摘 要：托电公司目前有东方日立600MW、东方600MW、东方300MW三种机型发电机组，本文给出了针对托电公司不同机型，不同参数，不同转子运行状态条件下发电机漏氢与气密性试验计算公式，并详细说明了计算公式中每个因数如何准确取得，并对几种典型的发电机漏氢与气密性试验计算结果异常原因进行了详细的分析，给出了对应措施。
关键词：发电机；漏氢；气密性试验；异常解析
发电机在做气密性试验时，常会算出来漏量为负值的现象，机内气体无缘无故的增多了。同样有时计算出发电机漏氢量偏大，但查找不出漏点，过几天氢气漏量又恢复正常。如果发电机做气密性试验时本身就存在漏点，但因计算与分析错误，得出合格的结论，机组起机后再发现机组漏氢超标，这时找到漏点，漏点在机组运行中不好处理或根本不能处理，那么一方面将引起发电机内氢压下降，冷却效果变差，发电机各部分温升增加，使得发电机寿命降低，另一方面氢气外漏后，将上升聚集在厂房一角，由于氢气是易爆气体，所以有安全隐患，故需掌握好发电机漏氢与气密性试验计算公式，理解计算公式中每个因数以及对漏氢与气密性试验计算异常结果有正确的分析，并采取相应的应对措施。
1 发电机漏氢、气密性试验计算公式
1.1 发电机漏氢（气）量概念
发电机漏氢（气）量是指转子在静止(包括盘车)及正常运行状态下，机内充以氢气或其他气体时，在一昼夜时间内漏泄到发电机充气容积以外的氢气或其他气体量，经换算到规定压力和规定温度下的氢气或其他气体的体积。按规定压力取0.1MPa，温度取293K(273+20K)。
1.2 托电公司发电机漏氢、气密性试验标准
1～2号发电机为东方日立600MW机组，充气容积80m³，额定氢压0.414Mpa，单流密封油系统，漏氢标准为≤12m³/d，试验气压0.414Mpa，气密性试验标准为≤1m³/d；3～8号发电机为东方600MW机组，充气容积117m³，额定氢压0.414Mpa，单流密封油系统，漏氢标准为≤14m³/d，试验气压0.414Mpa，气密性试验标准为≤1m³/d；11～12号发电机为东方300MW机组，充气容积72m³，额定氢压0.25Mpa，双流密封油系统，漏氢标准为≤10m³/d，试验气压0.25Mpa，气密性试验标准为≤1.7m³/d。
1.3 托电公司发电机漏氢、气密性试验计算公式
当机内压力为3Mpa以下时按下式计算：
一是计算人员对发电机气体漏量公式理解不清楚，不能根据不同机组，不同状态正确的选择计算公式；二是计算人员对漏氢公式内的一些变量当常量代。例如：试验前后的大气压力值，托电公司计算人员经常取当地平均压力经验值，认为大气压力前后不变，如遇到试验前后环境压力变化较大，试验前为晴天，试验后为阴天，由于晴天气压比阴天气压高，则计算出数值必然偏小，反之，则计算出数值偏大，因此发电机气密性试验时必须在发电机平台处放置两个盒式大气压力表，准确读取实测大气压力值，切不可取经验值。又如：发电机密封油氢侧回油量用经验值取代，机组大修后密封瓦间隙可能已改变，因此密封油氢侧回油量必须通过实测取得。
当机内压力为3Mpa以上，转子在转动状态下时按下式计算：
此公式适用于1－8号发电机转子在转动状态下漏氢、气密性试验计算。
当机内压力为3Mpa以上，转子在静止状态下时按下式计算：
此公式适用于1－8号发电机转子在静止状态下漏氢、气密性试验计算，由于转子在静止状态下机内气体不流动，机内气体溶解于密封油中的含量减半。
1.4 发电机漏氢、气密性试验计算公式中因数详解
V－发电机的充气容积（m³），常量，1－2号发电机充气容积80m³，3－8号电机充气容积117m³，11－12号发电机充气容积72m³；
T0－给定状态下大气绝对温度T0 =273+t0=293K(给定状态下的大气温度t0=20℃)，常量；
P0－给定状态下大气绝对压力，P0 =0.1MPa，常量；
P1－试验开始时机内气体压力（MPa），变量，从SIS画面上取机内气体压力值；
P2－试验结束时机内气体压力（MPa），变量，从SIS画面上取机内气体压力值；
P01－试验开始时大气绝对压力（MPa），变量，需在发电机平台放置两盒式大气压力表，读取压力表值，取平均值；
P02－试验结束时大气绝对压力（MPa），变量，需在发电机平台放置两盒式大气压力表，读取压力表值，取平均值；
T1－试验开始时机内气体绝对温度，T1 =(273+t1)K(试验开始时机内气体的平均温度为t1℃)，变量，从SIS画面上取热氢、冷氢温度测点各三个点温度，取其平均值为t1；
T2－试验结束时机内气体绝对温度，T2 =(273+t2)K(试验开始时机内气体的平均温度为t2℃)；变量，从SIS画面上取热氢、冷氢温度测点各三个点温度，取其平均值为t2；
⊿t－试验进行的时间，变量，从SIS画面上读取时间计算出计算时间段内时间；
⊿VH－溶于油中气体体积，变量，需经测量计算得到。
1.5 溶于油中气体体积的计算
溶于油中气体体积按下式计算：
式中：P－机内绝对压力（MPa），变量，机内压力加上盒式大气压力表测得值；
q－氢侧密封油总回油量（L/min），变量，通过操作密封油浮子油箱测得；
V0－气体溶解度（%），变量。
此公式适用于11、12号发电机漏氢、气密性试验计算[1]。
密封油系统正常运行，先关闭浮子油箱的出口阀门，测出油位从浮子油箱中心线上升5cm高度所需时间，然后计算，即得两个密封瓦的氢侧油量[2]。油位上升5cm高度相当于15.2L(立升)，假定所需时间为t(秒)，则总回油量为：
测定后多余的油可以打开手动阀排放掉，使浮子油箱保持正常油位。
1.6 发电机密封油系统对漏氢的影响
目前发电机密封油系统有单流、双流、多流密封油系统，托电公司1－8号发电机组采用单流密封油系统，11、12号机组采用双流密封油系统，下面我从密封油系统正常工作状态下说明单流、双流密封油系统在设计上和参数调节上对漏氢的影响。
上述600MW发电机组漏气计算公式中较300MW发电机机组漏气计算公式中多出减去溶于油的气体溶解量，是因600MW机组采用单流密封油系统，300MW机组采用双流密封油系统，氢气与油接触必然溶于油中，单流密封油系统正常运行时氢侧密封油回油经过氢侧回油扩大槽，再到密封油浮子油箱，再到空气抽出槽，与空侧密封油回油混合，空气抽出槽中析出的氢气被排烟风机吸走，双流密封油系统正常运行时，由于密封油氢侧、空侧是两个相对独立的系统，氢侧回油中溶解的氢气返回至发电机内，氢侧密封油回路正常运行时相对来说是一个闭合的回路，所以氢气没有流失。
在单流密封油系统中，如果油氢差压阀压差较标准低于过多，则氢气会直接窜入空侧，再通过主瓦泄漏的机外，后果不堪设想；若果油氢差压阀压差较标准高于标准，会使密封油氢侧回油不畅，大量密封油会漏进发电机内。在双流密封油系统中，若平衡阀调节后，空侧油压大于氢侧油压，空侧密封油向氢气密封油渗透，对发电机内氢气纯度有影响；如果平衡阀调节后，氢侧油压大于空侧油压，氢侧密封油向空侧密封油渗透，窜入空侧密封油中的氢气被排烟风机抽走，影响发电机漏氢量[3]。一般情况下调节平衡阀使空侧密封油压微大于氢侧密封油压。
1.7 发电机附属设备漏氢对计算的影响
有些发电机附属设备对气体采样后直接排大气，则会对发电机漏氢与气密性试验计算结果有影响，例如 托电公司1～8发电机组使用的7866+7872D在线氢气纯度仪。7866+7872D在线氢气纯度仪取样气体流量一般调节在250～500ml/min。计算得氢气纯度分析仪一天内取样后排入大气的气体体积为0.36～0.72m³/d，与发电机漏氢与气密性试验标准相比，可得出结论：7866+7872D氢气纯度分析仪的投入对漏氢计算结果影响较小，但对气密性试验结果影响较大，因此在1～8号发电机做气密性实验前必须将氢气纯度分析仪隔离。
2 发电机漏氢、气密性试验计算异常解析
在发电机漏氢或气密性试验计算过程中由于计算或分析错误，会导致人员去做不必要的工作，或导致工作的严重滞后，影响发电机组安全稳定运行，对此对发电机漏氢及气密性试验计算异常进行分析并提出避免措施。
2.1 对漏氢、气密性试验计算公式及因数理解不清楚
发电机氢侧密封油回油量计算：
2.2 打压气体中水分对漏氢及气密性试验计算的影响
发电机气密性试验所用气体含水量高是导致气密性试验计算出负值，发电机起机初期发电机漏氢量较大的主要原因，同时水分影响发电机绝缘。
托电公司发电机气密性试验用工业氮气打压，工业氮气含一定水分，当氮气从发电机二氧化碳置换装置处通过管路进入发电机内时，氮气膨胀吸收热量，致使发电机内温度降低，氮气中一部分水分因温度低呈液态存在与发电机内。待充气完毕，发电机内气体由于大量的热量被吸收，机内气体温度低于环境温度，发电机内气体通过机壳吸收外部环境热量，机内气体温度逐渐升高，同时机内气体饱和水量升高，机内一部分水分由液体气化成气态，这样就给我们造成一种假象，气体置换完毕后谁又给机内充气了，为排除这种假象，当机内压力达到规定压力时，撤去二氧化碳置换站处氮气瓶，将二氧化碳置换站处阀门全部关严。
发电机起机初期，漏氢量异常偏大，但查不到漏点，过几天漏量又恢复正常[4-5]。发电机充氢气置换氮气后，还有大量水分以气态和液态的形式存在于发电机内，发电机起机后，发电机氢气干燥器投入运行，氢气干燥器吸收发电机内水分，此时发电机氢气露点偏高，这时在计算发电机漏量的时候，就将发电机内气态水分的减少算作发电机内氢气的减少，过两三天后发电机内水分大部分被氢气干燥器吸收，发电机内氢气露点恢复正常，发电机漏氢量也恢复正常。
综上，在发电机做气密性试验时，试验应使用干净的压缩空气或氮气，气源必须经油水分离器、干燥器和滤网后才能进入机。
3 结论
总的来说，发电机漏氢与气密性计算首先得清楚的是理解漏量计算公式，根据机组密封油系统形式，转子是否盘车选择漏量计算公式，对计算公式中每一个因数有一个清晰的认识与理解。通过上述论述可见，即使发电机气密性试验合格，也不一定说明发电机就不存在漏点，所以在发电机气密性试验计算合格的提前下，必须对发电机检修过的可能存在漏氢的结合面进行化学查漏或物理查漏，以免因计算失误导致机组带漏起机，待机组起机后再查到漏点，这时漏点可能会因机组运行已不能处理，降低了机组安全运行的可靠性，即使能处理，必然增加了处理时氢气爆炸的风险。
