三期#5機組機氫氣純度低分析

大唐淮南洛河發電廠 李建軍

一、原因分析

1.通過了解化學專業的有關工作人員后得知制氫站、發電機補氫口氫氣純度、濕度基本一致，氫氣純度均在99.5%以上，而在幾次氣體置換中發現便攜式純度儀和發電機在線純度儀的數值基本相同(便攜式純度儀的數值比在線純度儀的數值高3-5百分點)，這樣就排除了氫氣在線純度儀測量不準以及因制氫站來氫質量不合格導致發電機內部氫氣純度下降的可能性。此外，測得氫氣露點大于-5℃約為-4℃左右，已經大于我廠氫氣濕度允許值的高限(-5℃--25℃)，因此氫氣濕度大引起氫氣純度下降的原因存在。

2.查看檢修化驗密封油油質的報告得知密封油系統油質含水量為145mg/l(我廠運行的含水量要求是≦50mg/，l)，很明顯含水量過大。因此，發電機密封油含水超標的原因是存在的。這也是氫氣純度下降的一個重要原因，密封油中的水分可以直接滲透到發電機內導致發電機內氫氣的純度和濕度都可能增加。

3.密封油系統中的自動補排油的浮球閥卡澀會導致的浮球閥不能正常開啟或關閉，或浮球閥的浮球內漏后進油，不能正常浮起造成浮球閥不能正常開啟或關閉導致密封油系統中自動補排油的功能失常。如果是排油閥出現故障，處于常排狀態，則系統為了氫側密封油箱油位的穩定，就會不斷地將含有大量空氣的空側密封油補入氫側密封油箱，此時補油閥也將進行連續的補油。若是補油閥出現故障，處于常補狀態，系統就會不斷地將含有大量空氣的空側密封油補入氫側密封油箱，使氫側密封油中的空氣含量增加，此時排油閥也將進行連續的排油。補排油閥都失去了正常的功能，此時發電機密封油系統中的氫側密封油箱則處于一個連續補排油的狀態。但是，經過測溫發現氫側密封油箱的排油管溫度很高，基本與油箱溫度持平大約41度左右，而補油管溫度基本為環境溫度大約為10度左右。這就排除了自動補排油的故障。

4.在#5機現場發現氫側密封油箱的排油管溫度很高，基本與油箱溫度持平大約41度左右，而補油管溫度基本為環境溫度大約為15度左右，說明氫側密封油箱的油不是來自補油。由此可以判斷密封瓦處存在較大的竄油，空側密封油壓力大于氫側密封油，使得氫側密封油箱油位高，自動排油閥打開連續排油。含有大量空氣的空側密封油向氫側密封油竄油，此時竄到氫側的空側密封油將隨氫側密封油一起回到發電機的消泡箱，然后經氫側回油管，返回到氫側密封油箱中，將空側密封油內所含的空氣帶入氫側密封油中然后空氣又通過氫側密封油直接到發電機內造成純度下降。因此影響發電機內氫氣純度的根本原因是空、氫側密封油的竄油。

空側密封油和氫側密封油在密封瓦內不發生竄流是不可能的，因為平衡閥一直處于跟蹤調節狀態，不能使氫側密封油壓與空側密封油壓絕對相等，在密封瓦內發生少量竄流現象是必然的。如果兩側無竄流發生，密封瓦中間部位因摩擦產生的熱量也無法被帶走，將會發生發電機振動高或密封瓦損傷等故障。竄油不但影響發電機內氫氣的純度和濕度。而且氫側密封油同樣將被排到空側封油系統，這時，溶解在氫側密封油中的氫氣也隨之被帶到空側油箱在空側油箱中會離析出來，最后被排到室外引起氫氣壓力下降。這也可能是氫壓一直下降的原因之一。竄油的原因與空氫側密封油差壓，密封瓦和軸之間的間隙，油的粘度等都有關系。

(1)空氫側密封油的差壓是造成竄流的最主要的原因，氫側密封油供油管路的意外節流造成氫側油供油不足，密封瓦氫側油腔內油壓無法正常建立，使得中間密封環空、氫側密封油壓產生差壓，從而使空側密封油向氫側密封油中竄流。但不同的節流點表現出來的現象是不同的，在取樣點前出現節流時，表現在調節氫側油母管壓力時空、氫側密封油微差壓計上反映遲鈍。當取樣點后有節流時，調節氫側密封油壓，則微差壓計上的動作幅度會很大。#5發電機組小修后啟動中發現在調節氫側油泵再循環時候汽端的差壓計反應強烈，勵段的差壓計反應遲鈍。而且現場發現汽端差壓計上有2-3的差壓，(氫側高)說明在取樣點后可能有節流導致壓力信號偏大使得平衡閥調小了氫側油壓，再加上節流使得密封瓦處的實際氫側油壓更低。而壓力信號卻由于節流變大，所以在就地出現了差壓計上氫側油壓高于空側油壓的現象。

平衡閥時刻跟蹤空側密封油壓調節氫側密封油壓，使得空、氫側密封油壓基本一致，因此平衡閥信號管內一直有微量油流動。當管路中有節流時，會造成油壓信號傳遞失真，平衡閥調節性能變差，影響調節品質，使空、氫側間的竄流增加。如果空側密封油的信號管中有贓物使得壓力減小，那么平衡閥會根據空側油壓信號會調小氫側油壓，造成密封瓦處氫側實際油壓減小增大了差壓。

(2)密封油間的竄油量與密封瓦中間環與軸的間隙成正比關系，間隙越小，氫氣越容易密封，空、氫側密封油間的竄流量也會越小。但密封瓦與發電機軸之間的間隙是比較難協調的，由于密封瓦是浮動在軸上的，該間隙太小，極容易引起發電機兩側軸承振動的增大。該間隙太大，不但引起竄流量的增加，同時由于空側密封油流量大，流阻小，空側油直接通過中間間隙流至氫側油處，還可能會造成氫側油的虛假油壓，此時雖然空、氫側密封油微差壓計上顯示空、氫側密封油已達到較好的平衡，但實際上密封瓦中間環的竄流量是最大。因而，密封瓦中間環與軸的間隙也是導致氫氣純度下降的間接原因，需要在大小修的時候進行調整。

(3)密封油溫度對氫氣純度也有影響。主要表現在密封油溫度的改變使密封瓦與軸之間的間隙改變，從而使油的竄流量改變。同時油溫會改變油的粘度，粘度大的話油的流動性差，相對來說竄油量會減小。

(4)我個人認為我廠的補油方式不合理，在補油的過程中會將含有大量空氣的空側密封油補進氫側密封油箱，使氫側密封油的含空氣量增加。前段時間分別對密封油和主油箱提取油樣對其進行化驗，分析得知密封油中空氣的含量遠大于主油箱中的油。

二、改進建議

1.改變現在的由空側密封油向氫側密封箱補油的補油方式。將其補油油源改在主油箱，并且在補進氫側密封油前，對其進行凈化處理，盡量消除油內所含的空氣，使密封油在補進氫側密封油箱時，不再含有大量的空氣。

2.在停機或小修時候檢查間隙，清洗平衡閥信號管路以及氫側密封油管路。

3.在不能避免串油的情況下，使氫側密封油壓高于空側密封油壓，保證密封油只能由氫側串到空側，使系統只能向氫側密封油箱補油，并且在補進氫側密封油箱前，對其進行凈化處理，消除油內所含的空氣。

4.可以將發電機的氫油壓差由現在的88ka下調一點，使空氫側油壓都下降，這樣可以減小竄油量。并在小修等時機檢查并設法減小密封瓦與軸頸的間隙。降低油溫也是一種方式，增加粘度。

5.如果在空側密封油汽、勵端進油管路上像氫側密封油那樣再接入一路調節站，先以主差壓閥根據氫壓確定具體的空側油壓再引入一個氫側油壓信號來修正空側油壓。兩側油壓更容易達到平衡。密封瓦處的空、氫側密封油壓的平衡是反映在平衡閥微差壓計上的，但微差壓計的信號管取樣并不能真正反映瓦塊中間環處空、氫側密封油壓是否平衡。既然這樣可不可以拋開微差壓計的讀數不管在不同的微差壓下試運行一段時間，看看那個差壓值氫氣純度更好些。

6.密封油來自主機潤滑油，那么跟主機潤滑油的油質是有必然聯系的，在冬季以前，為了降低真空#5機軸封汽壓力一直比較高，這樣肯東會影響主機的油質，小機油箱中經常帶水已經說明了問題，所以，建議軸封汽壓力控制在適當范圍之內，但是這樣會影響機組效率，所以應該調整下軸封間隙或通過調試找到一個合理的壓力值。