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新形式发电机气体漏料的端由和密封变革
2012年02月22日 15:45 密封产业网

  部件接合欠佳直接外漏发电机的氢气通过泄漏点漏到机壳外的空气中,常见的部位有:发电机膛下热工接线盘及人孔门密封圈,热工引出线,发电机本体汽端、励端外端盖处、密封瓦处,氢气系统法兰结合面、阀门门杆,氢气冷却器、氢气干燥器等。密封失效导致氢气泄漏密封瓦失效,密封环上的密封结构失效,可导致氢气泄漏到密封组件气侧,泄漏氢气在设备内部(密封组件与油挡环之间的空侧空间)形成组合混合爆炸性气体。

  空心导线严密性遭破坏,漏入定子线棒冷却水中发电机定子绕组采用水内冷,其空心导线内的水压低于机内氢压,当空心导线的严密性遭到破坏,氢气便先漏入定子绕组空心导线内冷水中,阻碍水的正常循环,降低冷却水量和有可能使冷却水水浸润渗出。

  密封油系统的运行和调整不当密封油系统调整不当,导致空、氢侧油流互相窜油或氢侧油箱过量补油,使得氢气的纯度下降,加大了氢气的日补气量。

  发电机氢气系统泄漏量大的危害性分析该发电机的充气体积为72m3,额定运行压力为03MPa,转化为标准大气压状态下的总容积为216m3。由于氢气是一种易燃易爆的气体,在着火条件诱发下能与氧气化合,产生燃烧或爆炸。

  氢气直接外漏的危险性分析直接外漏是*常见也比较容易处理的一种漏氢方式。对于直接外漏,一般能够通过氢气检测仪较为迅速的检测发现,并迅速处理好或采用相应的临时措施,因此发生氢气燃烧或爆炸的可能性较小。

  但如果漏氢得不到及时的处理,则也很容易发生氢气燃烧或爆炸。根据有关资料显示,假设发生大量泄漏氢气在设备外部与空气混合形成爆炸性气云,遇火源发生爆炸,可采用TNT当量法来预测蒸汽云爆炸的严重度。假设一定百分比的气云参加了爆炸,并以TNT当量来表示气云爆炸的威力,一般用下式来估计气云爆炸的TNT当量mTNT:mTNT=VfQf/QTNT(1)式中气云的TNT当量系数,取值范围:002%159%,这个范围的中值:30%40%;mTNT气云的TNT当量,kg;Vf气云中燃料的体积,m3;Qf燃料的高燃烧热,Q氢气f=1277MJ/m3;QTNTTNT的爆炸热,QTNT=145MJ/m3。

  考虑到氢气易扩散,泄漏量一般不会很大,且泄漏发生在室内等实际情况,取=5%,QFSN-300-2型发电机的氢容量转化为标准大气压状态下的总容积为216m3,取Vf=216m3。将上述数据代入式(1),得mTNT=(0052161277)/145=951(kg),即当发电机氢冷系统中5%容积的氢气参与了爆炸时,其爆炸威力相当于951kgTNT在空气中爆炸,其威力是巨大的。

  漏到发电机密封组件气侧的危险性分析由于在设备内部,对于这类漏氢的运行检测目前尚无有效的方式。由于此类漏氢暂不能进行有效监视,可能导致发现异常太迟,出现检测方式不当,甚至采取危险的处置方式等问题,因此这类泄漏方式虽然不常见,但其危险性比氢气外漏危险性更大。

  氢气和氧气的混合物,一旦达到爆炸极限,经能量诱发很容易发生着火或爆炸,氢气爆炸反应伴随冲击波,其速度达到超音速,有资料称可达到600900m/s.由于此处的氢气爆炸发生在一个固定的容积内,因此爆炸的威力更大,其危害性也更强。

  密封组件与油挡环之间的狭小空间形成的氢气和氧气混合性气体一旦发生爆炸,爆炸力将向发电机内、外两侧造成破坏,同时引起火灾。在外侧方向,可能揭掉发电机外端盖,失去阻挡的密封油及轴瓦润滑油可能会被点燃后大量流出,形成严重的立体火灾;内侧方向,可能进一步破坏密封瓦结构,使发电机内的氢气大量漏出,进一步扩大爆炸的威力。

  破坏的密封瓦对高速旋转的转子也会造成损伤,并损伤轴系的汽机部分,造成严重的设备事故。漏入定子线棒冷却水的危险性分析此类漏氢情况发生后,氢气进入到定子冷却水中,当定子内冷水进入定子内冷水箱后卸压,这些氢气就可以被析离出来,定子内冷水箱上设置一排空管,可以定期打开排空气。此类漏氢情况是*少发生的,即使发生,一般由于泄漏量很小,且内冷水系统为一个闭式循环系统,因此泄漏的氢气在系统中几乎不与空气混合,因此基本没有氢气爆炸的危险。

  加大运行和检修力度由于发电机氢气系统本身的特殊性,其泄漏是不可避免的,因此厂家规定标准状态下泄漏量8m3/d即为合格;但在机组长期的运行中,各密封件的老化、松动、密封间隙变大等趋势是不可避免的。

  因此,保证发电机氢气系统泄漏量维持在一个合格的范围内是一个长期的任务,需要长期认真地检修和调整。机组在备用状态下,检修维护人员应根据停机前的补氢情况,安排进行氢系统的查漏工作,仔细查找所有结合面有无泄漏,然后检查所有接外界的阀门有无内漏,再检查密封环或密封油压有无异常导致发两端漏氢,确保在开机后漏氢量在合格范围内。发电机出现氢气直接泄漏情况后,一般来说用氦氢检测仪配合密封性试验,只要工作认真、仔细,是可以做到100%的解决。

  机组运行中,运行人员应严密关注发电机氢系统的漏氢情况,氢压下降较快时应及时检漏,同时通知检修维护人员同时参加检漏,发现问题,进行及时的隔离和处理。除运行人员外,检修维护人员每天也应注意运行中的补氢情况,以便及时处理。

  调整密封瓦间隙在合格范围内按制造厂要求,发电机组密封瓦直径间隙为015028mm,在大、小修中注意对间隙跟踪测量、记录和调整,使密封瓦的径向间隙在标准范围,*多只能比标准大005mm;另外椭圆度要小于005mm,两个密封环要基本上保持同心同圆。减少由于间隙加大而造成的空、氢侧油流直接在密封瓦中的交换。

  建议经过以上改进,襄樊电厂4台机组氢气系统泄漏量已有了一定的降低,基本满足了机组长期高负荷运行的需要,多台机组连续运行100多天氢气系统泄漏量正常。但氢气系统泄漏量并未完全达到设计要求,根据实际情况,提出以下建议:在发电机气体置换过程中只要按规程操作是完全可以避免氢侧油箱满油的,实际中也很少操作氢侧油泵出口到空侧油泵入口的管路,因此建议不加装这一管路,而代之以更合理的技术措施和严谨的管理,减少系统的泄漏点。

  

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