鲍宏
(中国华电集团公司望亭发电厂江苏苏州215155)
摘要：发电机氢气系统中氢气纯度和湿度是2个重要的指标.针对华电望亭发电厂11号国产引进型300MW发电机运行中氢气纯度下降过快的问题,通过对密封油系统和密封瓦结构进行分析,寻找解决问题的方法.对系统设计和运行中存在的问题和隐患,提出改进意见。控制氢气纯度下降的速度,使发电机补氢量稳定在优良范围内.同时结合国产引进型300MW双流环密封瓦结构的特点,提出氢气系统运行和检修维护中应该注意的事项，分析过程和结论可为同类型汽轮发电机的氢气系统安全运行提供参考.。
关键词：氢纯度分析对策
1.大型汽轮发电机运行中存在的氢气纯度下降过快的原因及防范措施
11大型汽轮发电机运行中存在的氢气纯度下降过快大的原因分析：
（1）通过对密封油系统的分析，氢侧密封油与发电机内冷却用氢气直接接触，只要能保持空氢侧密封油压力完全相等，氢侧密封油路完全独立运行，与空气失去接触机会，氢气纯度就不会下降。但是，空、氢侧密封瓦油环间密封油总是存在或大或小的压力差，不管是空侧密封油在密封瓦内向氢侧窜油，或是氢侧密封油在密封瓦内向空侧窜油，都存在含有空气的密封油在进行相互交换的现象，只是交换的位置不同而已，前者发生在密封瓦内，后者发生在氢侧密封油箱内。在现场，通过对氢侧密封油箱油位的升降及幅度的大小来判断交换量的强弱。所有的交换最终通过氢侧密封油与氢气的接触，密封油中的部分空气析出造成氢气纯度下降，补气量增大。从设备结构及工作原理分析，形成空侧密封油和氢侧密封油压力不平衡有两个主要原因，一是氢侧密封油系统的平衡阀调节精度不是很高。虽然要求平衡阀的精度为±490Pa，在结构上通过控制平衡活塞的加工装配精度（配合间隙）来保障，在实际运行过程中，油中总是含有少量杂质，造成活塞的运动阻力增大，甚至卡涩，导致平衡阀调节精度变差，不能总是维持空、氢侧密封油压力差为标准范围内，，再加上我厂11号机组已是使用了15年的老机组，设备老化，调整精度就更不高了，经常发生压力的偏差。进而造成氢气污染、增大补氢量。
（2）另一个原因是空、氢侧密封油压力的测量误差。真实反映密封瓦内油压平衡的压力测点从信号采集上有困难，现只能测量密封瓦上的空、氢侧密封油进油处的压力作为平衡阀的调节信号。管路的布置及走向不可能完全相同，焊口的多少及焊口处局部阻力也不可能完全相同，最终导致测量存在误差，反映在平衡阀上，就不能有效维持空、氢侧密封油压力的平衡，引起发电机补氢量增大
因此，双流环密封瓦的密封油系统空、氢侧密封油压力在运行中很难达到真正平衡，导致空气进入氢气系统，是氢冷发电机提纯补氢量大的根本原因。
1.2望亭发电厂氢系统运行情况简介
望亭发电厂11号机组自2010年机组大修后一直存在为了提高氢气纯度而补氢量大的问题。平均不到2天需排换氢气，纯度在95%时开始提高至96.5%，补氢量每天达35m3；氢纯下降速度每天达1%。大量的补排氢量造成制氢站的高负荷运行和极大浪费，且危及机组的安全和运行经济。为了减少补排氢次数和补氢量，对氢油水系统的运行参数进行调整，并观察分析，开始对氢气系统和密封油系统进行排查，并对在线氢气纯度仪进行校验，原因一一排查。最后只有第1/6条原因未能排除。1：由于我厂11号机组6瓦振动一直偏大（有时正常运行时可达110微米），经过实验当空氢密封油温度达54度以上时其振动有明显下降，但是规程中规定密封油温应控制在38～49度之间并且空氢侧油温差不大于1度，但实际运行中由于油温要求较高使得冷却水的调节发生困难，从而引起温度波动很大（有时有10度的振幅），空氢侧油温差值也变大，并且造成油压波动，给差压阀、平衡阀的调节造成困难，油压和油温的波动进一步加剧了油中所带的空气进入发电机内部使得氢气纯度下降，另外由于油温较高使得产生的油烟气较多并且使得密封瓦处的油膜变薄间隙变大，均会造成氢气纯度的下降.2：目前我厂氢纯度不合格时一般在co2排总处排放，但该处只有一个总门而无串联阀门，长期开关后易造成阀门松动关不严，运行中又无法隔绝，使得一直有微量的漏氢，给机组的经济和安全运行带来隐患，要求在机组检修中加以改进。
1.3防止氢纯度下降过快、减少补氢量的措施：
（1）严格按厂家的技术要求对密封瓦间隙进行调整修复，并尽量靠近轴与瓦间隙技术指标的下限，可以减少密封油流量，从总量上降低密封油中空气携带量。
（2）保持密封油油质。
因密封油统相对封闭，在密封油箱上加装在线油净化装置，
保持油质质量和较低的水分及杂质。防止平衡阀卡涩，调节失灵。
（3）提高平衡阀的调节精度和运行可靠性，保证其调节动作灵活准确，当氢压、油温等变化时，确保空、氢侧密封油压力能达到随时平衡状态。
（4）调节密封油的温度，在保证机组振动在安全范围内时尽可能使空氢侧油温及偏差在规定范围内。
（5）保持密封油油氢差压在0.084MPa的标准范围内。防止氢气外漏和空气漏入氢气系统。确保主差压阀动作灵敏和安全阀无泄漏，油泵出力不降低是关键。
（6）根据气体在油中的溶解度随压力的降低而减少的原理，在正常运行中，可采取开大排烟风机入口调阀，提高排烟风机的运行出力，从而维持氢油分离器有较高的负压，使气体能较多地从油中析出，减少空侧密封油中的含空气量和含水量，可有效减少因空氢侧密封油交换对氢气的污染。、
（7）切实控制好发电机的运行风温和水温，一般进风温度35～40℃，内冷水温40℃为佳。
（8）当发现氢压或氢纯不正常变化时，及时分析原因并处理。
（9）补氢量应纳入指标监督管理考核范畴。监督管理上的忽视是造成大型发电机氢气纯度下降过快、补氢量大的原因之一。
2：结语
最近我厂11号机组空氢侧密封油温保持在45度左右运行比较平稳，平时密切监视的油温差及空氢侧油压差也在规定范围内波动较小，主机6瓦的振动也在90微米左右，氢干燥器也投用比较正常，经过观察现在基本可以达到4～5天排放后补氢一次，取得了一定的经济效益，今后要继续摸索经验更好的提高机组安全、经济运行的水平。
参考文献
[１]ＱＦＳＮ－３００－２型汽轮发电机说明书．上海汽轮发电机厂有限公司.