袁國生

摘 要：隨著經(jīng)濟發(fā)展速度的加快，人們用電量的增加，有效的推動了電力行業(yè)的發(fā)展。發(fā)電機作為電廠重要的運行設(shè)備，其在長時間運行過程中極易發(fā)熱，所以利用氫氣冷卻器來達到降溫的作用，確保發(fā)電機能夠穩(wěn)定的運行。但在發(fā)電機運行過程中，有許多因素都會對氫氣的純度帶來較大的影響。文章從密封油系統(tǒng)的工作原因原理入手，對影響發(fā)電機氫氣純度的因素進行了分析，并進一步對發(fā)電機氫氣純度下降的故障、原因和處理進行了闡述。

關(guān)鍵詞：氫冷發(fā)電機；密封油；氫氣純度；浮球閥；處理

1 系統(tǒng)概述

某發(fā)電廠2號發(fā)電機系QFSN-600-2YHG型汽輪發(fā)電機，該型號發(fā)電機采用的冷卻方式是：定子繞組水內(nèi)冷，轉(zhuǎn)子繞組氫氣內(nèi)冷，定子鐵芯及其結(jié)構(gòu)件表面氫氣冷卻。正常運行時額定氫壓0.4M Pa，露點-5℃-25℃，氫氣純度≥98%。當(dāng)氫氣純度≤95%時通過排污、補氫來提高氫氣純度。為了防止發(fā)電機內(nèi)的氫氣外泄，采用了雙流環(huán)式密封瓦，通過密封油系統(tǒng)的油壓進行密封，以確保汽輪發(fā)電機組的安全經(jīng)濟運行。

2 密封油系統(tǒng)的工作原理

發(fā)電機內(nèi)兩端油密封裝置的設(shè)置，是為了避免在軸端發(fā)生氫氣泄漏現(xiàn)象的發(fā)生。所以通過油密封裝置的供油和控制裝置來提供密封油和推力油作用于密封瓦。而且由于密封油系統(tǒng)具有壓差閥，所以可以通過其對密封油壓進行調(diào)整，這樣在密封瓦和轉(zhuǎn)子軸頸之間的間隙處則會在密封油的作用下從而形成一定的密封油流以維持機內(nèi)的氫氣，將外界的空氣與機內(nèi)的氫氣有效的隔絕開來。

通過密封油泵來實現(xiàn)對密封瓦中的空、氫側(cè)密封油的供應(yīng)，所以在機組穩(wěn)定運行時，應(yīng)有效的確保氫側(cè)密封油箱內(nèi)的油位具有較好的穩(wěn)定性，不需要對其進行排油和補油操作。這是由于處于密封瓦內(nèi)的空、氫側(cè)油壓并不一定能夠做到絕對的平衡，在這種情況下，空側(cè)和氫側(cè)的油都會出現(xiàn)竄流的情況，再加之外部因素的影響，氫側(cè)密封油箱油位勢必會出現(xiàn)一定的變化，而一旦油位發(fā)生變化時，當(dāng)處于上升時，則系統(tǒng)則會將補油閥自動關(guān)閉，而將排油浮球閥開啟，這樣氫側(cè)多余的密封油則會通過油管流至空側(cè)密封油尖處，而在油位下降時，則會通過開啟補油浮球閥和關(guān)閉排油閥而確保氫側(cè)密封油箱的油位處于正常水平。

3 影響發(fā)電機氫氣純度的因素

對于發(fā)電機內(nèi)氫氣純度下降，可以排出空氣漏入的可能性。因為氫氣壓力自身就大于大氣的壓力，這樣外界的空氣就沒有辦法漏入發(fā)電機內(nèi)，而在發(fā)電機運行過程中，發(fā)電機的氫氣管路與壓縮空氣管種也是處于斷開的狀態(tài)，這樣壓縮空氣也不可能進入到發(fā)電機內(nèi)，所以氫氣純度下降的原因來自于其他因素的影響。首先，當(dāng)對氫氣純度進行測量時，如果測量結(jié)果存在誤差，也會導(dǎo)致氫氣純度的準(zhǔn)確性受到影響。當(dāng)氫氣質(zhì)量不合格時，氫氣純度也會受到影響。而一旦發(fā)電機內(nèi)氫氣溫度過大時，也會導(dǎo)致氫氣的純度下降。其次，當(dāng)密封瓦處的空側(cè)和氫側(cè)密封油發(fā)生竄流時，也會導(dǎo)致氫氣的純度受到，因為一旦油氫壓差無法平衡或是工作失常，另外平衡閥空側(cè)和氫側(cè)壓力取樣管中的壓力損失不同或是密封瓦間隙過大時，這種情況下都極易導(dǎo)致竄油現(xiàn)象發(fā)生，從而影響氫氣的純度。其次，當(dāng)初排浮球油閥發(fā)生故障時，則會導(dǎo)致密封油箱內(nèi)的空氣側(cè)和氫氣側(cè)的油存在著大量交換的情況發(fā)生，這樣就會導(dǎo)致空側(cè)含有大量空氣的密封油流入到氫側(cè)密封油箱內(nèi)，從而導(dǎo)致氫氣的純度下降。最后，當(dāng)壓差閥無法正常工作時，這時平衡閥會做出相應(yīng)的調(diào)整，不僅加快了竄油的速度，而且極易導(dǎo)致密封油直流進入到發(fā)電機內(nèi)。

4 發(fā)電機氫氣純度下降的故障、原因和處理

4.1 故障情況

2號發(fā)電機出現(xiàn)氫氣純度偏低且經(jīng)常持續(xù)下降的現(xiàn)象，每兩天即需提純一次（即通過補、排氫來提高氫氣純度），而且也只能維持氫氣純度在報警值95%左右運行，達不到正常范圍（≥98%）。既增加了運行人員的勞動強度，也嚴(yán)重影響了機組的安全經(jīng)濟運行。

4.2 原因分析

4.2.1 通過多次取樣分析，測得制氫站、發(fā)電機補氫口氫氣純度、濕度基本一致，排除了氫氣純度測量不準(zhǔn)以及因制氫站來氫質(zhì)量不合格導(dǎo)致發(fā)電機內(nèi)部氫氣純度下降的可能性；此外，測得氫氣露點均在正常范圍以內(nèi)，因此，氫氣濕度大引起氫氣純度下降的原因可排除。

4.2.2 聯(lián)系化學(xué)化驗密封油油質(zhì)，測量密封油含水量為35.95mg/l<100mg/l，含水量合格，因此，發(fā)電機密封油含水超標(biāo)的原因可排除。

4.2.3 通過觀察發(fā)電機油氫壓差變化趨勢，油氫壓差穩(wěn)定在0.09MPa運行，因此，油氫差壓異常引起氫氣純度下降的原因也可排除。

4.2.4 就地檢查氫側(cè)密封油箱補、排油管溫度，發(fā)現(xiàn)補、排油管溫度均較高，基本與油箱溫度持平，初步判斷氫氣純度下降系發(fā)電機空、氫側(cè)密封油竄流引起，于是，采取了以下措施：一是適當(dāng)降低發(fā)電機油氫壓差，以減少空側(cè)油通過密封瓦竄至氫側(cè)油的流量。二是關(guān)小氫側(cè)密封油箱補、排油手動門（只保留了微小開度），以減少氫側(cè)密封油箱內(nèi)空、氫側(cè)密封油的交換。

但即使處理完成后，雖然2號機氫氣純度下降的速度有一定程度的緩解，但下降的趨勢并沒有得到有效的控制，并沒有從根本上對氫氣下降的隱患進行排除。在這種情況下，只能再對其進行詳細的檢查，在這次檢查中，發(fā)生氫側(cè)密封油箱的補油管和排油管的溫度仍處于較高的狀態(tài)，所以對氫側(cè)密封油箱初排油手動門進行了相關(guān)的調(diào)整試驗，通過試驗數(shù)據(jù)分析出，導(dǎo)致氫氣純度下降的直接原因是由于沒有合理的對補排油浮球閥進行定位，由于補油浮球閥的定位偏高，而排油浮球閥的定位偏低，這樣在補、排油過程中，特別是從空側(cè)密封油泵向氫側(cè)補油過程中，由于空側(cè)密封油泵內(nèi)有大量的空氣溶解其中，這樣就導(dǎo)致氫側(cè)內(nèi)有空氣滲入，從而導(dǎo)致氫氣純度下降。

4.3 處理

利用2號機停機機會對氫側(cè)密封油箱進行了解，檢查發(fā)現(xiàn)，排油浮球與排油閥之間的連桿長度以及補油浮球與補油閥之間的連桿長度完全偏離設(shè)計長度（偏短），造成油位低時，排油閥未能完全關(guān)閉，油位高時，補油閥未能完全關(guān)閉，使得油位處于正常范圍時補、排油閥均處于開啟位置。所以，對補、排油浮球閥連桿長度進行了重新調(diào)整：（1）將補油浮球與補油閥之間的連桿長度調(diào)長了8mm，使氫側(cè)密封油箱油位在-30mm左右時（以油箱中心為0位），補油浮球閥停止補油。（2）將排油浮球與排油閥之間的連桿長度調(diào)長了7mm，使氫側(cè)密封油箱油位在+30mm左右時（以油箱中心為0位），排油浮球閥停止排油。

通過重新調(diào)整后，2號發(fā)電機氫氣純度的下降問題得到了有效的解決，氫氣純度一直處于較高的狀態(tài)下運行，有效的確保了發(fā)電機組運行的穩(wěn)定性和高效性，為電廠經(jīng)濟效益的實現(xiàn)奠定了良好的基礎(chǔ)。

5 結(jié)束語

在電廠發(fā)電機運行過程中，由于導(dǎo)致發(fā)電機氫氣純度下降的因素較多，所以需要對其各種原因進行深入的分析，并在實際工作中針對出現(xiàn)故障情況查找出根本的原因，并對其進行排除，使氫氣純度下降的問題得到有效的解決，確保發(fā)電機穩(wěn)定的運行。

參考文獻

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