自從氫冷發(fā)電機問世以來,漏氫就是長期困擾此種冷卻方式發(fā)電機組的問題。漏氫不只是造成機組的運行成本的提升,更嚴(yán)重的是由于漏氫不可控制形成的重大安全隱患。長二熱5、6號機組為哈爾濱電機廠生產(chǎn)的型號為QFSN3-200-2,經(jīng)FWL/B發(fā)電機自并激勵磁系統(tǒng)供給發(fā)電機勵磁,發(fā)電機定子繞組采用水內(nèi)冷,轉(zhuǎn)子繞組采用氣隙取氣斜流式內(nèi)冷,定、轉(zhuǎn)子鐵芯采用表面冷卻,整機內(nèi)部為密閉循環(huán)冷卻,額定壓力 0.3MPa。
1 問題提出
長二熱5、6號機組在投產(chǎn)初期存在漏氫量嚴(yán)重超標(biāo)的問題。廠家標(biāo)準(zhǔn)是小于11Nm3 /d 為合格,小于8Nm3/d為優(yōu)良。但是兩臺機組在試運和投產(chǎn)初期分別為28Nm3/d、47Nm3/d 在經(jīng)過認(rèn)真的漏點查找、分析和治理后,分別達到合格漏氫率2% (如表1)。
密封類型 雙流環(huán)密封 單流環(huán)密封
合格 優(yōu)良 合格 優(yōu)良
漏氫率% 2 1 3 2
表1 發(fā)電機漏氫質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
首先,經(jīng)過漏點查找,兩臺發(fā)電機漏氫主要問題為:
1)發(fā)電機上、下人孔,冷卻器人孔。機組運行1年后,既發(fā)現(xiàn)原廠配的密封件老化,全部更換。
2)冷卻器,主要有兩個問題。
哈爾濱電機廠在同一時期出廠的冷卻器都存在結(jié)構(gòu)設(shè)計的缺陷,在機組運行一段時間后內(nèi)部支撐斷裂,進而造成冷卻器鋼管斷裂,大量漏氫,所以要及時在機組有停運機會時予以消除。
冷卻器外部端蓋法蘭,由于制造廠原設(shè)計為兩層橡膠墊,一層銅墊,人為造成密封面增加。且由于該法蘭結(jié)合面較大,所以極易泄漏。長二熱2號發(fā)電機就曾因此原因造成泄漏量超標(biāo),后改為一層8mm丁晴橡膠墊,效果良好。
1)本體焊口沙眼;
2)本體上安裝的儀表測量的法蘭;
3)發(fā)電機外端蓋,原因是溝槽密封膠不滿或壓力不夠。
2 方法策略
2.1 外部設(shè)備、管路整治
發(fā)電機因為外接管路及設(shè)備較多,所以造成外部漏氫的可能性也增加。以我廠發(fā)電機為例,外接設(shè)備主要有純度儀、濕度儀、干燥器(1臺)、絕緣過熱分析儀等,這些儀器的內(nèi)部有許多管路和閥門,同時都有與發(fā)電機連接的管道[1]。發(fā)電機所必需的外部管道主要包括:氣體站、管道和閥門。這些外部設(shè)備的外漏點容易查找,處理。我們的經(jīng)驗是:
1)能夠利用焊接的,盡量減少法蘭與螺紋連接;
2)由于分子很?。ǚ肿恿恐挥?),所以較大的閥門要選用質(zhì)量好的波紋管截止閥,小的閥門多采用針形閥;
3)另外,排氫、排氮氣總門的內(nèi)漏也是不容忽視的泄漏點;
4)氣體采樣采用兩道閥門,一旦有漏點有利于處理。
2.2 密封瓦調(diào)整
該型發(fā)電機的密封瓦采用雙環(huán)流結(jié)構(gòu),總間隙要求在0.20mm~0.25mm范圍內(nèi)。有三種情況:
負(fù)偏差,這主要是在安裝質(zhì)量控制不嚴(yán)格造成的。負(fù)偏差使密封瓦與軸之間不易形成穩(wěn)定的油膜,所以要嚴(yán)格控制加工精度。
正偏差,如果密封油顆粒度控制不好,極易造成瓦和軸的磨損,造成間隙增大。在允許的范圍內(nèi)的增大不會造成漏氫,但會使密封油流量增加,密封油增加后是否會造成損耗增加我們在下面進行討論。
密封瓦橢圓度不合格,這種現(xiàn)象對穩(wěn)定油膜的形成是為不利的,所以在安裝和檢修過程中要堅決避免。
2.3 密封油的調(diào)整
密封瓦間隙有一定范圍的正偏差。同時考慮運行中瓦和軸的磨損。設(shè)計的空側(cè)密封油壓與壓力之間的差壓是0.05±0.01MPa。這是靠差壓閥來實現(xiàn)的,理想的狀態(tài)是空側(cè)和氫側(cè)的油壓完全一致,不發(fā)生向任何一側(cè)的串油,這是靠平衡閥來實現(xiàn)的。但是由于平衡閥的控制油只能取自兩側(cè)油壓的一點,而實際密封瓦油環(huán)是整個圓周,不可能做到完全不串油。運行中應(yīng)該在關(guān)閉氫側(cè)密封油箱進、排油閥后,觀察油位變化情況來調(diào)整平衡閥,盡量減少兩側(cè)相互串油。如果串油嚴(yán)重會造成泄漏增加,這是因為:資料顯示的溶解度在表壓0.3MPa壓力下為35%左右[2]。所以氫側(cè)的密封油含有大量的。如果氫側(cè)油不與空側(cè)交換,獨立循環(huán),飽和后就不會增加消耗量;如果發(fā)生空側(cè)向氫側(cè)串油,則氫側(cè)密封油油箱油位高后會排至空側(cè)密封油系統(tǒng)。如果氫側(cè)向空側(cè)串油,那就是直接把含有大量的油排到空側(cè)系統(tǒng),空側(cè)密封油與主機潤滑油都有排氫風(fēng)機,在壓力下降后從油中析出,終排走但因為空側(cè)油的稀釋和溶解,不會造成太大的損失。如果空側(cè)密封油配有真空油凈化裝置,情況就不同了,凈化裝置會把油中所含氣體大量排出,會明顯造成泄漏量增加。
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