丹河發(fā)電有限公司1,2號發(fā)電機的定子繞組、轉(zhuǎn)子繞組及鐵芯均采用氫內(nèi)冷的冷卻方式。氫氣由裝在轉(zhuǎn)子兩端的風(fēng)扇強制循環(huán),并通過設(shè)置在定子機座上部的6組氫氣冷卻器進行冷卻。氫氣系統(tǒng)由發(fā)電機定子外殼、端蓋、氫氣冷卻器、密封瓦以及氫氣管路構(gòu)成全封閉氣密結(jié)構(gòu)。
發(fā)電機漏氫的途徑,歸納起來有2種:一是漏到大氣中,二是漏到發(fā)電機油水系統(tǒng)中。前者可以通過各種檢漏方法找到漏點加以消除,如發(fā)電機端蓋、出線罩、發(fā)電機機座、氫氣管路系統(tǒng)、測溫元件接線柱板等處的漏氫;后者如氫氣通過密封瓦漏入密封油系統(tǒng)等,基本屬于“暗漏”,漏點位置不明,檢查處理較為復(fù)雜,且處理時間較長。影響發(fā)電機冷風(fēng)器冷卻效果的因素也很多,如冷卻水局部短路、傳熱效果差等。下面結(jié)合發(fā)電機氫氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),對檢修過程中影響到漏氫、冷風(fēng)器冷卻效果的關(guān)鍵部位及應(yīng)把好的質(zhì)量關(guān)進行分析說明。
1 機殼結(jié)合面
機殼結(jié)合面主要包括:端蓋與機座的結(jié)合面、上下端蓋的結(jié)合面、固定端蓋的螺孔、出線套管法蘭與套管臺板的結(jié)合面及進出風(fēng)溫度計的結(jié)合面。
(1) 端蓋與機座的結(jié)合面及上下端蓋的結(jié)合面結(jié)合面積大,密封難度大,是防漏的薄弱環(huán)節(jié)。在檢修回裝時,應(yīng)對結(jié)合面進行詳細檢查清擦,對不平的部位涂密封膠校平。在解體及回裝的過程中所做的標(biāo)記不能傷及密封面。對所采用的硅橡膠密封條的尺寸、耐熱性能、耐油性能、彈性及耐腐蝕性能進行嚴(yán)格驗收。上下端蓋結(jié)合面的密封條在端蓋處與下端蓋密封條銜接時應(yīng)特別注意施工工藝。
(2) 固定端蓋的螺孔,有的可能在制造加工過程中穿透,而后經(jīng)過補焊處理。這些補焊的金屬有可能在運行中受振脫開,成為漏氫點,因此在檢修時應(yīng)加強檢查。緊端蓋螺絲時,應(yīng)用力均勻,保證結(jié)合面嚴(yán)密。
(3) 出線套管法蘭與套管臺板的結(jié)合面是防止漏氫的關(guān)鍵部位。由于該處受定子端部漏磁影響,溫度較高,加上機內(nèi)進油的腐蝕,因此,該處需用耐油橡膠圈和橡膠墊加以雙重密封。由于漏入機內(nèi)的密封油多積存于此,因而該處的密封材料易老化變質(zhì)失效,每次大修時必須進行檢查。另外,在拆裝引線的過程中,應(yīng)避免套管導(dǎo)體受側(cè)力過大,引起密封墊位置的變化而造成漏氫。
2 密封油系統(tǒng)
(1) 密封瓦座與端蓋的垂直結(jié)合面是較易漏氫的部位之一,對該處的密封墊質(zhì)量必須嚴(yán)格把關(guān)。上、下半端蓋組裝時,接縫應(yīng)對齊,防止由于錯口使密封墊受力不均。上、下半端蓋的密封條順端蓋垂直面留出1~2 mm的長度,安裝后割齊,使裝配密封瓦座后此處接合嚴(yán)密不漏。
(2) 密封瓦與軸和瓦座的間隙必須調(diào)整合格,瓦與軸的徑向間隙,雙側(cè)應(yīng)控制在0.2~0.25 mm;密封瓦與瓦座的軸向間隙按0.15 mm控制。
(3) 防止密封油進入機內(nèi),應(yīng)控制好內(nèi)油檔及密封油擋板的徑向間隙;下間隙不大于0.05 mm,上間隙不大于0.25 mm,左右間隙不大于0.15 mm。
(4) 嚴(yán)格執(zhí)行壓差閥及平衡閥的檢修工藝,做好調(diào)試工作,保證空側(cè)油壓高于機內(nèi)氫壓0.05 MPa左右,并使氫側(cè)油壓能跟蹤空側(cè)油壓變化,盡量保持兩者差值不變,避免由于氫側(cè)油壓超出空側(cè)油壓,造成氫側(cè)回油量大量增加,來不及排走,漏入機內(nèi),同時,造成氫側(cè)油竄入空側(cè),帶走大量的氫氣。
(5) 嚴(yán)格監(jiān)視密封油箱的油位,防止油滿罐時進入機內(nèi)或空罐時向外跑氫。正常運行時應(yīng)保持較低位置。
3 轉(zhuǎn)子部分
(1) 氫氣由轉(zhuǎn)子外漏是經(jīng)護環(huán)處的導(dǎo)電螺釘進入轉(zhuǎn)子中心孔,再從滑環(huán)處的導(dǎo)電螺釘或中心孔兩側(cè)堵板處漏出。因這種漏氫在運行中無法處理,因此每次大修都必須對轉(zhuǎn)子進行風(fēng)壓查漏試驗。
(2) 轉(zhuǎn)子漏氫是動態(tài)的,也就是說,可能在大修試驗時不漏,但由于導(dǎo)電螺釘?shù)哪z層受熱變形或密封墊受熱老化,彈性不足,在高速轉(zhuǎn)動的運行中發(fā)生泄漏。因此,每次大修必須對4個導(dǎo)電螺釘進行檢查,對出現(xiàn)異常的部件進行更換。
(3) 大修中應(yīng)首先加強對護環(huán)處導(dǎo)電螺釘?shù)拿芊鈾z查,切斷轉(zhuǎn)子漏氫的源頭。其次,檢查滑環(huán)處導(dǎo)電螺釘及汽端中心孔堵板的密封情況,把好轉(zhuǎn)子漏氫的第二關(guān)。最后通過在轉(zhuǎn)子勵端中心孔堵板處通入干燥清潔的壓縮空氣,用無水酒精滴在導(dǎo)電螺釘部位的方法進行檢查。密封試驗合格后,回裝轉(zhuǎn)子勵端中心孔堵板,應(yīng)確保此處嚴(yán)密不漏。
4 氫氣冷卻器
(1) 氫氣冷卻器是氫氣可漏點最多的設(shè)備,結(jié)合面的每一條螺絲及每根銅管都有漏氫的可能,因此應(yīng)重點檢查,并單獨進行水壓試驗。試驗壓力為0.5 MPa,30 min不漏為合格。
(2) 檢修冷風(fēng)器時,應(yīng)防止將水管側(cè)小堵板裝到另一側(cè)的大堵頭上,造成水短路,直接將一組冷風(fēng)器退出,影響發(fā)電機的冷卻效果和出力。
(3) 防止局部水短路。在更換水管側(cè)大堵頭和小堵板的密封墊時,應(yīng)防止進、出水室的密封墊壓不到位,或是上下水室分割面端部不平,造成進出水的局部短路,影響發(fā)電機冷卻效果。另外,更換的水室密封墊厚薄應(yīng)適當(dāng),避免由于冷風(fēng)器整體長度的變化造成在回裝冷風(fēng)器堵板時密封不嚴(yán)。
(4) 減少冷風(fēng)器的漏風(fēng)率,提高冷卻效果。檢修中應(yīng)檢查擋封條,損壞的要及時更換。
(5) 檢修時放在室外的冷風(fēng)器,應(yīng)做好防塵措施,防止散熱片受到污染。另外,對于冷風(fēng)器散熱片表面的油污可用高溫?zé)嵴羝祪?,效果很好?
(6) 對于冷風(fēng)器銅管結(jié)垢可以通過酸洗清除。
(7) 冷風(fēng)器銅管漏氫有2種檢查方法。當(dāng)進水區(qū)的銅管漏氫時,可用測氫儀在冷風(fēng)器排氣孔處測量。當(dāng)出水管處漏氫時,可在冷卻水的排水處測量。確定具體的泄漏銅管,可用肥皂水進行。對發(fā)現(xiàn)漏氫的銅管,可在該銅管兩側(cè)打入銅楔將該管道隔離。
5 氫氣管道及閥門
(1) 大修前應(yīng)做好制氫站和氫氣置換站管道的隔離措施,在遠端的法蘭部位加裝堵板進行隔離。
(2) 重點檢查發(fā)電機底部的氫管道法蘭,法蘭密封墊應(yīng)使用耐油橡膠。大修時,一次管路中的密封墊最好全部更換,確保大修周期內(nèi)嚴(yán)密不漏。
(3) 氫管道集中的部位,應(yīng)有防震和防磨擦措施,并加強對管道的檢查,防止因管道之間相互磨擦,造成管壁局部變薄而泄漏。
(4) 氫氣置換站管路改進時,應(yīng)用無縫鋼管,嚴(yán)禁使用鑄鐵管件,并且管路連接盡量使用焊接方式。更換的管道較長時,在投入運行前應(yīng)用二氧化碳將管內(nèi)的空氣排出。
(5) 大修時必須對所有氫管路閥門進行解體檢查,單獨進行風(fēng)壓試驗?!】稍谂c發(fā)電機本體氫氣系統(tǒng)直接連接的閥門前加裝一道備用門,正常運行時,備用門常開,當(dāng)原有閥門及后續(xù)管路出現(xiàn)缺陷時,可關(guān)閉備用門,進行隔離。
6 整體氣密性試驗
(1) 大修結(jié)束之后,應(yīng)進行發(fā)電機整體密封試驗,此時密封油系統(tǒng)應(yīng)經(jīng)試驗正常并投入運行。試驗時通入發(fā)電機的壓縮空氣應(yīng)先通過空氣干燥器,必須是干燥清潔的。
(2) 發(fā)電機的查漏,可用肥皂液涂刷,通過觀察氣泡來進行,所用肥皂液的稀稠度應(yīng)適當(dāng)。重點應(yīng)檢查在運行中不能檢查到的或不能處理的部位,如發(fā)電機套管、發(fā)電機母線處的法蘭等部位。
(3) 所有漏點處理之后,需對發(fā)電機進行靜態(tài)下充壓縮空氣的查漏試驗,試驗壓力為0.2 MPa,試驗時間為24 h。查漏不要與冷風(fēng)器通水試驗同時進行,以免由于溫度的不正常變化造成誤判斷。
(4) 在額定氫壓下,以機組轉(zhuǎn)動24 h的全部漏氫量不超過發(fā)電機氣體總?cè)莘e的5%為合格。
7 氫氣系統(tǒng)的運行監(jiān)督
(1) 發(fā)電機運行中應(yīng)保持額定氫壓,當(dāng)出現(xiàn)漏氫量異常增大時,應(yīng)查找漏點。不得用降低氫壓作為減少漏氫的手段。
(2) 氫氣的純度和濕度是保證機組安全運行的重要參數(shù),運行中應(yīng)嚴(yán)格把關(guān)。
(3) 發(fā)電機內(nèi)氫氣純度應(yīng)大于96%,氣體混合物含氧量小于1.2%,露點溫度控制在-25~15℃。(張振江,賀勝利)