氢气泄漏与检测

氢气泄漏与检测一、检测的目的由于大型发电机组结构复杂，结合面多，而且氢气渗透性很强.所以漏氢现象时有发生。检修现场常有铁的撞击、焊接、电弧发生，如有氢气存在将很危险。能否在机房和发电机周围进行动火工作，就需要检测现场是否有氢气存在，以确保设备及人生安全。检测不等于检漏，但在泄漏量大时，亦可用检测的方法大致确定泄漏的范围。被检测的气体不能取样，因为被检测的区域是开放的，有空气流动，同时氢气有很强的扩散性，因此检测仪都配有即使抽取气样的探头以方便当场检测。漏氢影响到机组的安全运行，必须引起高度重视。《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》（国电发[2000]589号）《氢冷电机密封性要求》（JB/T6227）规定，应经常监视发电机的氢气密封系统，如在24小时内漏氢量超过正常运行值的1.5倍或绝对值超过18m3/d就应考虑停机进行处理。当内冷水系统中含氢量（体积含量）超过3%时，应加强对发电机的监视，若在120小时内缺陷未能消除或超过20%时，应立即停机处理。当内冷水系统漏氢量大于0.5m3/d时，可在计划停机时安排消缺，或漏氢量超过10m3/d时，应立即停机处理。当发电机轴封油系统或主油箱内氢气体积含量超过1%时应停机处理。发电机的出线套管及其连接件以及其他密封装置的设计应使得氢气不能在该区域内积聚。如采用分相隔离母线，应使氢气不能在封闭母线外套内积聚。为防止氢气漏入封闭母线，在发电机出线套箱与封闭母线连接处，应设隔氢装置，并在合适地点设置排气孔和加装漏氢监测装置，当封闭母线外套内的氢气含量超过1%时应停机找漏。《汽轮发电机漏水、漏氢检验》（DL/T607——1996）发电机整套氢冷系统在转子静止或盘车时，每昼夜最大空气泄漏量应合格，对于进口的大型氢冷发电机应符合厂家要求。二、发电机漏氢的薄弱环节（一）机壳的结合面漏氢大型发电机组由于机体庞大，结合面多，加工不精，光洁度和平面度差，密封垫料质量不高，施工水平差等都是造成结合面漏氢的原因。（二）密封油系统密封轴瓦和瓦座的间隙不合格，运行中氢侧密封油压调整不当，氢气漏入密封油侧随油循环泄漏，因此运行中密封油系统的各差压调整阀如何保证其正常工作，是防止密封油系统漏氢的关键。（三）氢冷却器氢冷却器装在发电机壳内，它是多管式结构，泄漏的可能性很大，所以每次大修时必须做水压试验，运行中氢压略大于水压，通常要不定期检查冷却器的排水中是否有氢气。（四）出线套管出线套管的瓷件与铜法兰之间，用水泥粘结剂结合，极易松脱漏氢，因此出线套管穿过出线台板处的密封部位也是关键处。《防止国产氢冷发电机封闭母线爆破事故技术措施》1、发电机各相及中性点出线套管保护箱上部应有适当孔径、适当数量的排氢孔，以利于及时排掉自出线套管漏出的氢气，为防止汽、水、油、昆虫、杂物等进入孔内，应设计完善的排氢管结构及过滤网。并提供在运行中自管口伸入测氢仪表探头进行测氢的安全和方便条件。排氢孔的位置在无连续测氢装置的条件下，应设计在保护箱顶部空气易流通处。2、发电机出线套管保护箱和封闭母线之间设计安装隔断套管，不论从隔氢以限制爆炸范围，还是从保护箱开孔后保持封闭母线封闭性能来看，都是必要的。但要求隔断套管具备同其工作条件相适应的密封性能。因此，隔断套管在出厂前和安装后均应进行密封性能的试验。3、为防止在正常运行中和系统过电压的情况下，封闭母线产生电晕，为氢气爆炸提供条件，应增加起晕电压实验项目，并达到3～3.5倍额定相电压时不起晕。（电晕：带电体表面在气体或液体介质中局部放电的现象，常发生在不均匀电场中电场强度很高的区域内。其特征为，出现与日晕相似的光层，发出嗤嗤的声音。产生臭氧和氧化氮等。电晕引起电能损耗，并对通信和广播产生干扰。）4、机组大修时，应对发电机出线套管的漏氢情况进行检查（建议采用将套管下端以塑料袋套入并将塑料袋口扎紧于套管外壁的方法）。发现缺陷，及时处理。5、加强运行中对发电机出线套管的漏氢情况的监视，原有的连续测氢装置应加强维护管理，充分发挥应有的作用，且每周应进行一次核对性检测，没有连续测氢装置的，应使用防爆等级符合规定的便携式仪器，每昼夜检测一次保护箱排氢口处的氢含量。（五）发动机氢系统：包括管路、阀门、法兰（六）发动机氢气干燥系统：包括管路、阀门、磁力泵、冷却水、干燥罐体、流量计、湿度在线监测仪。（七）热工部分：包括接线盘、压力表、变送器等。（八）内冷水部分：定子绕组接头内冷引水管接头裂纹或螺丝松动，造成漏氢。发电机在运行中要不定期对内冷水箱进行检测，是否有氢气排出。三、气密性试验与运行监督氢冷发电机的气密性试验有两种：一种是为了查找泄露点，称查漏试验，另一种是为了测量泄漏程度或漏氢水平，称测漏试验。查漏是在大修中进行，测漏主要在大修后运行中进行。查漏试验应按计划，按部件，按系统单独进行，每个部件或系统一边查漏一边处理至合格。表14-1发电机大修查漏点及其标准部件或系统实验压力（MPa）合格标准定子转子氢气冷却器氢及二氧化碳管路氢控制盘阀门定子内冷水系统出线套管0.35风压0.5风压0.5水压0.6风压0.6风压0.5水压0.4风压漏气率＜1%6小时压降＜20%初压半小时无泄露4小时内每小平均压降＜5mmHg4小时内每小平均压降＜5mmHg4小时压力不降无泄露查漏的方法可用卤素检漏仪或肥皂液涂刷，观察有无气泡来判定是否泄漏。用肥皂液查漏是一种简便有效的方法，但使用时应注意下列事项：定子两侧端面不推荐用肥皂液查漏，若采用此方法，检漏后必须用棉布制品擦干，以防生锈，棉布制品必须保证干净。发动机和氢系统中凡是有电气信号输入、输出以及有绝缘的部位，如接线端子、出线瓷瓶、测温元件及引出线等不能用肥皂液查漏。在用硬水作溶剂时，为确保检测效果，应用洗洁精代替肥皂。用BX—渗透剂（拉开粉）溶液检漏，其精度高于肥皂液，应尽量采用此方法。肥皂液查漏必须在0.1MPa和额定氢压下各做一次。查处漏点后应及时记录，以便集中修补。发电机内氢气质量标准：氢纯度>96％含氧量〈2％湿度〈5ｇ／ｍ3发电机连续满负荷运行，必须保持额定氢压，一般来说低于额定氢压值0.02MPa时应及时补氢，不准以降低氢压运行来作为减少漏氢的措施。四、漏氢率和漏氢量和漏氢量的标准（一）漏氢率的定义及计算漏氢率表示泄漏到发电机充氢容积外的氢气量与发电机原有总氢量之比。氢冷机组漏氢应符合部颁标准。在额定氢压下，漏氢率不大于5%（一流标准不大于3%）。一昼夜氢压下降值漏氢率=×100%运行氢压值折合成绝对压力值漏氢量=漏氢率×机组充氢容积×运行氢压值折合成绝对压力值运行氢压值折合成绝对压力值=发电机运行氢压值（KPa）+100（二）漏氢量的标准国标GB7064--86《汽轮发电机通用技术条件》规定：交接试验项目中需测定漏氢量,在额定氢压下每昼夜整个机组转动的漏氢量,不得超过发电机氢气量的3%。五、几种便携式检漏仪介绍（一）TIF8800A型检漏仪（一部分电厂所用美国制造的）此检漏仪的特点：1、可闻的“盖革计数器”信号指示。2、可视泄露浓度的大小指示。3、可调节精度。4、电池及电源两用式操作。5、迅速预热。6、低电池指示。（二）技术指标：电池连续操作时间：4小时电源：4.8V镍—镉充电电池精度：变化，PPM（汽油）操作温度范围：0℃～52℃（32℉～125℉）工作状态：连续、无限制响应时间：瞬间预热时间：约30秒（三）操作程序1、顺时针将控制精度旋转，旋至满。2、在无污染的空气中打开仪器，即将滑动开关扳至“ON”位置，电源指示灯亮，无任何声音。3、完全预热时间，约30秒钟，之后听到“滴答”声。4、调整精度控制旋钮直到听到加速的“滴答”声。5、“滴答”声的频率与精度的高低相对应,旋转旋扭，高精度时“滴答”声急促，低精度时“滴答”声缓慢。6、捕捉泄漏区域时，当探头顶部进入泄漏区，“滴答”声的频率将加速，同时LED指示灯也随着浓度的增加而指示灯从左至右增多。7、如果检测极微弱的泄漏，则将控制旋钮调到高精度位置。8、多数情况不需要调精度控制旋钮，然而如果在已知可能泄漏的区域听不到报警声，则表明可能空气被浓度较大的气体所污染，那么可通过顺时针旋转精度控制旋钮到低精度来调此仪器，再进行测量。（二）NA—1∕2可燃气体检漏仪：此仪器采用催化燃烧原理传感器，智能化信号处理系统。具有测量范围广、使用寿命长、准确度高、操作简便等优点，特点是体积小巧，重量轻，携带方便。技术参数：测量范围0～100%LEL或0～2000ppm准确度±5%F.S.响应时间＜15秒（T90）工作温度-20℃～+50℃相对湿度15%～95%RH（无冷凝）LCD显示液晶数字显示实时浓度值，日期，时间电池可充电锂电池，可连续工作10小时以上，使用寿命＞2年功能测试开机后系统自动进行自检报警报警值任意可调，声光报警背光用户按下按钮时背光自动打开外形尺寸及重量127×58×29mm500g“LEL”是指爆炸下限，它是针对可燃气体的一个技术词语。可燃气体在空气中遇明火爆炸的最低浓度，称为爆炸下限。LOWER（降低、下面）EXPLOSION（爆炸）LIMITED（极限）。可燃气体在空气中遇明火爆炸的最高浓度，称为爆炸上限，简称“UEL”UPPER（上限）EXPLOSIONLIMITED。爆炸下限是可燃气体报警器和可燃气体检测仪的一个重要指标。如果环境中的可燃气体处于爆炸上限和下限之间，并有以下三个条件成立，就会发生爆炸。1、可燃物（燃气）。2、助燃物（氧气）。3、点火源（温度、能量）。报警浓度一般设定在爆炸下限的“25%LEL”以下。该公司生产的各种可燃气体检测仪的测量范围为“0～100%LEL”。固定式可燃气体检测仪通常设有两个报警点（具体值与报警