發(fā)電機氫氣濕度過高的原因分析及處理

韓文凱

（貴州華電大龍發(fā)電有限公司，貴州 玉屏 554001）

1 濕度概述

有關概念的定義:絕對濕度。濕氣中水、汽質量與濕氣的總體積之比，g/m3；相對濕度。壓力為p、溫度為t的濕氣中，水、汽摩爾分數(shù)與同一溫度和壓力下純水表面的飽和水、汽的摩爾分數(shù)之比，%；露點溫度。壓力為p、溫度為t、混合比為r的濕氣中，在此給定壓力下，濕氣被水飽和時的溫度，℃。一般以露點溫度表示氫氣濕度(氫氣濕度合格值為氫壓下0～-25℃)。

2 事件經過

我公司2×300MW壓臨界機組發(fā)電機為QFSN-300-2-20B水氫氫交流同步發(fā)電機。從機組運行情況來看，氫氣純度基本上都合格(氫氣純度≥96%為合格)。氫氣純度偶然有不合格，補排幾十標準立方米氫氣后即合格。在線氫氣濕度表計顯示始不正常(氫氣濕度合格值為0.25Mpa額定氫壓下0～-25℃)，就每天人工取樣測量氫氣濕度，自2006年雙機投運以來，氫氣濕度時有不合格，但是通過排補氫幾十立方米，測量濕度已經合格，到2009年11月份開始，氫氣濕度經常不合格。

3 氫氣濕度超標對發(fā)電機的危害

氫氣濕度超標易造成發(fā)電機定子線圈端部短路事故。氫氣濕度越大，氫氣中水分越大，氣體的介電強度越低，定子繞組受潮，降低絕緣電阻，從而降低了絕緣表面放電電壓，容易發(fā)生閃絡和絕緣擊穿事故。

氫氣濕度超標易造成發(fā)電機轉子護環(huán)產生應力腐蝕。發(fā)電機氫氣濕度高，將對其接觸的金屬產生應力腐蝕，而應力腐蝕與金屬氫脆相互起到催化作用。由于應力腐蝕使護環(huán)產生裂紋，同時絕緣瓦松動，絕緣瓦同護環(huán)端部轉子線圈摩擦，引起轉子線圈接地或短路。

影響發(fā)電機的運行效率。由于氫氣中濕度大、水分大，使氣體密度增大，增加了發(fā)電機通風損耗，降低了發(fā)電機的運行效率。

4 發(fā)電機氫氣濕度不正常原因分析及處理

引起氫冷汽輪發(fā)電機內氫氣濕度過高的因素有以下幾方面：充、補氫時氫氣中帶入水分；氫冷器、定冷水系統(tǒng)漏水進入發(fā)電機；發(fā)電機內密封瓦處竄油帶入水分；補充氫氣適度不合格；氫氣干燥器投入不正常。

對于上述幾個方面的問題解決辦法如下：

首先，因定冷水壓力低于氫壓較多(定冷水壓0.11MPa～0.16MPa，氫壓0.2～0.25MPa)，且定冷水水位一直較穩(wěn)定，定冷水系統(tǒng)壓力始終正常。因此，可排除定子冷卻水系統(tǒng)漏水進入發(fā)電機導致氫氣濕度大。

其次，開啟氫冷卻器冷卻水進、回水手動門，在氫冷器冷卻水進、回水管道及發(fā)電機頂部放空氣門測量均無氫氣外漏;關小氫冷器冷卻水進、回水手動門，手動門開度由20圈關閉至2圈，在氫冷器冷卻水進、回水管道及發(fā)電機頂部放空氣門測量均無氫氣外漏。排除氫冷器漏水進入發(fā)電機導致氫氣濕度增大。

第三是在充氫、補氫前氫氣必須經干燥合格。制氫站氫氣干燥器運行良好，氫氣系統(tǒng)干燥器內硅膠應該定期檢查更換，保證吸附效果。冷凝式氫氣干燥器應保證運行正常，檢查壓縮機制冷劑量足夠、油位正常，氫氣干燥器冷卻水暢通、充足。

第四是發(fā)電機密封油中水份超標（因長時間沒有對密封油系統(tǒng)進行放油水），又由于密封瓦處有竄入發(fā)電機，同時將水帶入發(fā)電機，但這不是發(fā)電機內水分的主要來源，最主要的原因是由于密封油中含水量高，空側濕度高的密封油竄向氫側，油中水被飛濺霧化或汽化，在發(fā)電機風扇壓頭作用下水分通過密封瓦進入發(fā)電機內。因密封油來自汽輪機潤滑油系統(tǒng)，通過潤滑油油凈化裝置濾除有中水分，堅持定期放油水、排污制度，定期檢測油中水分，控制潤滑油水分合格。密封油真空泵要求猶如連續(xù)運行，且密封油箱真空應維持在-88kPa以下，這樣通過真空泵將進入密封瓦的油中含有水汽的空氣排除，同時定期對各排污點進行排污，保證密封油水分合格。

5 防范措施

堅持每個月對密封油系統(tǒng)放一次水，保證密封油中水分合格（水分＜50mg/L）。投入潤滑油系統(tǒng)油凈化裝置，保證油中水分＜100mg/L。投入氫氣干燥器、密封油真空泵連續(xù)運行。運行人員做好密封油、定冷水、大機油質的跟蹤監(jiān)督，加強油系統(tǒng)的放水檢查;制氫站應加強排污，提高氫站出氫品質，檢查氫站干燥器出口氫氣品質。

6 結論

經過一個月時間的處理，氫氣濕度得到有效控制，已經合格，消除了影響發(fā)電機安全運行的隱患。

[1]張國泉.關于氫冷發(fā)電機氫氣濕度的若干問題[J].中國電力.