1、全国火电 600MW 机组技术协作会第十三届年会论文集 电气311西门子 660MW 发电机氢气泄漏处理及分析纪 军 王轶斌（ 华能邯峰发电厂 河北省 邯郸市 056200）【摘 要】华能邯峰电厂两台西门子生产的 660MW 发电机存在不同程度的氢气泄漏现象，原因是发电机端盖间隙超过标准及端盖密封胶固化失效所致，本文通过分析发电机氢气泄漏的原因，叙述了在不影响发电机运行的情况下所采取的临时堵漏措施，以及在大修时采用新的工艺彻底解决了该发电机氢气泄漏问题。【关键词】 发电机 氢气泄漏 密封胶 堵漏1 概况1.1 发电机冷却方式华能邯峰发电厂装机容量为 2 台西门子生产的 THDF115/67 型
2、 660MW 氢冷发电机，绝缘等级F，双星形接线，定子绕组采用了较为先进的 MICALSTIC 绝缘系列。发电机冷却方式：转子绕组采用轴向氢气冷却、额定氢压 4bar、冷氢温度 38；定子绕组采用水内冷，内冷水系统采用了带有PH 值、导电度自动控制系统。1.2 发电机氢系统密封方式1）橡胶胶条密封：密封部位包括人孔门、氢冷器与本体结合面、温度测试线端子。2）密封胶密封：发电机两侧端盖与本体及上下端盖对口结合面，密封胶为西门子提供的Terostat-33 型液态密封胶。3）单流环密封瓦密封转子与定子轴向间隙。4）垫式密封：主要用于发电机内一次水系统的绝缘引水管的连接。2 氢气泄漏的状况及采取的应
3、急堵漏措施2.1 氢气泄漏的状况两台发电机自 2000 年投产后，都不同程度的出现了氢气泄漏现象，其中#2 发电机最为严重。使用氢气检漏仪进行检查，显示氢气含量最大值为 11；查补氢记录，日补氢量平均 21m3/24h，大于西门子安装手册规定的 18m3/24h，远远大于国家规定的 16m3/24h。氢气泄漏部位有两处：1）一处在汽励两侧下端盖稳钉盖板处，如图 1 小箭头所指处为氢气泄漏点。全国火电 600MW 机组技术协作会第十三届年会论文集 电气312图 1 稳钉盖板处氢气泄漏部位2）另一处在汽励两侧上下端盖结合处外表面，如图 2 小箭头所指处为氢气泄漏点。图 2 端盖结合面氢气泄漏部位2
4、.2 临时采取的堵漏措施1）首先采用的方法是对端盖密封胶槽进行补胶，但密封胶已很难注入。注胶枪胶管耐受压力为 400bar，胶管已被涨变形，仅有极少量密封胶被注入。2）加罩的方法。针对#2 发电机下端盖稳钉处漏氢，用钢板制做成无底铁盒，盒盖带有放气门，将铁盒罩在漏氢部位，用 AB 胶将铁盒与大盖紧密粘合在一起，待 AB 胶完全固化后再利用螺丝加橡胶垫将放气门堵死。此方法较好的堵住了电机下端盖稳钉处的氢气泄漏，直到发电机大修时未发生泄漏现象。3）用附加堵板的方法封堵发电机上下端盖对口部位漏氢，如图 3 所示。全国火电 600MW 机组技术协作会第十三届年会论文集 电气313图 3 采用加罩的方法
5、图 4 对口结合面内部结构因为上下端盖结合处外表面凹凸不平，机加工附加堵板不能做成相对应的形状，因此造成堵板无法完全紧密的贴在漏氢部位，在堵板四周存有间隙。涂抹 AB 胶且其固化以后，AB 胶与金属的膨胀系数不同，对于堵板四周间隙大的部位会发生龟裂，使封堵失败。如图 3 中小箭头所示为仍存在氢气泄漏部位。且下端盖的对口结合面中间部位是凹型结构，如图 4 所示。采取外加堵板的办法只能保证上下端盖结合面的外围表面不漏氢，但无法保证不向发电机内侧的轴承室泄漏，如图 4 中长箭头即为存在的漏氢通道。3 发电机漏氢原因分析及检修时采取的处理方法3.1 发电机漏氢原因分析1）无法补胶的原因：原装 Tero
6、stat-33 型密封胶在运行时，受温度和压力的影响，与空气接全国火电 600MW 机组技术协作会第十三届年会论文集 电气314触后胶中的有机溶剂极易挥发，使胶在胶槽内凝固而失去密封作用，如图 5 所示。在 2007 年#2 发电机大修时，启用库存 Terostat-33 型密封胶时，发现 200 桶密封胶已全部固化，证明了该型密封胶在性能上存在严重缺陷，不适合用于发电机的端盖密封。图 5 固化的 Terostat-33 型密封胶图 6 下端盖对口结合面漏氢点2）下端盖稳钉处漏氢原因：发电机在安装时注胶顺序不对，安装下端盖时先将密封胶填充在下端盖密封槽内，上下端盖组装后再进行注胶。导致有气体掺
7、入密封胶内，使胶体固化，造成泄漏。3）上下端盖对口结合面处漏氢原因：该处结构见图 6 所示， A 为端盖与本体的密封胶槽，槽宽 9mm；B 为端盖结合面胶槽，槽宽 9mm；C 是本体胶槽与端盖结合面胶槽的连接槽，槽宽 3mm。从图中可以看出，连接槽截面相对较小，所以此处的密封胶更容易固化。在 2007 年#2 发电机检修时，测量大盖的平整度及上下端盖结合面处的间隙，发现励侧连接槽部位间隙 0.13mm，汽侧连接槽部位间隙 0.08mm，西门子安装手册规定此处间隙不应大于 0.04mm。该处间隙严重超标，连接槽中的密封胶固化后，造成氢气从这个部位大量泄漏。全国火电 600MW 机组技术协作会第十
8、三届年会论文集 电气3153.2 大修时采取的处理方法3.2.1 使用新型液态密封胶通过对新型产品的调研，决定使用 T25-75 型液态密封胶替换原用的 Terostat-33 型密封胶。新型密封胶特点是：在常温空气条件下仍有较好承压能力和流动性。3.2.2 提高组装工艺端盖组装前，将各个部位清理干净，当所有部件组装完后再进行注胶。注胶顺序为先注上下端盖与本体的胶槽，再注上下端盖结合面的胶槽。注胶时严格监视出胶孔的情况，等出胶孔出来的胶完全没有气泡时方算合格。3.2.3 修补上下端盖结合面。在组装时经过多次测试，最终采取在间隙处涂抹膨胀系数与金属相近的液态金属胶，并对汽励两侧上下端盖进行精细研
9、磨，确保该处的平整度。调整了端盖螺丝紧固顺序，并将紧固力矩由1600N 调整为 1800N。在全部组装完毕后，测量两侧对口间隙为 0.03mm，完全符合要求。4 效果检查通过采取以上措施，发电机气密性试验一次通过，且为历次试验最好值。运行 48 小时后补胶一次，运行 148 小时后进行第二次补胶。取 2006 年 4 月 7 日至 2006 年 7 月 17 日，10 周内每周的平均日补氢量与 2008 年 7 月 14 日至 2008 年 9 月 21 日 10 周内每周的平均日补氢量相比较，见表一、表二所示：表 一 、 06年 10周 内 平 均 每 日 补 氢 量151617181920
10、21221 2 3 4 5 6 7 8 9 10周立 方 米全国火电 600MW 机组技术协作会第十三届年会论文集 电气316表 二 、 08年 10周 内 平 均 每 日 补 氢 量8101214161820221 2 3 4 5 6 7 8 9 10周立 方 米由表一、表二可以看到，发电机日平均补氢量由原来的 20m3/24h 降到 12.6m3/24h，大大低于西门子 18m3/24h 的要求，效果显著，从根本上解决了#2 发电机的氢气泄漏问题。5 总结1）要密切跟踪新型材料的发展动向，本次使用的液态金属胶和 T25-75 型密封胶，所具有的优良特性为这次处理发挥了关键作用。2）发电机安
11、装工艺非常重要，发电机在安装时注胶顺序不能搞错，否则会造成#2 发电机的下端盖稳钉处出现漏氢现象。 3）因为安装工艺及部件的应力释放，造成上下端盖结合面间隙过大。认真研究发电机结构，从根本上弄清漏氢的机理，才能有针对性的采取有效措施。参考文献：1 国家经济贸易委员会电力司.电力技术标准汇编（电气部分第三册-电机）.中国电力出版社，20022 西门子公司.THDF 115/67 型发电机安装手册.2000 3 梁浩.邯峰发电厂安装阶段发电机漏氢量的控制.河北电力技术，2004（6）作者简介： 纪军（1968 ）、男、助理工程师、电机检修技师、从事电机检修试验工作。工作单位：华能邯峰发电厂单位地址： 河北省邯郸市峰峰矿区义井镇邮 编：056200
