造成的漏氫
發電機氫氣、二氧化碳管道中有較多的閥門，任何一個閥門內漏或密封不嚴就會造成漏氫。此外，氫氣、二氧化碳管道的法蘭墊片選用也很重要，一般選用厚度1.5mm的聚四氟乙烯墊片，普通石棉墊片在運行一段時間後會因為老化破損而漏氫。
5、出線罩漏氫
密封塗料受熱熔化被擠出。出線罩和定子的結合面塗有密封塗料，在常溫下密封效果很好，但是發電杌滿負荷運行後氫氣溫度升高，造成密封塗料熔化交軟，從結合面擠出造成漏氫。
6、氫冷器及端蓋漏氫
氫冷器、端蓋和結合面現場裝配時，壓條、密封框、密封墊條之間應塗密封膠，結合面螺栓應均勻緊固到設計力矩，否則會從力矩小的位置漏氫。氫冷器管束破損也會造成漏氫。
