發(fā)電機(jī)氫氣純度下降原因及預(yù)防措施

臧驍

【摘 要】某電廠在如何提高發(fā)電廠氫氣純度上，開展了深入細(xì)致的工作。通過分析和試驗(yàn)，找出了存在的問題，并改進(jìn)了發(fā)電機(jī)部分設(shè)備，改造方案實(shí)施后，取得了顯著效果。

【關(guān)鍵詞】發(fā)電機(jī)；氫氣純度；98%以上

目前國內(nèi)雙流環(huán)密封油結(jié)構(gòu)的氫冷發(fā)電機(jī)不同程度的存在氫氣純度下降較快、運(yùn)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(fā)電機(jī)氫氣純度和降低濕度，正常運(yùn)行中不得不頻繁采用排氫～補(bǔ)氫的方式，這不但額外消耗了大量的氫氣而且增加機(jī)組運(yùn)行成本，同時也增加了運(yùn)行人員的勞動強(qiáng)度。

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

因此，運(yùn)行中要嚴(yán)格監(jiān)控發(fā)電機(jī)的氫氣純度，盡量提高發(fā)電機(jī)運(yùn)行的氫氣純度，以此來提高發(fā)電機(jī)運(yùn)行的安全可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

1 發(fā)電機(jī)氫純度低問題的產(chǎn)生

自6月份以來，某電廠2號發(fā)電機(jī)組氫氣純度下降較快，補(bǔ)排氫較頻繁，如下表：

2 原因分析

造成發(fā)電機(jī)運(yùn)行氫氣純度低，濕度不合格的主要原因是空、氫側(cè)油相互竄油，使空側(cè)油中含有的空氣、水分被帶入氫側(cè)油進(jìn)而進(jìn)入發(fā)電機(jī)內(nèi)污染了內(nèi)部的氫氣；由于發(fā)電機(jī)雙流環(huán)密封油系統(tǒng)的空、氫側(cè)油相互竄油是不可避免的，所以運(yùn)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(fā)過多引起，故降低了各處密封油溫度，進(jìn)行觀察：

2號機(jī)密封油投雙側(cè)空側(cè)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(diào)節(jié)門旁路開5圈，要求定子冷卻水溫度在38℃；

發(fā)電機(jī)冷風(fēng)溫度要求40℃；

工業(yè)水至主機(jī)潤滑油冷卻器投入，主機(jī)潤滑油溫度要求40℃；

上述方法均無效，發(fā)電機(jī)氫氣純度無明顯好轉(zhuǎn)；

4 提出方案

因此需增設(shè)密封油提純裝置，將影響機(jī)內(nèi)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(jī)內(nèi)氫氣的污染，使機(jī)內(nèi)氫氣純度、濕度在合格范圍內(nèi)長期運(yùn)行。

在氫側(cè)回油箱補(bǔ)油管路上并接密封油提純裝置，提前對補(bǔ)入氫側(cè)回油箱內(nèi)的空側(cè)油進(jìn)行凈化處理，將空側(cè)油中含有的有害氣（汽）體提前脫出，阻止有害氣（汽）體進(jìn)入發(fā)電機(jī)內(nèi)而影響機(jī)內(nèi)的氫氣純度。通過以上改進(jìn)可有效隔絕影響氫氣純度降低的污染源，而使發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣純度維持在很高的狀態(tài)下長期運(yùn)行。

提純裝置的工作原理

根據(jù)水與油的沸點(diǎn)不同，利用薄膜蒸發(fā)原理，在真空罐內(nèi)的真空狀態(tài)下，不斷降低油和水汽混合物中水汽的蒸汽分壓，達(dá)到脫氣、脫水及破乳的目的；然后利用網(wǎng)組原理設(shè)計的精密過濾器，濾除油中的顆粒雜質(zhì)，達(dá)到油的精密凈化的目的。

運(yùn)行方式的安全性：

由于提純裝置是并聯(lián)在空側(cè)油管路上，一旦提純裝置出現(xiàn)故障，保護(hù)動作，裝置本身的電磁閥、逆止閥會自動將裝置與系統(tǒng)隔離，密封油系統(tǒng)又恢復(fù)到原有的工作狀態(tài)。

在裝置自動與系統(tǒng)的隔離過程中，不會對系統(tǒng)造成壓力波動的影響，可實(shí)現(xiàn)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(fā)電機(jī)漏氫量為優(yōu)的情況下，滿足發(fā)電機(jī)氫氣純度在98%以上運(yùn)行。

5 結(jié)論

經(jīng)過2個月的觀察，2號機(jī)發(fā)電機(jī)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(biāo)后也可維持發(fā)電機(jī)氫氣純度很高和氫氣濕度在合格范圍內(nèi)長期運(yùn)行；降低了對平衡閥調(diào)節(jié)精度的要求，不必要求平衡閥的調(diào)節(jié)差壓值在±5cm水柱（±490Pa）的范圍內(nèi)，降低了對檢修、運(yùn)行人員對平衡閥整定的技術(shù)要求和工作量；

不再需要?dú)錃饧兌取穸炔缓细穸M(jìn)行排污補(bǔ)氫工作；

減少了運(yùn)行人員排污補(bǔ)氫的工作量，降低了制氫站的設(shè)備投運(yùn)率；

提高了發(fā)電機(jī)效率，降低了發(fā)電機(jī)風(fēng)摩損耗（氫氣純度每下降1%，風(fēng)摩損耗將增加11%）

提高發(fā)電機(jī)運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性；

由上可知增設(shè)發(fā)電機(jī)密封油提純裝置后，使氫氣純度在較高的狀態(tài)下長期運(yùn)行，得到的直接和間接效益都是可觀的。不但減少了發(fā)電機(jī)排補(bǔ)氫的用氫量，降低了發(fā)電機(jī)的風(fēng)摩損耗，同時也降低了機(jī)組運(yùn)行人員排補(bǔ)氫的勞動強(qiáng)度，提高了機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性。

參考文獻(xiàn)：

[1]華中電網(wǎng)有限公司培訓(xùn)中心 300MW火電機(jī)組集控運(yùn)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）