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摘要 通过氢冷发电机在制造、检修、运行中的工艺监督，结合多厂现场经验，找到漏氢问题的解决方案，使大、中型电机的冷却系统工作更加安全可靠
关键词 氢冷发电机 结合面 密封 套管 运行监督
【中图分类号】TM930
随着我国经济水平的发展以及对环境保护意识的不断提高，小型机组因单位功率下的耗煤量高，效率差，面临逐渐淘汰。地方自备机组纷纷进入设备更新换代阶段。逐步向大容量、高效率、低污染发展，这一过程对企业设备维护、检修工艺都提出了新的要求。仅发电机工艺就由过去简单的空气冷却向相对复杂的水内冷、氢气冷却提高。
氢气冷却效率是空气冷却效率的6-7倍，但其制氢、运行环节较容易发生漏氢量超标、密封面不严等问题， 国产QFQS—200—2型发电机采用定子绕组水内冷、转子绕组氢内冷、定子铁心和端部结构氢冷的冷却方式。运行额定氢压0.294MPa（3kgf/cm2）表压力。轴端密封结构为双流环式密封瓦油系统。生产厂家有哈尔滨电机厂、东方电机厂、北京重型电机厂等多个企业。在企业更新换代进程中该容量发电机工艺较为典型，现根据笔者参加过的现场技术改造过程，对防止发电机漏氢技术进行分析，并浅析解决方法。
一、机壳各结合面
1.机座与两侧端罩之间的结合面面积大，密封难度大，是防漏的薄弱环节。无论用橡胶条或塑料密封胶都不是封氢的长久之计。彻底解决的办法，是沿整圈结合面用5～6mm厚的钢板加焊U形密封罩，而且在新机安装时就实施，以期一劳永逸。
为监视密封罩内充氢情况，在密封罩上应加装压力表及上、下部的通气阀门。排氢操作时，可从下部气门通入CO2，从上部气门赶出残留氢气。从长远考虑，新产品还是应将机座与端罩改为整体式结构，从根本上取消此两道结合面。
2.端盖与端罩的结合面和上下半端盖的结合面也是重要的密封面。密封面的光洁度需达到▽5～6，平面度需在0.003～0.005mm以内。
用塑料密封胶封氢，优点是工艺简便，运行中可以随时补注，缺点是密封胶从注胶槽口挤出后会进入机内加油通道；特别是时间一久，密封胶易老化干硬，即使补注也无效。因此，检修工程中应使用厂家提供的耐用、时间持久优质密封胶。
用橡胶条改善端盖密封也可取得效果，辛店电厂在东方机组上改用橡胶条的作法是，先把端盖上注胶槽的槽棱倒角，再放入直径等于槽宽的橡胶圆条。但胶条突出槽外部分需加切削，使胶条的截面积在不受力的情况下，略大于槽本身截面积。端盖均匀紧固后，用5丝塞尺塞不进为好。胶条接头用平头对接，靠挤压封压。
3.端罩上是固定端盖的螺孔，有的可能在制造加工过程中穿透，而后经补焊处理。如补焊不严或运行中受振而脱开，则成为漏氢点，为查找这种漏泄的螺孔，可采用马头电厂的办法，用一中心开孔的试验螺栓逐次拧入固定螺孔，并向螺栓的中心孔通入压缩空气。
4.出线罩与端罩之间的结合面，不论用密封胶或橡胶板、橡胶条，均因该处温度较高，易老化而失效。彻底解决的办法，是将该结合面直接焊死，保证焊接质量，消除漏氢通道。
5.出线罩法兰与出线套管台板的结合面，因二者材质不同，该处又受定子端部漏磁影响，温度较高，故受热后易膨胀变形。再加上密封材料受热易老化，此结合面原密封结构不能保证封氢效果。原铝合金台板需更换为1Cr18Ni9Ti不锈钢板，并和出线罩在里侧用奥237不锈钢焊条焊死。如将出线罩及台板全换为不锈钢板，并焊接在一起，效果更佳。
二、密封瓦及密封瓦座
1.密封瓦座与端盖的垂直结合面是最易漏氢的部位之一。对该结合面用的橡胶密封垫必须十分重视。为保证质量，辛店电厂自制专用模具向橡胶制品厂订制，要求用中硬丁腈橡胶，内加一层帆布；整圈厚度8mm均匀一致，并且开层孔正规。该厂将紧固螺钉改用合金钢材质（25Cr2MoV），利用每次小修机会都紧固一遍。
2.组装上下半端盖时，要保证水平法兰接缝对齐，防止因错口不平使密封垫受力不均。上下半端盖结合面采用橡胶条密封时，要把两半盖结合后受挤压突出的橡胶条顺端盖垂直面留出约1～2mm长度后割齐，使装配密封瓦座后此处结合严密不漏。
3.密封瓦与轴和瓦座的间隙必须调整合格。瓦与轴的径向间隙，双侧以不超过0.20～0.25mm为宜。瓦装好后，放定位螺钉前，能轻快地拨动即可。为延长密封瓦使用寿命，新换瓦可先在合口处垫以0.10mm厚的黄铜垫，按上述尺寸研刮。运行日久，间隙增大后可取消此铜垫，再适当研刮，继续使用。密封瓦与瓦座的轴向间隙，双侧以按0.15mm掌握为宜。
三、密封油系统
1.为保证密封油系统的正常工作，密封油箱的安装位置应比主油箱高500mm左右，使前者能将油全部排入后者，压差阀的位置應比密封油箱高500mm左右，以免密封油箱或氢侧回油管满油时，油进入压差阀配重室。压差阀、平衡阀应装在接近10米运转层处，以便调整或操作。
密封油箱上的丝扣接头和丝扣阀应改为焊接和法兰阀。密封油箱回氢管不应有向下的坡度，它接到机壳上的位置应尽量提高。密封油箱回氢管和密封油回油管的坡度目前普遍偏低，今后新装机组应设法扩大。
2.将压差阀、平衡阀调试合格投入使用，是保证双流环式密封瓦正常工作的必要条件。压差阀的作用应使空侧油压高于机内氢压约0.049MPa（0.5kgf/cm2），并能跟踪变化。平衡阀的作用应使氢侧油压跟踪空侧油压，保持二者尽量相等，最大相差不超过1500mmH2O。
目前，两阀的制造质量多不能完全满足上述要求。有的机组长期不能投入使用，有的机组虽投入使用，但灵敏度差，在原产品未更换前，班组仍应尽力做好检修、调试工作，投入使用。
3.当平衡阀失灵，手动控制油压运行时，要避免侧油压的空侧油压超出过多。否则，氢侧回油量成倍增加，来不及排走便漏入机内；同时，氢侧油流窜入空侧，带走大量氢气。
4.密封油箱的油位在正常运行时，需保持较低位置，约为2/3。并应注意监视，防止油满罐时往机内进油或空罐时向外跑氢。
四、出线套管
1.出线套管的瓷件与铜法兰之间用水泥作粘结剂，极易松脱漏氢。严重的甚至瓷件下移，大量跑氢。解决的办法是将瓷件的结合面由柱面状改为上大下小的锥面状，并且将其与法兰的粘结剂改用环氧树脂。许多电厂改用这样的套管后，效果很好。
2.出线套管穿过出线台板处的密封是防止漏氢的关键部位之一。此处需用耐油的橡胶圈和橡胶垫加以双重密封。由于漏入机内的密封油多积存于此处，上述橡胶圈、垫极易受油浸泡而变质失效。出线套管上端出线铜杆与过渡引线的连续在装配时应避免别劲受力。否则套管密封将会遭到破坏。
3.出线套管瓷件上的上下端与出线铜杆之间均用橡胶垫密封，并借助下端出线杆上螺母的紧力，使两端橡胶垫受压而封氢。
五、运行监督
1.漏氢量测量是在带负荷运行状态下对发电机气密性的全面考核。漏氢量数值是反映氢冷发电机技术状况的指标之一。
2.为掌握氢气介质运行情况，在运行值班处应设立“发电机氢气运行日志”，每台机每月一张。 通过以上介绍，对电站发电机氢冷系统在制造、检修、运行中易出现问题点进行分析，以文中工艺为基础，伴随着我国工业水平的快速提高，更先进的技术措施将不断涌现，大中容量氢冷发电机氢冷系统运行更为可靠，满足运行要求。对企业完成节能减排指标、进一步提升环保水平有积极的促进作用。
参考文献
1 《600MW氢冷发电机漏氢处理及预防措施》 袁廷 20081215
2 宁夏大坝发电有限公司发电机检修作业指导书 20060201
3 《发电机运行规程》 谏壁发电有限公司 2004
关键词 氢冷发电机 结合面 密封 套管 运行监督
【中图分类号】TM930
随着我国经济水平的发展以及对环境保护意识的不断提高，小型机组因单位功率下的耗煤量高，效率差，面临逐渐淘汰。地方自备机组纷纷进入设备更新换代阶段。逐步向大容量、高效率、低污染发展，这一过程对企业设备维护、检修工艺都提出了新的要求。仅发电机工艺就由过去简单的空气冷却向相对复杂的水内冷、氢气冷却提高。
氢气冷却效率是空气冷却效率的6-7倍，但其制氢、运行环节较容易发生漏氢量超标、密封面不严等问题， 国产QFQS—200—2型发电机采用定子绕组水内冷、转子绕组氢内冷、定子铁心和端部结构氢冷的冷却方式。运行额定氢压0.294MPa（3kgf/cm2）表压力。轴端密封结构为双流环式密封瓦油系统。生产厂家有哈尔滨电机厂、东方电机厂、北京重型电机厂等多个企业。在企业更新换代进程中该容量发电机工艺较为典型，现根据笔者参加过的现场技术改造过程，对防止发电机漏氢技术进行分析，并浅析解决方法。
一、机壳各结合面
1.机座与两侧端罩之间的结合面面积大，密封难度大，是防漏的薄弱环节。无论用橡胶条或塑料密封胶都不是封氢的长久之计。彻底解决的办法，是沿整圈结合面用5～6mm厚的钢板加焊U形密封罩，而且在新机安装时就实施，以期一劳永逸。
为监视密封罩内充氢情况，在密封罩上应加装压力表及上、下部的通气阀门。排氢操作时，可从下部气门通入CO2，从上部气门赶出残留氢气。从长远考虑，新产品还是应将机座与端罩改为整体式结构，从根本上取消此两道结合面。
2.端盖与端罩的结合面和上下半端盖的结合面也是重要的密封面。密封面的光洁度需达到▽5～6，平面度需在0.003～0.005mm以内。
用塑料密封胶封氢，优点是工艺简便，运行中可以随时补注，缺点是密封胶从注胶槽口挤出后会进入机内加油通道；特别是时间一久，密封胶易老化干硬，即使补注也无效。因此，检修工程中应使用厂家提供的耐用、时间持久优质密封胶。
用橡胶条改善端盖密封也可取得效果，辛店电厂在东方机组上改用橡胶条的作法是，先把端盖上注胶槽的槽棱倒角，再放入直径等于槽宽的橡胶圆条。但胶条突出槽外部分需加切削，使胶条的截面积在不受力的情况下，略大于槽本身截面积。端盖均匀紧固后，用5丝塞尺塞不进为好。胶条接头用平头对接，靠挤压封压。
3.端罩上是固定端盖的螺孔，有的可能在制造加工过程中穿透，而后经补焊处理。如补焊不严或运行中受振而脱开，则成为漏氢点，为查找这种漏泄的螺孔，可采用马头电厂的办法，用一中心开孔的试验螺栓逐次拧入固定螺孔，并向螺栓的中心孔通入压缩空气。
4.出线罩与端罩之间的结合面，不论用密封胶或橡胶板、橡胶条，均因该处温度较高，易老化而失效。彻底解决的办法，是将该结合面直接焊死，保证焊接质量，消除漏氢通道。
5.出线罩法兰与出线套管台板的结合面，因二者材质不同，该处又受定子端部漏磁影响，温度较高，故受热后易膨胀变形。再加上密封材料受热易老化，此结合面原密封结构不能保证封氢效果。原铝合金台板需更换为1Cr18Ni9Ti不锈钢板，并和出线罩在里侧用奥237不锈钢焊条焊死。如将出线罩及台板全换为不锈钢板，并焊接在一起，效果更佳。
二、密封瓦及密封瓦座
1.密封瓦座与端盖的垂直结合面是最易漏氢的部位之一。对该结合面用的橡胶密封垫必须十分重视。为保证质量，辛店电厂自制专用模具向橡胶制品厂订制，要求用中硬丁腈橡胶，内加一层帆布；整圈厚度8mm均匀一致，并且开层孔正规。该厂将紧固螺钉改用合金钢材质（25Cr2MoV），利用每次小修机会都紧固一遍。
2.组装上下半端盖时，要保证水平法兰接缝对齐，防止因错口不平使密封垫受力不均。上下半端盖结合面采用橡胶条密封时，要把两半盖结合后受挤压突出的橡胶条顺端盖垂直面留出约1～2mm长度后割齐，使装配密封瓦座后此处结合严密不漏。
3.密封瓦与轴和瓦座的间隙必须调整合格。瓦与轴的径向间隙，双侧以不超过0.20～0.25mm为宜。瓦装好后，放定位螺钉前，能轻快地拨动即可。为延长密封瓦使用寿命，新换瓦可先在合口处垫以0.10mm厚的黄铜垫，按上述尺寸研刮。运行日久，间隙增大后可取消此铜垫，再适当研刮，继续使用。密封瓦与瓦座的轴向间隙，双侧以按0.15mm掌握为宜。
三、密封油系统
1.为保证密封油系统的正常工作，密封油箱的安装位置应比主油箱高500mm左右，使前者能将油全部排入后者，压差阀的位置應比密封油箱高500mm左右，以免密封油箱或氢侧回油管满油时，油进入压差阀配重室。压差阀、平衡阀应装在接近10米运转层处，以便调整或操作。
密封油箱上的丝扣接头和丝扣阀应改为焊接和法兰阀。密封油箱回氢管不应有向下的坡度，它接到机壳上的位置应尽量提高。密封油箱回氢管和密封油回油管的坡度目前普遍偏低，今后新装机组应设法扩大。
2.将压差阀、平衡阀调试合格投入使用，是保证双流环式密封瓦正常工作的必要条件。压差阀的作用应使空侧油压高于机内氢压约0.049MPa（0.5kgf/cm2），并能跟踪变化。平衡阀的作用应使氢侧油压跟踪空侧油压，保持二者尽量相等，最大相差不超过1500mmH2O。
目前，两阀的制造质量多不能完全满足上述要求。有的机组长期不能投入使用，有的机组虽投入使用，但灵敏度差，在原产品未更换前，班组仍应尽力做好检修、调试工作，投入使用。
3.当平衡阀失灵，手动控制油压运行时，要避免侧油压的空侧油压超出过多。否则，氢侧回油量成倍增加，来不及排走便漏入机内；同时，氢侧油流窜入空侧，带走大量氢气。
4.密封油箱的油位在正常运行时，需保持较低位置，约为2/3。并应注意监视，防止油满罐时往机内进油或空罐时向外跑氢。
四、出线套管
1.出线套管的瓷件与铜法兰之间用水泥作粘结剂，极易松脱漏氢。严重的甚至瓷件下移，大量跑氢。解决的办法是将瓷件的结合面由柱面状改为上大下小的锥面状，并且将其与法兰的粘结剂改用环氧树脂。许多电厂改用这样的套管后，效果很好。
2.出线套管穿过出线台板处的密封是防止漏氢的关键部位之一。此处需用耐油的橡胶圈和橡胶垫加以双重密封。由于漏入机内的密封油多积存于此处，上述橡胶圈、垫极易受油浸泡而变质失效。出线套管上端出线铜杆与过渡引线的连续在装配时应避免别劲受力。否则套管密封将会遭到破坏。
3.出线套管瓷件上的上下端与出线铜杆之间均用橡胶垫密封，并借助下端出线杆上螺母的紧力，使两端橡胶垫受压而封氢。
五、运行监督
1.漏氢量测量是在带负荷运行状态下对发电机气密性的全面考核。漏氢量数值是反映氢冷发电机技术状况的指标之一。
2.为掌握氢气介质运行情况，在运行值班处应设立“发电机氢气运行日志”，每台机每月一张。 通过以上介绍，对电站发电机氢冷系统在制造、检修、运行中易出现问题点进行分析，以文中工艺为基础，伴随着我国工业水平的快速提高，更先进的技术措施将不断涌现，大中容量氢冷发电机氢冷系统运行更为可靠，满足运行要求。对企业完成节能减排指标、进一步提升环保水平有积极的促进作用。
参考文献
1 《600MW氢冷发电机漏氢处理及预防措施》 袁廷 20081215
2 宁夏大坝发电有限公司发电机检修作业指导书 20060201
3 《发电机运行规程》 谏壁发电有限公司 2004