張成陽

【摘要】針對青島電廠#2機(jī)組氫氣純度下降過快的問題，本文從密封油系統(tǒng)著手進(jìn)行分析，找出了防爆風(fēng)機(jī)入口管不暢和平衡閥信號管中有氣體兩個主要影響因素。通過對密封油系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，完成了對策的實施，并且驗證了改造后的氫氣純度效果。

【關(guān)鍵詞】氫氣純度;補(bǔ)氫量;雙流環(huán)式密封油系統(tǒng);防爆風(fēng)機(jī);信號管? ? ? ? ? 【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.31.118

1、引言

青島電廠4×300MW發(fā)電機(jī)組采用氫氣作為冷卻介質(zhì)，因為氫氣導(dǎo)熱性好（導(dǎo)熱系數(shù)為空氣的8.4倍），比重小，擴(kuò)散快。為使機(jī)組能夠安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定的運(yùn)行，必須嚴(yán)格地保證發(fā)電機(jī)內(nèi)部的氫氣純度符合標(biāo)準(zhǔn)。

青島公司#2機(jī)組在運(yùn)行中存在氫氣純度下降過快的異?，F(xiàn)象，為了使氫氣純度保持在96%以上，就需要補(bǔ)氫和排污，威脅到機(jī)組的安全運(yùn)行，增加了機(jī)組的運(yùn)行成本。

2、密封油系統(tǒng)原理

氫氣的密封采用雙流環(huán)式氫油密封系統(tǒng)。為防止發(fā)電機(jī)內(nèi)的氫氣通過軸端向外泄露，在發(fā)電機(jī)的兩端設(shè)置了油密封裝置。通過供油及控制裝置，為密封瓦提供空側(cè)、氫側(cè)密封油及空側(cè)推力油。通過密封油系統(tǒng)的差壓閥，對密封油壓進(jìn)行調(diào)整，使密封油在密封瓦和轉(zhuǎn)子軸頸之間的間隙中形成并維持高于發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣0.084±0.01MPa的密封油流，從而保證機(jī)內(nèi)氫氣與外部空氣隔絕。如圖1所示。

3、影響發(fā)電機(jī)氫氣純度的因素

通過分析發(fā)電機(jī)的氫氣系統(tǒng)和密封油系統(tǒng)，混入氫氣系統(tǒng)的雜質(zhì)氣體可能來自以下方面：

（1）氫氣純度測量不準(zhǔn)確。

（2）新氫質(zhì)量不合格。

（3）氫氣濕度大。

（4）密封油含水超標(biāo)。

（5）密封瓦處空、氫側(cè)密封油竄流。

（6）差壓閥工作不正常。

（7）密封油防爆風(fēng)機(jī)工作異常。

4、氫氣純度下降的原因及處理

4.1故障情況

經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，自2012年以來#2機(jī)組出現(xiàn)氫氣純度維持不住的異常現(xiàn)象，每天需要補(bǔ)氫和排污來提高氫氣純度，并且只能將純度維持在96%左右，達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)純度要求。統(tǒng)計了2012.8-2013.2#2機(jī)組的日均補(bǔ)氫量情況，如表1所示。

同期其他三臺機(jī)組的補(bǔ)氫量約為9.4 m3/day，差值為9.7m3/day，這部分補(bǔ)氫量增加了機(jī)組的運(yùn)行成本，嚴(yán)重影響機(jī)組經(jīng)濟(jì)性和安全性。

4.2原因分析

（1）在現(xiàn)場檢查過程中發(fā)現(xiàn)勵端和汽端的空、氫側(cè)信號管差壓表時常出現(xiàn)偏差超過±490Pa的標(biāo)準(zhǔn)值情況，可能是信號管的壓力損失情況不同所致，所以這是影響因素。

（2）現(xiàn)場檢查防爆風(fēng)機(jī)的工作情況，測量了防爆風(fēng)機(jī)入口的負(fù)壓情況，測量數(shù)值負(fù)壓最大為-860Pa，達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，防爆風(fēng)機(jī)出力不足。

4.3處理方法

影響因素1：防爆風(fēng)機(jī)入口管不暢。通過分析發(fā)現(xiàn)，防爆風(fēng)機(jī)入口負(fù)壓低是由于防爆風(fēng)機(jī)入口管布置不合理積油所致，如圖2所示。

在#2機(jī)大修期間，對此影響因素進(jìn)行了解決。將防爆風(fēng)機(jī)平臺提升至12.6米工作層，使防爆風(fēng)機(jī)入口高于空側(cè)油箱的排煙管引出位置。如圖3所示：

影響因素2：平衡閥信號管中有氣體，經(jīng)過觀察，勵端和汽端的空、氫側(cè)密封油信號管為U型布置，如圖4所示。

利用#2機(jī)大修機(jī)會，對密封油信號管的布置形式進(jìn)行了優(yōu)化，如圖5所示。

4.4實施后的效果

通過對以上兩個影響因素進(jìn)行處理，達(dá)到了以下效果：

（1）在正常運(yùn)行時，防爆風(fēng)機(jī)入口處的負(fù)壓可以達(dá)到-1700Pa，出口處疏油順暢。

（2）勵端和汽端的空、氫側(cè)差壓數(shù)值符合±490Pa的要求，如圖6所示。

（3）設(shè)備改造完成后，在機(jī)組正常運(yùn)行時，氫氣純度由處理前有較大的提升，能夠維持在97%左右，日均補(bǔ)氫量降至了6.9 m3/day，達(dá)到了歷史最好水平，提高了機(jī)組運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性。

結(jié)論：

通過對影響氫氣純度的因素進(jìn)行分析，找出了防爆風(fēng)機(jī)入口管不暢和平衡閥信號管中有氣體兩條主要因素，用設(shè)備改造的方法對以上因素進(jìn)行了處理，達(dá)到了預(yù)期效果。