洪 杰

（福建晉江天然氣發(fā)電有限公司，福建泉州 362251）

0 引言

某GE 9F級(jí)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組配套哈電集團(tuán)生產(chǎn)的390H氫冷發(fā)電機(jī)，其中氫氣（H2）純度監(jiān)視系統(tǒng)采用光力科技生產(chǎn)的XACT-500氫氣控制柜，對(duì)發(fā)電機(jī)渦輪端、集電端、殼體3個(gè)部位的氫氣純度進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。擬對(duì)氫氣控制柜內(nèi)回路進(jìn)行改造優(yōu)化，對(duì)運(yùn)行人員關(guān)注的殼體純度進(jìn)行實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)，改善切換電磁閥內(nèi)漏造成監(jiān)測(cè)不準(zhǔn)的現(xiàn)狀，提高氫氣純度監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確度。

1 改造背景

1.1 XACT-500裝置

XACT-500發(fā)電機(jī)氫氣控制柜（以下簡(jiǎn)稱“氫控柜”）是綜合檢測(cè)發(fā)電機(jī)內(nèi)部氣體純度和壓力信號(hào)的檢測(cè)裝置，專用于氫冷發(fā)電機(jī)組氫氣系統(tǒng)中的儀表監(jiān)控盤。核心純度部件采用美國(guó)Honeywell 7866可靠穩(wěn)定的熱導(dǎo)原理傳感器（原為GE Panametrics公司的XMTC型號(hào)變送器，后改型），既可以測(cè)量?jī)山M份混合氣體中的某一氣體含量，又可用于測(cè)量熱導(dǎo)系數(shù)相差較大的多組份混合氣體中的某一成分含量。

1.2 390H氫冷發(fā)電機(jī)氫氣系統(tǒng)

發(fā)電機(jī)內(nèi)的氣體，是依靠安裝在轉(zhuǎn)子兩端的軸流式風(fēng)扇在發(fā)電機(jī)內(nèi)部進(jìn)行循環(huán)的：由一個(gè)進(jìn)口噴嘴來(lái)控制氫氣進(jìn)入風(fēng)扇；風(fēng)扇產(chǎn)生了幾英寸水柱的差壓，吹動(dòng)氫氣并用其冷卻發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子、電樞線圈和電樞鐵芯，同時(shí)將強(qiáng)制吹到冷卻器以帶走發(fā)電機(jī)電磁元件的熱量；冷氣返回轉(zhuǎn)子，風(fēng)扇再循環(huán)。與空氣相比，氫氣的熱導(dǎo)率和對(duì)流傳熱系數(shù)較大，是較好的傳熱介質(zhì)，用氫氣作為發(fā)電機(jī)內(nèi)冷卻氣體有益處有4個(gè)：①發(fā)電機(jī)風(fēng)阻損失大大減少；②采用壓縮氫氣進(jìn)一步增加了發(fā)電機(jī)氣體熱容量；③維持氫氣必須的密封環(huán)境還可以使發(fā)電機(jī)部件保持潔凈；④與空氣相比，氫氣大大減少了電暈（高電壓下導(dǎo)體表面的微弱輝光）引起的電樞絕緣磨損。

1.3 發(fā)電機(jī)殼體氫氣純度監(jiān)視的重要性及現(xiàn)狀

發(fā)電機(jī)殼體氫純度是機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中非常重要的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，殼體氫氣純度過(guò)低會(huì)造成發(fā)電機(jī)絕緣性能下降，影響機(jī)組運(yùn)行安全性，增加通風(fēng)損耗，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)效率下降。上述發(fā)電機(jī)氫氣系統(tǒng)配套的氫控柜內(nèi)布置有兩臺(tái)Honeywell 7866氫氣純度儀，利用三通電磁閥進(jìn)行切換，分別測(cè)量發(fā)電機(jī)透平端、集電端及殼體的氫氣純度。目前該燃?xì)怆姀S發(fā)電機(jī)氫純度檢測(cè)方式存在如下兩個(gè)問(wèn)題。

（1）持續(xù)檢測(cè)集電端、渦輪端氫純度，切換至殼體氫純度檢測(cè)的條件有以下兩種：①在MARK VIE畫面上點(diǎn)擊“CHECK”按鈕，經(jīng)5 min延時(shí)后自動(dòng)恢復(fù)；②距離上次測(cè)量殼體純度12 h后，邏輯自動(dòng)觸發(fā)檢測(cè)一次殼體純度，無(wú)法對(duì)發(fā)電機(jī)殼體氫氣純度實(shí)時(shí)在線檢測(cè)。

（2）氫控柜內(nèi)的三通電磁閥使用時(shí)間過(guò)久后容易出現(xiàn)內(nèi)漏，導(dǎo)致測(cè)量氫氣純度時(shí)不同取樣管的氫氣摻混，測(cè)得的氫氣純度不準(zhǔn)。

2 改造方案

2.1 方案思路

（1）對(duì)現(xiàn)有XACT-500氫控柜內(nèi)氫氣純度儀取樣及檢測(cè)回路進(jìn)行改造，用一臺(tái)氫氣純度儀Honeywell 7866專門測(cè)量發(fā)電機(jī)殼體氫純度，另一臺(tái)（Honeywell 7866 1）在渦輪端和集電端通過(guò)三通電磁閥由運(yùn)行人員自由進(jìn)行切換，測(cè)量相應(yīng)的氫氣純度；保留氫氣純度低的“Inc Scavenging”氣體凈化功能（保留邏輯及相關(guān)電磁閥）。

（2）MARK VIE畫面顯示“渦輪端”“集電端”“殼體”3個(gè)氫氣純度。其中，“殼體”保持單獨(dú)顯示，“渦輪端”與“集電端”依靠畫面上的按鈕進(jìn)行切換顯示。對(duì)“H2 Analyzer Status”狀態(tài)判斷相關(guān)邏輯進(jìn)行修改，使其滿足氫控柜內(nèi)回路修改后的實(shí)際監(jiān)視功能。

2.2 回路改造

回路改造圖為改造重點(diǎn)環(huán)節(jié)，必須嚴(yán)格按圖執(zhí)行。圖1和圖2分別為改造前、發(fā)生后的回路圖（主要改造部分用虛框圈出），保留SV3、拆除SV4、SV5三通電磁閥，保留SV1、SV2凈化電磁閥。

3 MARK VIE邏輯及畫面組態(tài)修改

（1）邏輯優(yōu)化。邏輯修改按照改造方案思路進(jìn)行：①將“Casing Purity”Check殼體純度校驗(yàn)按鈕改為“Turbine”和“Collector”（即渦輪端與集電端切換按鈕），控制對(duì)象仍為“SV3”切換電磁閥；②取消根據(jù)“H2 Analyzer Status”氫氣純度分析儀測(cè)量狀態(tài)判斷后的純度顯示，僅保留“Cell #1”和“Cell#2”兩個(gè)純度儀測(cè)量顯示，分別為“Turbine”和“Collector”（即渦輪端、集電端的氫氣純度測(cè)量數(shù)據(jù)）。

（2）畫面組態(tài)優(yōu)化。在MARK VIE CimLayout中選擇Monitor GT中選擇“Hydrogen”畫面，此處僅列出修改部分前后對(duì)比（圖3～圖4）。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，此次對(duì)GE 9F燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組氫控柜內(nèi)進(jìn)行的回路改造優(yōu)化，結(jié)合MARK VIE畫面及邏輯組態(tài)修改，不僅加強(qiáng)了運(yùn)行人員對(duì)發(fā)電機(jī)重要部位氫氣純度的連續(xù)在線監(jiān)測(cè)，且其定期用便攜式氫氣純度儀進(jìn)行數(shù)據(jù)比對(duì)發(fā)現(xiàn)偏差大的次數(shù)大大減少，檢修人員也因此減少了標(biāo)定的工作次數(shù)，從而降低了氫氣標(biāo)氣的物資消耗，有效提升了設(shè)備的檢修管理水平。

圖1 某GE 9F燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組氫控柜改造前回路圖

圖2 某GE 9F燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組氫控柜改造后回路

圖3 某GE 9F燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組氫控柜改造畫面組態(tài)修改前

圖4 某GE 9F燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組氫控柜改造畫面組態(tài)修改后