刘虎成
（唐国际托克托发电有限责任公司 内蒙古省呼和浩特市 010000）
摘要：2015年5月大唐托克托电厂（下称托电）#6发电机运行中发电机定冷水箱内氢气体积占比达到2%发出报警，且定冷水中含氢量也增加，最高时定冷水箱中氢含量接近2.45%，给发电机的安全运行带来了极大的威胁，出现异常后我厂立即启动应急预案，加强漏氢监测，随后利用机组小修机会查找漏点，发现发电机3槽与15槽汽端上层线棒漏点两处，更换线棒及时消除线圈漏水缺陷，希望此文可为其他同类型机组发电机线圈漏水提供可靠的预判依据和处理方法。
引言：
大唐托克托发电有限公司#6发电机型号为QFSN-600-2-22B，本型汽轮发电机为汽轮机直接拖动的隐极式、二极、三相同步发电机。额定功率为600MW，水氢氢冷却方式，由东方电气集团东方电机厂生产与2005年11月投入运营。2015年5月发电机定冷水箱顶部含氢量达到2%，通过技术监控对各项技术指标进行跟踪分析，并制定防止发电机进水事故专项事故预案，于2016年10月，6号机组进入C级检修检修，抽出发电机转子后进行发电机线棒漏点查找并更换2根上层线棒，随后漏氢得到控制。
1 托电公司6号发电机修前状况
依据《防止电力生产事故的二十五项反措重点要求及编制释义》中第10.5.2要求：严密监测氢冷发电机油系统、主油箱内的氢气体积含量，确保避开含量在4％～75％的爆炸范围。内冷水箱内的氢气体积含量超过2%时应加强对发电机的监视，超过10%时应立即停机消缺。托电6号发电机自2005年10月投产一直稳定运行，定冷水箱内氢含量体积百分比一直保持在0.5%左右，2015年5月该发电机定冷水箱顶部含氢量达到2%报警，随后我们对定冷水箱顶部含氢量进行了跟踪。
1.1发电机漏氢量监控
依据厂家要求发电机电机整套系统在额定氢压、转速下，每昼夜最大允许漏氢气量14m3/24h。跟踪期内发电机漏氢量均在合格范围内。
1.2发电机水中铜离子含量监控
对发电机定冷水中铜离子进行监控，未见增长。
1.3发电机日均补氢量监控
发电机日均补氢量均在10立方米左右，未超过14立方米泄露量要求。
1 .4发电机定冷水箱含氢量体积百分数监控
发电机定冷水箱水中氢气含量两次检测6号机组均偏高（之前5号机组后检修时发电水电接头三通处存在砂眼），判断发电机定冷水系统可能存在内漏状况。
2发电机漏氢部位及原因分析
发电机定冷水系统可能漏氢部位及漏氢原因有以下集中情况。
2.1 定子进、出水水总管和环形总进、出水汇流管法兰连接处
造成定子进水总管和环形总进水管法兰连接处漏氢的原因为法兰结合面不平或连接法兰的个别螺丝松。
2.2聚四氟乙烯绝缘引水管
导致聚四氟乙烯绝缘引水管漏氢的原因有：
2.2.1引水管材质差，有砂眼，导致绝缘引水管本身磨破漏水；
2.2.2绝缘引水管过长，中引水管与发电机内端盖等金属部分摩擦，导致水管磨破漏水；
2.2.3绝缘引水管连接管螺母松动，O型圈老化；
2.2.4绝缘引水管金属压接接头存在制造缺陷，压接部分漏气。
2.3定子线棒的接头封焊处
造成定子线棒接头封焊处漏氢的原因为焊接工艺不良，有虚焊和砂眼。
2.4定子线棒空心导线断裂处
断裂部位发生在绕组的端部和槽内直线换位处。产生原因为空心铜线材质差，绕组端部处固定不牢，运行中产生100 Hz高频振动，致使导线换位加工时产生的裂纹进一步扩大和发展，最终断裂。
3发电机泄露点查找
3.1发电机解体前水压试验
2016年11月6日托电6号机组开始检修，拆住发电机定冷水进、出水管，一侧封堵，另一 侧用三通接水管和指针式压力表，对发电机定子绕组做水压试验，试验初始水压为0.5Mpa，1小时后水压下降至0.31 Mpa，初步判断发电机内部定冷水水路有渗漏点，需进一步解体查找漏点。
3.2发电机解体后水压试验
2016年11月13日抽出发电机转子，进行发电机定子二次水压试验，试验初始水压为0.5Mpa，15分钟后水压在下降至0.47 Mpa，随后对发电机内部进行检查发现汽侧3点钟方位置绝缘引水管手包绝缘处有水珠渗出，大约1滴/秒，别处未发现渗漏点。东方汽轮机厂工作人员从该绝缘引水管处拆除手包绝缘剥离至连接片组织汇水盒处仍未发现漏点，继续向线棒处拆除在距离出槽口8cm处发现渗漏点，且漏点较大。拆除水电接头三通后，将该线棒上下层水盒均焊死进行第三次打压，发现汽侧11点钟位置存在第二处泄露点，漏点同样在距离出槽口8cm处。
3点钟位置漏点
11点钟位置漏点
4 漏点处理
4.1用阻燃布填塞、遮盖线棒端部及绝缘件等，烤开漏水上层定子线圈两端水路铜管，然后用3~5mm 厚铜板焊接封堵汽励端该三通接头，再进行水压试验：0.5MPa，8h，无泄漏。
4.2将端部支撑环锯开，并拆除绑扎带，将端部支撑环锯开部分取出并清理干净，取出上层定子线圈。
4.3按照检修工艺流程新线棒，并做相关电气试验，试验合格后进行焊接处理。
4.4恢复水路再次对定子绕组水路做水压试验，0.5MPa，8h，无泄漏。
4.5定子绕组水路超声波水流量试验合格，进行手包绝缘，随后安装端部支撑环并进行端部绑扎固定。
4.6对手包绝缘做烘干处理。电气试验合格后进行结构件回装。
4.7修后托电6号发电机定冷水箱内含氢气体积占比稳定在0.5%左右。
拆手包绝缘过程
备件线棒端部引线图
5线圈泄露原因分析
检修完成后，我们将两根泄露线棒剥离绝缘层后进行水压试验发现泄漏点均位于汽侧出槽扣8CM左右，形状为圆孔，漏水点附近无裂纹损伤及腐蚀痕迹，而且圆孔孔壁光滑，分析具体原因为，线棒制造过程中工艺不够精细，质量把关不严，该空心导线存在砂眼或者夹渣，经发电机长时间运行中振动、热胀冷缩效应等作用下使线棒矩形空实心导线与外绝缘质检粘性变差，出现分层，最终反应在水电接头手包绝缘处渗漏。
3点钟位置线棒损坏照片
11点钟位置线棒损坏照片
6结论：
6.1对于水氢氢发电机，根据定冷水箱顶部氢气体积含量和定冷水箱水中氢气含量可以较为准确的判断发电机内部定冷水水路是否存在漏点，如氢气含量增加说明漏点在扩大，需及时处理，以免有水渗入发电机内部，是故障扩大。
6.2个别漏点可能较小，不易发现，需要将已发现的漏点隔离后再次打压，以便进一步查找未发现的漏点。
6.3对于定冷水系统中含氢量异常问题，应当引起足够重视，提前处理，已增加发电机运行的可靠性。
6.4发电机定冷水中氢含量大同时也伴随着氢系统中含水量会增加，如果氢系统中长期 含水量较高，将会对损坏发电机绝缘，造成转子互环应力腐蚀，同时也会降低氢气冷却效率，因此需及时发现并处理发电机内部定冷水系统漏点。
参考文献：
[1]国家能源局 防止电力生产事故的二十五项重点要求及编制释义，2014年4月，
[2]刘国洪 600MW 全氢冷发电机漏氢原因分析及处理 华电技术 2008
[3]黄雁 一起发电机漏水故障的处理及预防措施 电力安全技术 2009
[4]郭恒 发电机定冷水系统含氢量高原因分析及处理 内蒙古电力技术 2013
论文作者:刘虎成
论文发表刊物:《河南电力》2018年7期
论文发表时间:2018/9/12
标签：发电机论文; 定子论文; 水压论文; 氢气论文; 漏点论文; 冷水论文; 水箱论文; 《河南电力》2018年7期论文;