3--发电机气水系统渗漏试验分析(李西哲1----纪军2-).doc

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THDF 660MW发电机气/水系统渗漏试验分析李西哲 纪　军（ 华能邯峰发电厂　河北省　邯郸市　056200）【摘　要】介绍了进口Siemens THDF 600MW 发电机利用氮气在一次水箱上部维持一定压力进行一次水回路压力试验的方法；介绍了进口Siemens THDF 600MW 发电机气密试验的方法，该方法安全、可靠 ，取得了较好的效果关键词】 一次水系统内部部分；一次水系统外部部分；氮气垫0　概述大型发电机静子绕组及出线套管，称为一次水内部部分，与之对应，发电机以外相关冷却水管路、一次水泵、阀门、变送器、过滤器及冷却器称为一次水外部部分，两者统称为一次水系统由于长周期承压运行，容易产生水渗漏现象，无论进口还是国产机组曾多次发生由于发电机内漏事件引起停机的事故华能邯峰电厂安装有两台Siemens THDF 660MW发电机，自2000年投运至今，一次水系统未进行压力试验为了保证发电机安全长周期运行，2007年12月利用#2机组A级检修机会用氮气进行了#2发电机一次水系统水压试验。

Siemens THDF 660MW发电机是转子绕组直接轴向气体冷却，定子绕组直接水内冷，额定运行氢气压力4bar与国产发电机设计不同之处是在发电机顶部设有一次水箱，该设计保证了一次水系统中所存在的气体，都汇聚到一次水箱的顶部（正常运行液位约260mm），不会在管道及绕组内产生憋气现象，保证了一次水在绕组内的流量正常运行期间，一次水箱上部氢气压力达20Kpa时通过压力释放阀自动排入大气；发电机投入运行前，通过专用管路向一次水箱顶部充入氮气以维持正压发电机一次水系统渗漏试验是在一次水箱液面上施加一个氮气垫来实现，并维持一定压力和时间1　一次水系统压力试验准备工作1.1　工器具及专用仪表如下：压力表2块，最大量程6bar、 0.25级和10bar、 0.25级压力表变径接头2个（画图修配加工）氮气 1瓶专用堵板（画图修配加工）3mm耐油胶皮若干1.2　整个一次水系统运行方式：一次水泵停运2　试验过程THDF 660MW发电机水系统过程信息图（P+I图）2.1　一次水外部部分压力试验2.1.1　由于渗漏试验仅限于一次水外部部分，所以发电机绕组、套管和相连接器必须进行隔离为此：关闭一次水外部系统相关热工变送器、采样回路前阀门（事先征得热工专业同意）；关闭发电机静子冷却水入口阀门MKF41 AA151并加装堵板；关闭套管/相连接器冷却水入口阀门MKF51 AA151并加装堵板；关闭发电机静子冷却水出口阀门MKF51 AA061并加装堵板；关闭发电机静子冷却水出口放气阀门MKF41AA531并加装堵板；关闭发电机静子冷却水入口放气阀门MKF41AA521并加装堵板；将压力表MKF80 CP511更换为10bar、 0.25级压力表。

2.1.2　试验方法及结果分析关闭阀门MKF80AA061，打开阀门MKF01AA 055，轻微打开氮气瓶体阀门，一次水箱压力开始上升，在此期间用压力表MKF80 CP511进行监视，显示10bar立即关闭阀门MKF01AA 055开始检查所有法兰、螺栓及焊接部位等热平衡建立后，10min压力表MKF80 CP511指示无变化，试验合格2.2　一次水内部部分压力试验由于渗漏试验为一次水内部部分，即：发电机静子绕组及套管/相连接器，维持2.1项压力试验结束后系统状态不变，将压力表MKF80 CP511更换为6bar、 0.25级压力表，打开阀门MKF41AA531，一次水箱压力开始上升，在此期间用压力表MKF80 CP511进行监视，显示6bar立即关闭阀门MKF41AA531热平衡建立后，试验时间48hour. 试验期间仔细检查所有法兰、螺栓及绝缘引水管等压力表MKF80 CP511轻微下降也要查明原因3　压力试验综合分析第一种方法是一次水外部部分水压试验该方法是利用一次水箱在发电机顶部的设计结构，用氮气在一次水箱上部维持10bar压力气垫实验结果表明：热稳定建立前，压力表MKF80 CP511压力下降过快，原因在于一次水箱上部气体管路较多，造成一次水系统顶部气体空间过大，检修现场的温度变化容易造成气体的膨胀及压缩，并且系统过于庞大，极易影响实验结果。

消除表管接头、过滤器法兰渗漏现象后，系统进入稳定状态第二种方案是仅对发电机定子绕组进行压力试验因在正常运行时，定子绕组漏水是火电机组最严重的事故之一，其危害轻则停机停炉，重则损坏主机，烧毁定子绕组或铁芯因此该方案着重检验定子绕组的耐压情况，可有效检测到因水电接头焊接不良（夹渣沙眼）而可能造成的渗漏4　发电机整体气密试验4.1　目的为了保证发电机安全可靠的运行，所有的系统都要按要求进行检查和操作4.2　用空气进行发电机H2系统的密封试验发电机大修组装完毕并将密封油系统投入运行后，发电机以及和发电机相连的气体系统必须用压缩空气进行密封试验，为此有一个专用阀门MKG91 AA105(见P+I图)与压缩空气系统相连，供气压力6—9bar,流速60dm/s. 试验压力应该等于发电机的运行压力(4bar), 试验期间的压力变化由控制室DCS监视，试验时间至少为48hours试验时，发电机的静子绕组应充有水 一次水箱应该为大气压力并且废气管路关闭虽然一次水的外部部分已经进行了密封试验，但是一次水的内部部分（静子绕组、相连接器和套管部分）应包括在发电机H2系统的密封试验中为此， 一次水箱废气管路的压力表应该换成0.25级U型管表，该表对压力的反映很灵敏。

假如一次水箱的压力有变化说明发电机本身有气体泄漏，必须进行仔细检查如果空气的泄漏低于2.4m3/D=100d m/1h则被认为合格空气的泄漏由下式决定：其中：： 标准状况下空气的泄漏量m3/D标准状况：温度：0℃；压力：1.013bar） ： 气密试验的持续时间（hours）： 发电机的容积（m3）： 试验前机内的表压（mbar） ： 试验后机内的表压（mbar） ： 试验前大气压表的读数（mbar） ： 试验后大气压表的读数（mbar） ： 试验前发电机内的平均温度（℃） : 试验后发电机内的平均温度（℃） 试验实例： 表1 发电机气密试验前后温度的采集　发电机内温度测点试验初始温度试验结束后温度 静子铁芯22槽测点140.5435.42 静子铁芯22槽测点240.3635.37静子铁芯22槽测点340.1635.17 静子线棒顶部测点141.2335.78 静子线棒底部测点241.2835.83A/B氢冷器后冷气测点30.9228.33C/D氢冷器后冷气测点32.3929.96氢冷器前热气测点31.3326.02平均温度　37.28　32.74　表2 试验结果实验时间24 h发电机容积85 m³初始机内压力4043 mbar结束机内压力3954 mbar初始大气压力1001 mbar结束大气压力1001 mbar机内初始平均温度37.28°C机内结束平均温度32.74°C24小时泄漏量1.136 m3发电机经过24小时密封试验，泄漏量为1.136 m3/D，本次试验的结果为合格。

4.3　气密试验综合分析如果空气的泄漏大于2.4m3/D，可能泄漏的地方为：1）阀兰连接处2）连接螺栓3）焊接处4）端部套管5）夹紧螺钉 6）密封瓦等检查时，对于怀疑的地方可以刷泡沫液体，如果有气泡出现说明有泄漏空气的气密试验合格后可以充入CO2和H2如果用H2进行气密试验，泄漏值可能是用空气的4倍，即：低于9.6 m/D=400d m/h则被认为合格，这时的泄漏检测应该用测氢仪或刷泡沫液体4.4　发电机运行期间H2系统的泄漏控制发电机运行期间，氢气泄露分为可控部分与不可控部分，可控部分包括：气体分析仪、湿度测量仪和密封油箱真空度（-30KPa）的大小不可控部分包括发电机内部各个密封部位，泄露严重时需要停机处理，发电机整体气密试验就是针对不可控部分进行的试验氢气的泄漏必须以H2消耗量为基准进行连续监视，允许的H2泄漏量为18m/D，允许的泄漏率为18 /340 m ＜ 5%（340 m：将发电机内部氢压填充至4bar氢气的消耗量），超过此值就认为发电机的泄漏不合格像气体分析仪所用的气体和密封油中带出的气体不包括此范围内 参考文献： [1] Siemens 发电机运行维护手册10/20MK.1.06 作者简介： 李西哲（1965－），男，电气工程师，主要从事发电机检修及相关技术管理工作工作单位：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：056200305。