发电机定冷水系统漏氢量的监测

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1、发电机定冷水系统漏氢量的监测（深能合和电力（河源）有限公司广东河源517000）摘要：2015年3月18日河源电厂1号机组启动后，发电机定冷水箱漏氢监测值上升，达到报警值4%。由于目前尚无有效的方法能准确测得发电机膛内氢气漏向定冷水系统的量，该漏氢缺陷一直困扰机组运行。自2015年04月至06月，木文采用三种方法对定冷水箱漏氢量进行监测，都定性得出定冷水箱漏氢量不大，尚未达到《防止电力牛产事故的二十五项重点要求》中规定“内冷水系统中漏氢量达到0.3m3/d时应在计划停机时安排消缺”的要求。目前该发电机组一直

2、安全运行。关键词：发电机定冷水；漏氢量；气体收集；1河源电厂1号发电机定冷水箱漏氢概况河源电厂1号发电机是哈尔滨电机厂有限公司制造FSN-600-2YHG型汽轮发电机，2009年1月投产运行。发电机额定功率600MW,运行氢压0.4±0.2Mpa,额定氢气纯度98%,定冷水入口压力0.25-0.35Mpa<>发电机采用“水氢氢”冷却方式，即定子绕组水内冷，转子绕组氢内冷，定子铁芯氢冷。正常情况下，氢气系统和水冷系统是完全隔离、独立的两套系统。氢气系统由发电机定子外壳、端盖、氢气冷却器、密封瓦、

3、密封油组成一个闭式循环系统。定子冷却水系统也是一个闭式循环系统，采用高纯度冷却水将定子绕组的热量传出流回到定冷水箱，通过定冷水泵增压经冷却器换热后再回至发电机定子绕组吸热。定冷水箱的排气有两路，一路称为启动排气，另一路称为运行排气。启动排气肓接从定冷水箱顶部经启动排气门引至厂房外，正常运行时该阀门关闭。另一路排气经定冷水箱压力安全门后，流经氢气流量计后排气至厂房外，正常运行是该排气口常开。但因排气管路上有安全门，所以定冷水箱内气体处于微正压0.035MPa状态。河源电厂发电机定冷水箱顶部装设有一氢气监测仪表

4、，监视定冷水箱顶部氢气浓度，当氢气浓度达到4%时■报警。自2015年3月18H1号机组启动后，DCS画面中发电机定冷水箱漏氢监测值上升，3月26日达到报警值4%。《防止电力生产事故的二十五项重点要求》中10.5.2规定“内冷水箱中含氢（体积含量）超过2%应加强对发电机的监视，超过10%应立即停机消缺。内冷水系统中漏氢量达到0.3m3/d时应在计划停机吋安排消缺，漏氢量大于5m3/d时应立即停机处理2发电机定冷水箱产生氢气的原因分析发电机定冷水系统在正常运行环境下不可能分解产生氢气。但是据有关试验证明：水氢氢

5、冷发电机系统正常运行中，发电机内氢气的运行压力0.4Mpa大于定冷水的运行压力0.25MPa,所以氢侧总是有微量的氢气通过聚四氟乙烯管微孔等处漏入定冷水中。当发电机膛内定子内部水系统冋路组成件有问题吋（如空芯导线裂纹、水接头漏、引水管沙眼、汇流管接头渗水、密封垫失效等），氢气将从发电机的这些部件漏到定冷水系统内并溶解，当氢气在定冷水溶解达到饱和，就随定冷水的流动逐渐在定冷水箱析出，并聚集在定冷水箱内，然后从定冷水箱顶部排出。这就是发电机氢气系统岀现内漏。当泄露量足够大吋，氢气来不及溶解，可能直接随水流流冋定

6、冷水箱，也可能直接在发电机的某些管路上聚集形成气阻，严重威胁发电机的安全运行。3发电机定冷水系统漏氢量监测方法与实施由于目前尚无有效的方法能精确测得发电机内氢气漏向定冷水系统的量，所以在有限的条件下我厂采用以下多种试验方法以获得该漏氢量，以定性的诊断发电机的漏氢状况。3.1定冷水排气系统流量计直接测量法河源电厂定冷水箱排气系统设计了氢气流量计，记录通过流量计排到厂房外的气体体积流量。但该流量计安装在水箱旁，系统运行时高温的定冷水系统将产生水蒸汽，水蒸气随着气流通过流量计吋将在该流量计里面凝结，严重影响流量计

7、数读的准确性。3.2加装临吋流量计测量法加装临时流量计测量法是将启动排气门排向厂房外的管口接上橡胶管并串联上流量计及氢气纯度仪。测量吋关闭定冷水箱运行排气管路总门，开启定冷水箱启动排气门，然后记录流量计流量及氢气纯度仪读数。经过几次测量发现流量计及纯度仪读数晃动后变为零，说明定冷水箱内气体压力与大气压力相当，不能被排出来。于是采用定时憋压的方法，将定冷水系统不补水不取样，保持水位稳定，憋压12小吋。憋压12小吋后微开水箱启动排气门，初期流量大约25ml/min,氢气纯度高，随着排气的进行，流量及纯度均下降，

8、20分钟后流量计氢气纯度均降至0。通过该方法能大致判断，发电机漏氢量不大。3.3理想气体状态方程核算法3.3.1核算依据理想气体状态方程pV=nRT描述了理想气体在处于平衡态时，压强、体积、物质的量、温度间关系的状态方程。公式中p是指理想气体的压强Pa,V为理想气体的体积L,n表示气体物质的量mol,而T则表示理想气体的热力学温度K；R为理想气体常数,约为8.3144J/(mol•K)。当定冷水箱内气体