全国火电600MW机组技术协作会第十三届年会论文集 电气
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18m/24h，远远大于国家规定的16m/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。
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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
2.2 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。
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图3 采用加罩的方法
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Terostat-33型密封胶在运行时，受温度和压力的影响，与空气接触
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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６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。 3.2 大修时采取的处理方法
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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：
立方米22212019181716151234567表一、06年10周内平均每日补氢量10周 315
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立方米2220181614121081234567表二、08年10周内平均每日补氢量3
10周3
由表一、表二可以看到，发电机日平均补氢量由原来的20m/24h降到12.6m/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，2002 [2] 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
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