發電機氫氣純度下降原因及預防措施

臧驍

【摘 要】某電廠在如何提高發電廠氫氣純度上，開展了深入細致的工作。通過分析和試驗，找出了存在的問題，并改進了發電機部分設備，改造方案實施后，取得了顯著效果。

【關鍵詞】發電機；氫氣純度；98%以上

目前國內雙流環密封油結構的氫冷發電機不同程度的存在氫氣純度下降較快、運行氫氣純度定值偏低和氫氣濕度不合格的問題，為了提高發電機氫氣純度和降低濕度，正常運行中不得不頻繁采用排氫～補氫的方式，這不但額外消耗了大量的氫氣而且增加機組運行成本，同時也增加了運行人員的勞動強度。

另外，因氫氣純度下降引起風摩損耗增大（氫氣純度每下降1%，通風損耗及轉子摩擦損耗將增加11%），而造成的經濟損失也是可觀的。

因此，運行中要嚴格監控發電機的氫氣純度，盡量提高發電機運行的氫氣純度，以此來提高發電機運行的安全可靠性和經濟性。

1 發電機氫純度低問題的產生

自6月份以來，某電廠2號發電機組氫氣純度下降較快，補排氫較頻繁，如下表：

2 原因分析

造成發電機運行氫氣純度低，濕度不合格的主要原因是空、氫側油相互竄油，使空側油中含有的空氣、水分被帶入氫側油進而進入發電機內污染了內部的氫氣；由于發電機雙流環密封油系統的空、氫側油相互竄油是不可避免的，所以運行氫氣純度低，濕度不合格的問題是普遍存在的。

3 采取了以下措施

考慮到氫氣純度降低是潤滑油中的空氣蒸發過多引起，故降低了各處密封油溫度，進行觀察：

2號機密封油投雙側空側密封油冷卻器，要求出口油溫度在38℃；

啟動兩臺閉式水泵，投入兩臺閉式水冷卻器；

定子冷卻水回水調節門旁路開5圈，要求定子冷卻水溫度在38℃；

發電機冷風溫度要求40℃；

工業水至主機潤滑油冷卻器投入，主機潤滑油溫度要求40℃；

上述方法均無效，發電機氫氣純度無明顯好轉；

4 提出方案

因此需增設密封油提純裝置，將影響機內氫氣純度和濕度的這部分空氣、水分在油中提前脫離出來，避免對機內氫氣的污染，使機內氫氣純度、濕度在合格范圍內長期運行。

在氫側回油箱補油管路上并接密封油提純裝置，提前對補入氫側回油箱內的空側油進行凈化處理，將空側油中含有的有害氣（汽）體提前脫出，阻止有害氣（汽）體進入發電機內而影響機內的氫氣純度。通過以上改進可有效隔絕影響氫氣純度降低的污染源，而使發電機內氫氣純度維持在很高的狀態下長期運行。

提純裝置的工作原理

根據水與油的沸點不同，利用薄膜蒸發原理，在真空罐內的真空狀態下，不斷降低油和水汽混合物中水汽的蒸汽分壓，達到脫氣、脫水及破乳的目的；然后利用網組原理設計的精密過濾器，濾除油中的顆粒雜質，達到油的精密凈化的目的。

運行方式的安全性：

由于提純裝置是并聯在空側油管路上，一旦提純裝置出現故障，保護動作，裝置本身的電磁閥、逆止閥會自動將裝置與系統隔離，密封油系統又恢復到原有的工作狀態。

在裝置自動與系統的隔離過程中，不會對系統造成壓力波動的影響，可實現無干擾切換，就象主差壓閥退出，而備用差壓閥自動投入一樣。

發電機漏氫量為優的情況下，滿足發電機氫氣純度在98%以上運行。

5 結論

經過2個月的觀察，2號機發電機純度一直在98%以上；

降低了對密封瓦間隙的要求，即使密封瓦磨損徑向間隙（0.23～0.28mm）超標后也可維持發電機氫氣純度很高和氫氣濕度在合格范圍內長期運行；降低了對平衡閥調節精度的要求，不必要求平衡閥的調節差壓值在±5cm水柱（±490Pa）的范圍內，降低了對檢修、運行人員對平衡閥整定的技術要求和工作量；

不再需要氫氣純度、濕度不合格而進行排污補氫工作；

減少了運行人員排污補氫的工作量，降低了制氫站的設備投運率；

提高了發電機效率，降低了發電機風摩損耗（氫氣純度每下降1%，風摩損耗將增加11%）

提高發電機運行的安全性、經濟性、可靠性；

由上可知增設發電機密封油提純裝置后，使氫氣純度在較高的狀態下長期運行，得到的直接和間接效益都是可觀的。不但減少了發電機排補氫的用氫量，降低了發電機的風摩損耗，同時也降低了機組運行人員排補氫的勞動強度，提高了機組運行的經濟性和安全性。

參考文獻：

[1]華中電網有限公司培訓中心 300MW火電機組集控運行[M].北京；中國電力出版社，2005

（作者單位：黑龍江華電齊齊哈爾熱電有限公司）