GE9F燃機(jī)發(fā)電機(jī)氫氣純度下降和解決措施分析

葉誠(chéng)

摘 要 氫氣本身就具有良好導(dǎo)熱性能以及快速的擴(kuò)散性，將氫氣作為發(fā)電機(jī)冷卻介質(zhì)，通風(fēng)的損耗較少，換熱效果良好，通常情況下，經(jīng)過專業(yè)的氫氣處理，可使得GE9F燃機(jī)發(fā)電機(jī)內(nèi)部更加清潔，保證通風(fēng)以及散熱效果的穩(wěn)定，可是氫氣在與空氣結(jié)合時(shí)，可能容易產(chǎn)生燃燒以及爆炸，因此，操作人員在工作中，需對(duì)GE9F燃機(jī)發(fā)電機(jī)氫氣的質(zhì)量應(yīng)加強(qiáng)控制，避免氫氣出現(xiàn)純度下降等問題。

關(guān)鍵詞 GE9F燃機(jī);發(fā)電機(jī);氫氣純度;下降;解決措施

引言

GE9F燃機(jī)發(fā)電機(jī)氫氣純度下降，可能造成較大的安全事故，因此，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)于GE9F燃機(jī)發(fā)電機(jī)氫氣純度下降原因的研究，并提出對(duì)應(yīng)的改善措施，保障GE9F燃機(jī)發(fā)電機(jī)氫氣純度得到良好且準(zhǔn)確控制。

1GE9F燃機(jī)發(fā)電機(jī)的相關(guān)研究

GE9F燃機(jī)發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)供油主要是來自于潤(rùn)滑油系統(tǒng)。GE9F燃機(jī)發(fā)電機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)一般有2臺(tái)交流電泵，密封油系統(tǒng)、向軸承潤(rùn)滑系統(tǒng)等供油。GE9F燃機(jī)發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行過程中，1臺(tái)潤(rùn)滑油泵在運(yùn)行，另外1臺(tái)可以作為備用裝置，交流密封油泵以及直流密封油泵也屬于備用設(shè)備。潤(rùn)滑油系統(tǒng)提供的密封油源首先需要進(jìn)入密封油模塊，經(jīng)過密封油模塊調(diào)壓之后，就會(huì)在一定時(shí)間內(nèi)進(jìn)入GE9F燃機(jī)發(fā)電機(jī)兩端密封組件的內(nèi)部，將發(fā)電機(jī)內(nèi)部的氫氣密封。密封油在流經(jīng)組件后，會(huì)沿著兩方向排出，氫氣側(cè)油主要是排向密封油回油消泡箱以及密封油回油組件，操作人員可以在浮球收集器以及密封油回油消泡箱中，將氫氣清除，之后流向潤(rùn)滑油回油消泡箱。發(fā)電機(jī)的空氣側(cè)密封油會(huì)排向潤(rùn)滑油的回油消泡箱。密封油在潤(rùn)滑油回油消泡箱的內(nèi)部，可以最大限度地將殘余氫氣清除，之后返回GE9F燃機(jī)發(fā)電機(jī)的主潤(rùn)滑油箱[1]。

2GE9F燃?xì)獍l(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣純度下降原因的分析

GE9F燃?xì)獍l(fā)電機(jī)的密封油多是來自潤(rùn)滑油箱，GE9F燃機(jī)發(fā)電機(jī)的油系統(tǒng)未完全封閉，在密封油中，會(huì)將空氣或是其他的雜質(zhì)氣體溶解。如果密封油通過密封環(huán)，與發(fā)電機(jī)內(nèi)的氫氣進(jìn)行接觸時(shí)，需要以分壓定律為基礎(chǔ)進(jìn)行研究，經(jīng)過觀察，操作人員會(huì)發(fā)現(xiàn)密封油中的析出氣體雜質(zhì)會(huì)直接進(jìn)入發(fā)電機(jī)，使得發(fā)電機(jī)內(nèi)部存在的氫氣純度產(chǎn)生下降。GE9F燃機(jī)發(fā)電機(jī)中的K46130 型密封瓦，通常氫氣側(cè)密封環(huán)流出油量少，如果GE9F燃機(jī)發(fā)電機(jī)的K46130 型密封瓦運(yùn)行過程中，氫氣側(cè)密封環(huán)密封齒磨損超過一定限度，從氫氣側(cè)密封環(huán)流出的密封油量將會(huì)增大，密封油帶入發(fā)電機(jī)內(nèi)部的氣體雜質(zhì)會(huì)在短時(shí)間內(nèi)增多，使得發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣純度的劣化速度不斷加快。根據(jù) GB261641—2010 電業(yè)安全工作規(guī)程中，發(fā)電機(jī)氫氣純度的相關(guān)要求，將其與實(shí)際情況結(jié)合。發(fā)電機(jī)運(yùn)行過程中，對(duì)于很多指標(biāo)均有要求。例如3臺(tái)發(fā)電機(jī)純度需大于97%，含氧量應(yīng)小于1.2%，當(dāng)以上要求均不滿足，操作人員就可以對(duì)GE9F燃機(jī)發(fā)電機(jī)氫氣進(jìn)行提純操作[2]。

2014年，#1 燃機(jī)發(fā)電機(jī)就已經(jīng)提純57次，發(fā)電機(jī)本身的氫氣提純57次，2015年對(duì)于發(fā)電機(jī)的氫氣提純次數(shù)是9次，產(chǎn)生這種情況的關(guān)鍵是由于2015 年春檢對(duì) #1燃機(jī)密封瓦間隙進(jìn)行必要的調(diào)整，之后沒有對(duì)密封瓦間隙進(jìn)行科學(xué)的調(diào)整，而2016年 #1燃機(jī)發(fā)電機(jī)補(bǔ)次數(shù)上升到22次。2015年#2 燃機(jī)發(fā)電機(jī)提純是55 次，2016年為#2燃機(jī)發(fā)電機(jī)提純35次，主要是由于2016年春檢對(duì)#2 燃機(jī)密封瓦間隙整。調(diào)整后，燃機(jī)發(fā)電機(jī)的充氫頻率依然高于汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)。操作人員對(duì)3臺(tái)發(fā)電機(jī)實(shí)施多次漏氫實(shí)驗(yàn)，并且均滿足實(shí)驗(yàn)的要求。可是，由于燃機(jī)發(fā)電機(jī)內(nèi)部的氫氣純度在93%以下，或是本體氫氣純度在95 % 以下時(shí)，需聯(lián)開2個(gè)大流量的排放電磁閥，將消泡箱內(nèi)低純度氫氣排放量極大地增加。因此，根據(jù)以上的研究以及分析，可以了解到燃機(jī)發(fā)電機(jī)的補(bǔ)氫提純操作要比汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)操作更加頻繁，GE9F燃?xì)獍l(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣純度下降原因與燃機(jī)發(fā)電機(jī)本身的密封油系統(tǒng)特性有密切聯(lián)系[3]。

3GE9F燃機(jī)發(fā)電機(jī)的解決措施

在GE9F燃機(jī)發(fā)電機(jī)運(yùn)行過程中，需將發(fā)電機(jī)內(nèi)部的氫氣壓力以及純度保持在規(guī)定的范圍之內(nèi)，因此，只有通過排出純度較低的氫氣，補(bǔ)充高純度氫氣才可實(shí)現(xiàn)。要防止GE9F燃機(jī)發(fā)電機(jī)補(bǔ)氫提純的操作超過一定限度，就需盡量減輕操作強(qiáng)度。GE9F燃機(jī)發(fā)電機(jī)氫氣純度會(huì)隨時(shí)間的推移產(chǎn)生下降的趨勢(shì)。操作人員在補(bǔ)氫中，應(yīng)熟練掌握發(fā)電機(jī)氫氣純度上升的數(shù)據(jù)信息與氫氣用量，需安排專門的人員進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到發(fā)電機(jī)氫氣純度下降與時(shí)間之間的關(guān)系，也可以掌握補(bǔ)氫中氫氣純度上升以及氫氣用量關(guān)系，進(jìn)而制作計(jì)算表。在計(jì)算表中，補(bǔ)氫提純操作中的一組是20瓶氫氣，一般情況下，每瓶氫氣量是6M3開啟后，得到氫氣瓶組壓力的下降值。操作人員可以根據(jù)計(jì)算結(jié)果，將GE9F燃機(jī)發(fā)電機(jī)補(bǔ)氫提純操作改為每星期進(jìn)行一次，操作方法也進(jìn)行明確規(guī)定。采用上述操作方法，可將單臺(tái)燃機(jī)發(fā)電機(jī)的補(bǔ)氫提純操作從每周的2到3次轉(zhuǎn)變?yōu)槊恐?次，使得操作更加具有計(jì)劃性以及針對(duì)性。

4結(jié)束語

密封瓦間隙的異常，可能會(huì)促使GE9F燃機(jī)發(fā)電機(jī)氫氣純度變壞的速度加快，因此，操作人員在進(jìn)行機(jī)組檢修時(shí)，若條件允許，需對(duì)GE9F燃機(jī)發(fā)電機(jī)密封瓦實(shí)施嚴(yán)格的檢查以及調(diào)整。另外，在GE9F燃機(jī)發(fā)電機(jī)的機(jī)組運(yùn)行過程中，需維持潤(rùn)滑油潔凈，將調(diào)壓閥進(jìn)行科學(xué)控制，避免密封瓦或是軸頸產(chǎn)生磨損，操作人員需對(duì)GE9F 燃機(jī)發(fā)電機(jī)氫氣純度隨時(shí)間的變化趨勢(shì)、氫氣純度以及補(bǔ)氫量相互關(guān)系進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，有計(jì)劃對(duì)發(fā)電機(jī)實(shí)施補(bǔ)氫提純的操作，保障GE9F燃機(jī)發(fā)電機(jī)的氫氣純度在一定范圍內(nèi)。

參考文獻(xiàn)

[1] 李國(guó)東.9F燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組靜態(tài)啟動(dòng)裝置國(guó)產(chǎn)化研究[J].燃汽輪機(jī)發(fā)電技術(shù)，2010，12（3）：202-206.

[2] 朱賀.GELM2500+燃機(jī)發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)設(shè)置優(yōu)化[J].文摘版：工程技術(shù)，2015，8（32）：87.

[3] 王家東.GE9F級(jí)燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)調(diào)峰機(jī)組啟動(dòng)及變工況特性研究[D].北京：華北電力大學(xué)（北京），2016.