氫冷發電機氫氣純度下降快的原因分析及處理

王東獻

摘要：某火力發電廠315機組#1發電機長時間出現氫氣純度下降較快現象，經多次調整密封油差壓閥和平衡閥差壓仍無效，每天提純度至少3次。后經過對#1發電機氫冷系統以及密封油系統現場全面進行排查，發現發電機密封油系統氫側油箱排油浮球閥存在卡澀現象，于是對氫側油箱排油浮球閥進行了反復活動后， 排油浮球閥卡澀現象消失，氫側油箱排油聲音逐漸消失。

關鍵詞：氫氣純度下降快;氫側密封油箱;排油浮球閥卡澀

引言：某火力發電廠315機組#1發電機氫氣純度下降較快，經多次調整密封油差壓閥和平衡閥差壓仍無效，每天提純度至少3次。后經對#1發電機氫冷系統以及密封油系統現場全面進行排查發現發電機密封油系統氫側油箱排油浮球閥存在卡澀現象，于是對氫側油箱排油浮球閥進行了反復活動，全關后再開啟數次，經反復活動后， 排油浮球閥卡澀現象消失，氫側油箱排油聲音逐漸消失。

1發電機密封油系統及工作原理

1.1密封原理：該電廠2x315MW機組的發電機為水氫氫冷卻式，發電機兩端密封采用雙流環密封瓦型。

密封油系統正常情況下投入前，應先投入潤滑油系統。密封油系統投運前，油質必須合格。在機組投盤車前空側密封油投入，氣體置換前氫側密封油投入。機組沖轉前，發電機內氫氣純度、濕度必須合格，氫壓不小于0.1MPa。

1.2系統正常運行維護

運行中定期檢查密封油泵及電機的運行情況，泵出口壓力應正常，無泄漏現象、電機無過熱、泵組聲音正常。檢查密封油箱油位正常，補排油動作正常。檢查密封油與氫氣差壓正常為：0.084MPa。檢查空側與氫側密封油差壓為：≤0.49Kpa。密封瓦進油溫度在38～49℃，回油溫度不高于77℃。一旦空側主油源發生故障，密封油壓力降低比機內氣體壓力高0.056MPa時，備用差壓閥將自動打開，并由它建立穩定高于機內氣壓0.056MPa的油壓;當空側密封油壓力降低比機內氣體壓力高0.035MPa時，直流備用油泵自動啟動，使密封油壓恢復并保持高出機內氣體壓力0.084MPa;一旦備用低壓潤滑油油源投入運行時，就要求立即將發電機內的氫氣壓力降到0.014MPa或更低，以免直流油泵停運后漏氫。

1.3發電機密封油系統故障

1.3.1密封油箱油位高處理

當“消泡箱油位高”報警時，應立即就地進行檢查;應檢查浮球排油閥動作情況，否則手動排油至正常油位。

1.3.2密封油壓低的處理

空側交流密封油泵運行，密封油壓降至比機內氫壓高0.035MPa時聯直流。同時檢查運行泵是否故障，否則應進行隔離檢修，并對聯動泵加強監視。氫側交流密封油泵運行，密封油壓降至比機內氫壓高0.035MPa時聯直流。同時對運行泵、冷油器進行檢查，確認無故障，否則隔離檢修。

2處理經過：

12月15日#1機氫氣純度較停機前下降快，汽機專業對整個密封油系統進行了排查，發現密封油系統各壓力表計、差壓表計、油箱油位等無明顯異常，氫氣無外泄漏現象，分析原因是由于空氫側密封油互通，而空側密封油含有空氣，進入氫側密封油內，導致氫氣純度下降。可利用排除法對可能互串的設備進行逐個排查。經觀察，懷疑#1機密封油系統氫側油跟蹤不靈活，可通過微量調整，觀察壓力表計跟蹤變化進行排查。12月16日安排對密封油系統的運行情況進行了檢查，就地檢查汽端、勵端平衡閥差壓正常，油箱油位正常，氫油差壓0.1Mpa，結合氫側油箱排油溫度偏高的現象綜合分析，判斷為空側回油量較大，先對氫油差壓進行調整，同時也安排運行值班員對系統油溫進行了調整，以觀察運行。12月17日調整主差壓閥壓力由0.09Mpa至0.1Mpa，就地熱工儀表盤微差壓計指示變化后恢復主差壓閥調整前數值狀態。檢查發現氫側密封油箱油位為115mm，并且密封油箱油位穩定，空側補油閥，氫側排油閥開啟狀態，閥桿位置和#2機比較后均無明顯異常。12月18日調整主差壓閥壓力由0.1 MPa調整至0.086Mpa，觀察運行。12月19日對#1機密封油站汽端、勵端平衡閥壓力調整。調整平衡閥過程中對平衡閥微差壓計指示進行試驗，發現關閉氫側信號管時微差壓計變化明顯，而且迅速，關閉空側信號管時微差壓計變化微量，而且緩慢。12月21日根據分析和調整經驗，排查發現發電機密封油系統氫側油箱排油浮球閥存在卡澀現象，于是對氫側油箱排油浮球閥進行了反復活動，全關后再開啟數次，經反復活動后， 排油浮球閥卡澀現象消失，氫側油箱排油聲音逐漸消失。

3原因分析：

氫側密封油箱排油浮球閥長期不活動、不操作導致卡澀，排油閥處于常開啟狀態，連續排油，為保證油箱油位平衡，系統自動補油，引起氫側油箱補油閥連續補充大量空側密封油，因空側密封油在發電機雙流環密封環外側且油源來源于主油箱，含空氣和水分偏大，從而導致發電機氫氣純度下降較快。

4暴露的問題：

（1）因發電機氫側密封油箱排油浮球閥長期不活動、不操作，發電機氣體置換前后，氫側密封油箱油位變化大，存在卡澀隱患。

（2）自#1機組啟動后發現氫氣純度下降以后，相關專業雖進行了大量工作，但一直沒有找到真正原因，直到12月21日當值值長找到原因并及時消除，暴露了相關專業工作不深入細致。

5結束語：

經過對#1發電機氫冷系統以及密封油系統現場漏點的全面排查和原因分析，發現發電機密封油系統氫側油箱排油浮球閥存在卡澀現象，并對對氫側油箱排油浮球閥進行了反復活動處理，氫側油箱排油聲音逐漸消失，排油浮球閥卡澀現象得到消除。經過長時間觀察運行，氫氣純度逐漸穩定，氫氣純度下降較快以及氫氣純度不合格的安全隱患得到了消除，發電機提氫氣純度次數大大降低，機組經濟性得到了提高。目前氫側油箱補油、排油浮球閥活動試驗已納入日常巡檢和活動試驗工作，效果較好，減小或避免了發電機氫側密封油箱排油或補油浮球閥卡澀現象的再次發生，大大降低了發電機提氫氣純度次數和補氫量，節省了制氫量，為公司經營帶來了一定的經濟效益，并具有很好的推廣應用意義。