CN109158827B - 一种发电机组防漏氢处理工艺 - Google Patents

一种发电机组防漏氢处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及发电机组技术领域，公开了一种发电机组防漏氢处理工艺。所述发电机组防漏氢处理工艺包括拆除绝缘夹板；切除设置于出线盒内的部分金属隔板；对位于所述出线盒内部的引线、引水管和出线套管均进行防护；焊接发电机密封机座和所述出线盒的内部结合面之间的缝隙。本发明能够密封接线盒与机座之间的缝隙，减少发电机组的漏氢量。

Description

一种发电机组防漏氢处理工艺
技术领域
本发明涉及发电机组技术领域，尤其涉及一种发电机组防漏氢处理工艺。
背景技术
现有技术中汽轮发电机出线盒与机座的结合面存在漏氢现象。主要原因在于，现有的发电机出线盒采用反磁性不锈钢，通过螺栓使接线盒与机座紧固，出线盒结合面上开设有T型密封槽，安装时，预填HDJ892密封填料，为保证出线盒与机座的良好密封性，在预填的密封胶上面再填充一层单组份硫化硅橡胶。此外，在出线盒共设有四个挤料口用以向T型槽内加注HDJ892密封填料。上述挤注填料工序为，从一个挤料口注入，在相邻挤料口溢出，依次注入，直到注满为止，然后旋紧挤料口螺钉。
出线盒结合面密封胶为机组安装过程中建设安装单位注入，其后维护人员根据结合面漏氢情况补胶，无法进行整圈密封胶更换，由于受到机组负荷频繁波动温差膨胀以及出线罩内部结构安装不合理等因素影响，且因紧固发电机出线盒及机座的螺栓存在螺栓拧紧力偏差较大的问题，密封填料从结合面T型密封槽经结合面缝隙进入发电机出线盒内部，出线盒密封槽密封失效造成结合面漏氢。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氢冷机组防漏氢处理工艺，能够密封接线盒与机座之间的缝隙，减少发电机组的漏氢量。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
提供一种发电机组防漏氢处理工艺，包括
拆除绝缘夹板；
切除设置于出线盒内的部分金属隔板；
对位于所述出线盒内部的引线、引水管和出线套管均进行防护；
焊接密封机座和所述出线盒的内部结合面之间的缝隙。
优选地，对所述出线盒的引线进行防护包括：
对所述引线的表面进行清理；
用铝箔包覆发电机引线；
在所述铝箔外包覆石棉布；
所述石棉布外周利用无碱玻璃丝带捆扎。
优选地，对所述出线盒内部的引水管进行防护包括：
用无碱玻璃丝带包覆所述引水管；
在所述无碱玻璃丝带外层包覆铝箔；
在所述铝箔的外层包覆石棉布；
所述石棉布外周利用无碱玻璃丝带捆扎。
优选地，对所述出线套管防护包括：
清理所述出线套管；
对所述出线套管覆盖石棉布保护。
优选地，在对所述对位于所述出线盒内部的引线、引水管和出线套管均进行防护后，还包括：
清理所述出线盒的底部腔室；
对所述出线盒的底部腔室覆盖石棉布保护。
优选地，还包括对所述出线盒外部的电流互感器进行覆盖石棉布保护。
优选地，对所述机座和所述出线盒的结合面进行焊接，包括：
焊接前在结合面处开设角度30°，深度10mm的坡口；
坡口打磨，上下两侧各打磨20mm至金属光泽；
采用手工钨极氩弧焊进行焊接，焊接电流为120A-140A，焊接速度为90-120mm/min。
优选地，所述手工钨极氩弧焊为手工氩弧焊单层多道焊接，所述手工氩弧焊单层多道焊接包括：
进行第一道焊接工序时，焊接熔池熔化至所述坡口下侧；
进行第二道焊接工序时，使2/3的熔池焊接材料熔化到所述第一道焊接工序焊接后的焊缝上，1/3熔池熔化到结合面；
在所述第二道焊接工序焊接后形成的焊缝上，进行第三道焊接工序。
优选地，所述焊接材料为ER309和A302，被融化的母材的熔合比为40％。
优选地，还包括焊接封堵所述出线盒底部的原排污口；
在所述出线盒底部开设一个新排污口，所述新排污口经过排污管连接于排污母管，所述排污管的两端分别与所述新排污口和所述排污母管焊接。
本发明的有益效果：本发明中对已经投入生产使用的发电机组的出线盒与机座的内部结合面进行焊接，通过小成本的改造，即彻底治理发电机组出线盒漏氢问题，降低运行中补氢操作频率和维护强度，消除了漏氢可能造成的氢爆事故，保证机组在额定氢压下长期安全运行，收到良好经济和安全效益。
附图说明
图1是本发明的出线盒和机座的结构示意图；
图2是本发明的出线盒和机座的局部内部结构示意图(未切除金属隔板)；
图3是本发明的出线盒和机座的局部内部结构示意图(切除金属隔板)；
图4是本发明的引线的防护结构示意图；
图5是本发明的引水管的防护结构示意图；
图6是本发明的图3中的A处的焊接时坡口结构示意图；
图7是本发明的图3中的A处的焊接后形成的焊缝的结构示意图；
图8是本发明的出线盒底部的排污口未改造前的局部结构示意图；
图9是本发明的出线盒的侧视图；
图10是本发明的出线盒底部的排污口改造后的局部结构示意图。
图中：1、出线盒；11、引线；12、引水管；13、出线套管；14、铝箔；15、石棉布；16、无碱玻璃丝带；17、原排污口；18、新排污口；19、排污母管；20、人孔门；21、水电接头；22、新排污管；31、结合面；
2、金属隔板；
3、机座；
4、电流互感器；
5、坡口；
6、绝缘夹板。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本实施例中提供了一种发电机组防漏氢处理工艺，应用的发电机组的冷却方式为“水-氢-氢”，额定氢压为0.35Mpa。发电机组分为1号机组和2号机组，在发电机组投入使用后，在1号机组和2号机组的发电机出线盒1与本体结合面31处存在漏氢现象，1号机组在发电机励端出现盒底部C相出线套管13旁的排污管接头处存在漏氢现象，需要定期向两台机组补充氢气。
如图1所示，在进行上述发电机组防漏氢处理工艺之前要进行安全准备工作，保证后续作业人员的安全。准备工作包括机组停运，补氢阀门隔离，保证氢置换后发电机膛内压力降为零，发电机盘车停止，发电机密封油系统停运，打开发电机出线盒1的人孔门20。
此外，为了达到人员安全作业的环境，还需要保证出线盒1通风良好，检测空间内含氧量不低于18％，氢含量低于0.2％。
此外，还需要办理空间作业证和动火作业证，使用便携式LED防爆工作灯照明，进入发电机出线盒1内部进行初步油污清理，之后开始对氢冷机组进行防漏氢处理工艺。
如图2-3所示，发电机组防漏氢处理工艺包括：人员通过人孔门20进入出线盒内部后，需要先拆除绝缘夹板6，绝缘夹板6用于支撑固定出线盒1内部的引线11，防止发电机短路故障导致引线11在电动力作用引起变形。
切除设置于出线盒1内的部分金属隔板2，目的是避免对机座3和出线盒1的结合面31进行遮挡和为焊接操作提供空间。现场采用等离子切割工艺，选用的是工厂用的0.4Mpa压缩空气做为气源，电流值范围为60A-75A，切割速度控制在300-400mm/min。优选的，电流值为70A。原因是可以保证切割效率的同时，在出线盒内部作业又不会产生过多的火花。当切割速度过快时，产生的火花的温度较高，火花飞溅，因出线盒内部的空间有限，大量飞溅的火花，不利于引水管和引线的防护，同时，不利于作业人员的安全。
再对位于所述出线盒1内部的引线11、引水管12和出线套管13均进行防护。
具体地，对所述出线盒1的引线11进行防护包括：首先，如图4所示，利用纯棉白布蘸无水酒精将引线11及其绝缘表面油污擦净，其次，利用30cm宽的铝箔14以半叠包的方式包覆发电机的引线11，之后以半叠包的方式在铝箔14外包覆厚度为2mm的石棉布15，最后用无碱玻璃丝带16将石棉布15捆扎。其中“半叠包”是指在后缠绕包覆的铝箔14叠加在先缠绕包覆的铝箔14的宽度的一半的方式对引线11进行包覆，包覆后形成两层铝箔14。
如图5所示，对所述出线盒1内部的全部引水管12均进行防护，上述对引水管12的防护包括：首先用规格为25mm*12m的无碱玻璃丝带16以半叠包的形式包覆引水线，形成两层防护；在引水管12与引线11通过水电接头21进行连接，水电接头21部位凸出，受力损坏后修复费用高且工期较长，因此，对水电接头21部位采用规格为25mm*12m的无碱玻璃丝带16包覆三层以加强防护；其次，在所述无碱玻璃丝带16外层以半叠包的方式包覆铝箔14，形成两层铝箔14包覆层，外层用2mm石棉布15包裹，并利用无碱玻璃丝带16捆扎扎牢，作为引水管12隔热防护。
在对出线套管13进行防护之前，需要清理出线套管13表面油污，用石棉布15对出线套管13包覆保护。
此外，还要对出线盒1底部腔室的油污及杂质进行清理，防止施工作业过程产生火花着火。清理完成后，铺设石棉布15进行防护。
上述防护措施的作用还有防止焊接过程中产生的焊渣、火花迸射到出现盒的内部结构件上造成损坏。
在对出线盒1内部进行内部防护之后，在对出线盒1和机座3的结合面31处的缝隙进行焊接之前，还需要清理出线盒1与机座3结合面31之间的油污以及溢出的HDJ892密封填料。
焊接密封出线盒1和出线盒1结合面31之间的缝隙时，经光谱仪分析发电机出线盒1材质为304不锈钢，发电机机座3为16Mn钢，两种异种金属之间成分和组织、性能上的差别很大，在焊接中由于熔化的16Mn钢母材的稀释作用，使焊缝中奥氏体形成元素含量减少，可能会出现马氏体组织，恶化接头焊接质量甚至可能出现裂纹。为避免马氏体组织形成，应选用含铬镍较高的焊接材料。选用ER309与A302焊接材料，当母材的熔合比为40％时，焊缝为2％铁素体的奥氏体+铁素体双相组织，能得到较高抗裂性能焊缝。
如图6和图7所示，焊接前在结合面31处开设角度30°，深度10mm的坡口5；再对坡口5打磨，上下两侧各打磨20mm宽度至金属光泽。由于发电机出线盒1内空间狭小，采用手工钨极氩弧焊焊接。焊接工艺的焊接电流130A，焊接速度90-120mm/min。
由于结合面31残余HDJ892密封填料在焊接高温下产生带压力液气直接穿透焊缝，易造成焊缝气孔缺陷，选用手工氩弧焊单层多道焊接方法。进行第一道焊接工序时，整个熔池熔化到坡口5下侧，这样再焊接第二道时不但增加焊缝厚度还更利于焊缝温度扩散。进行第二道焊接工序时，使2/3的熔池熔化到第一焊接工序焊接后的焊缝上，1/3的熔池熔化到结合面上，较单道焊接降低了结合面处焊接点的热量集中，能够抑制密封填料液化影响，焊接过程结合面缝隙没有胶液喷出；采用多道焊接，热量集中度降低，残留在出线盒和机座上的杂质和油污不会产生热融，因此，焊接过程不会出现气泡、夹渣等焊接缺陷。为保证密封质量进行第三层焊接，形成高质量焊缝。
机座3和出线盒1的结合面31处焊接后的焊缝，进行渗透着色无损检验无一微小焊接缺陷，验收合格。
待排污管改造完成后，拆除发电机出线盒1内防护材料并清理洁净，检查引出线和引水管12是否变形受损，确认无误后进行内冷水水压试验，检查端部无渗漏，必要时进行发电机直流耐压与泄漏试验。
试验合格后复装引线11绝缘夹板，配合热控人员检查温度测点及接线，确认DCS显示正常，擦拭清理发电机出线盒1，三级签证后回装发电机出线盒1人孔门20，待本体工作结束、密封油油系统投运后进行发电机整体气密试验，查找并消除发电机氢气系统漏氢，验证焊接质量。
对于在出线盒1底部C相出线管旁的排污管接头处存在漏氢现象，采取封堵原排污管，选择排污口位置开孔重新制作排污管连接方式。
如图8所示，排污管处漏氢的主要原因是：主引线11C相排污管安装过程中在出线盒接口处存在缺陷。因原有的排污管接口在出线盒1的底部，出线盒1的底部周边设置有电流互感器4，受电流互感器4结构和母线管挡板的空间限制，在不便拆卸电流互感器4的情况下，导致人手和工具不能方便触及排污口位置以修整出线盒1下部排污管接口和更换接头受损的排污管。
如图9和图10所示，在对排污管进行改造之前要先清理出线盒1内部因之前焊接机座3和出线盒1的结合面31时再次产生的杂质、油污，尤其是对出线套管13根部的油污及杂物用白布蘸酒精擦拭干净。
在出线盒1内部对出线盒1底部的原排污口17焊接密封，在确认互感传感器保护完善后，在出线盒1底部的一侧开设新的新排污口18，选用Φ14*2仪表管制作新排污管22，新排污管22的两端分别焊接到出线盒1开孔处和排污母管19接口处。
改造完成后，1号机组和2号机组整体气密试验过程中，检测未发现本体结合面31和改造后排污管漏气。1号机组计算漏氢量1.58m3/d,2号机组计算漏氢量1.75m3/d，均达到优秀值。
根据机组投运补氢量计算实际漏氢量，1号发电机1.8m3/d，2号发电机2.0m3/d。
按每台机组每年运行300天计算，1号机组修前漏氢量为16.58m/d，年减少补氢量为(16.58-1.8)*300＝4434m3；2号机组修前漏氢量为16.52m/d，年减少补氢量为(16.52-2.0)*300＝4356m3，两台机组年减少补氢量达8790m3。
两台机组漏氢量均好于优秀值，发电机运行更安全可靠，减少了运行人员补氢操作和维护工作量，收到较好经济和安全效益。
本实施例中采用对出线盒1与机座3的内部结合面31焊接，同时，对排污管进行改造，从而彻底治理了发电机组的漏氢问题，收到良好经济的效益，为同类机组解决类似问题提供借鉴和参考。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种发电机组防漏氢处理工艺，其特征在于，包括
拆除绝缘夹板(6)；
切除设置于出线盒(1)内的部分金属隔板(2)；
对位于所述出线盒(1)内部的引线(11)、引水管(12)和出线套管(13)均进行防护；
焊接密封机座(3)和所述出线盒(1)的内部结合面(31)之间的缝隙；
对所述机座(3)和所述出线盒(1)的结合面(31)进行焊接，包括：
焊接前在结合面(31)处开设角度30°，深度10mm的坡口(5)；
坡口(5)打磨，上下两侧各打磨20mm至金属光泽；
采用手工钨极氩弧焊进行焊接，焊接电流为120A-140A，焊接速度为90-120mm/min；
所述手工钨极氩弧焊为手工氩弧焊单层多道焊接，所述手工氩弧焊单层多道焊接包括：
进行第一道焊接工序时，焊接熔池熔化至所述坡口(5)下侧；
进行第二道焊接工序时，使2/3的熔池焊接材料熔化到所述第一道焊接工序焊接后的焊缝上，1/3熔池熔化到结合面；
在所述第二道焊接工序焊接后形成的焊缝上，进行第三道焊接工序；
所述焊接材料为ER309和A302，被融化的母材的熔合比为40％；
还包括焊接封堵所述出线盒(1)底部的原排污口(17)；
在所述出线盒(1)底部开设一个新排污口(18)，所述新排污口(18)过排污管连接于排污母管(19)，所述排污管的两端分别与所述新排污口(18)和所述排污母管(19)焊接。
2.根据权利要求1所述的发电机组防漏氢处理工艺，其特征在于，对所述出线盒(1)的引线(11)进行防护包括：
对所述引线(11)的表面进行清理；
用铝箔(14)包覆所述引线(11)；
在所述铝箔(14)外包覆石棉布(15)；
所述石棉布(15)外周利用无碱玻璃丝带(16)捆扎。
3.根据权利要求1所述的发电机组防漏氢处理工艺，其特征在于，对所述出线盒(1)内部的引水管(12)进行防护包括：
用无碱玻璃丝带(16)进行包覆所述引水管(12)；
在所述无碱玻璃丝带(16)外层包覆铝箔(14)；
在所述铝箔(14)的外层包覆石棉布(15)；
所述石棉布(15)外周利用无碱玻璃丝带(16)捆扎。
4.根据权利要求1所述的发电机组防漏氢处理工艺，其特征在于，对所述出线套管(13)防护包括：
清理所述出线套管(13)；
对所述出线套管(13)覆盖石棉布(15)保护。
5.根据权利要求1所述的发电机组防漏氢处理工艺，其特征在于，在对所述对位于所述出线盒(1)内部的引线(11)、引水管(12)和出线套管(13)均进行防护后，还包括：
清理所述出线盒(1)的底部腔室；
对所述出线盒(1)的底部腔室覆盖石棉布(15)保护。
6.根据权利要求1所述的发电机组防漏氢处理工艺，其特征在于，还包括对所述出线盒(1)外部的电流互感器(4)进行覆盖石棉布(15)保护。
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