#2汽轮发电机氢气纯度低分析及处理措施

来源:用户上传      作者:付名江

　　摘 要：文中论述了汽轮发电机氢气系统运行对机组运行的影响和危害，针对公司#2机组的实际情况分析了影响发电机氢气纯度的主要原因和提高氢气纯度的处理措施以及取得的实际效果。
　　关键词：提高;氢气纯度
　　1 氢气运行情况概述
　　国电黄金埠发电厂建设有2台上海汽轮厂的650MW超临界发电机组，发电机为西门子西屋公司与上海汽轮发电机有限公司联合产品，型号为THDF118/56，采用水氢氢冷却方式，额定运行氢压0.4MPa。发电机支撑轴瓦#7、#8瓦下瓦为可倾瓦、上瓦圆筒瓦，其轴端氢气密封采用的是双流环密封瓦结构，密封的原理：密封瓦为空侧密封瓦和氢气侧密封瓦的组合方式，通过各自的油泵、油箱、油管路形成相对独立的油循环系统，两个系统中的油压力通过系统的再循环的初调整和平衡阀的微调整，达到一定范围的平衡时，不发生相互串油。运行中空侧密封油压通过差压阀的调节作用，始终保持油压高于氢气压力一定范围，防止氢气逸出。公司#2机组投产后一直存在氢气纯度低且运行时纯度下降快的情况，当发电机氢气纯度<96%时需进行补排氢的工作，每天由于氢气纯度低的补氢量约35-40立方，尤其在夏季，纯度低补氢量大的情况尤为突出，远远超出技术监督规定的标准，影响机组的安全运行。
　　2 氢气纯度低对机组运行影响
　　发电机氢气纯度是发电机冷却系统关键指标之一，随着机组容量的增大，系统越来越复杂，影响汽轮发电机氢气纯度的环节和因素也越来越多，提高和保持发电机氢气纯度指标已成为保证机组安全运行的一项重要工作。
　　电厂氢气来源主要有两种方式，一种是外购氢直接进行系统按需补氢，另一种是设置制氢站，进行生产制氢，通过氢气罐进行储存，依据系统需要实时补氢。制氢机生产出的氢气必须为合格产品，主要指标：氢气纯度需达到99.9%。发电机内氢气纯度指标不得低于96%。
　　氢气纯度低的主要危害：
　　1）氢气是一种极易爆炸的危险品，如发电机内内氢气纯度不合格，存在氢爆的可能;
　　2）发电机氢气纯度降低，露点过高，湿度大，可能造成定子、转子绝缘降低，易发生短路，影响发电机的安全运行;
　　3）发电机氢气纯度降低将影响冷却效果。
　　3 原因排查及处理
　　3.1 机组运行中对氢气、油系统异常排查
　　实际运行中發电机密封油系统空氢侧油泵出口压力06mpa，经过系统的调节反馈到运转层油压大约0.48mpa，现场检查就地显示汽端油压基本正常，而励端油压只有042MPa，当油压波动，油压调节发生调节滞后易出现氢气泄漏污染情况，密封油压不能有效达到密封。就现场的异常情况，安排对空氢侧油管路的油实际流量进行了检测：励端空侧密封油进油量210/210.6L/min，汽端空侧密封油进油量75/129L/min，两端的氢侧进油量维持在20-40L/min，从运行中的检查结果来分析，#2机发电机励端密封瓦空侧油量偏大，汽端也存在存在油流量增大的趋势，初步分析为密封瓦磨损间隙增大，导致系统漏油量增多;利用停机时间度密封瓦进行解体检查，励端密封瓦出现严重变形，密封瓦径向间隙超标准0.30mm左右，组合后测量存在椭圆、变形及错口情况，随即对密封瓦进行重新浇筑加工后，密封瓦于轴颈的配合间隙控制在标准值0.23mm，同时对密封油管路及密封瓦瓦座各油孔进行疏通检查，发现密封瓦空侧油路孔被密封垫遮挡近三分之一多，影响空氢侧的油通流，重新按标准制作安装密封垫，达到技术标准。
　　3.2 密封油各调节阀的检查
　　运行中主差压阀的作用控制油氢压差，通过差压阀的调节始终维持空侧油压大于氢侧压力0.84KPa左右;汽端和励端油路各设有一平衡阀，维持密封瓦的空氢侧油压差在±490Pa范围，达到运行中密封氢气的要求;现场排查系统运行时平衡阀实际参与调节时，密封瓦的空侧油压始终高于氢侧油压（向上调节活塞上移增大氢侧油压），停机时进行平衡阀进行解体检查检测，其调节螺钉设计偏短，向上调节过程调节余量不足，无法满足调节要求，重新对调节螺钉进行重新设计加工，整体加长约15mm，提高平衡阀的调节能力，投运后进行调节能够满足氢侧由于高于空侧油压490pa的标准。
　　3.3 密封油油质的处理
　　密封油的油品质指标会直接影响氢气运行纯度，如油的水份越多，运行油温越高，其内部水份与油分子越容易进入到氢气中。对#2机密封油的油质进行化验跟踪检查，密封油水份指标接近合格标准的上限100mg/L，且进行部分管道放油取样过程发现部分油质存在乳化现象，油质较差。技术改进方面：对密封油系统的油进行真空净化过滤，主要措施在氢侧密封油箱补油阀前的管道上引出油流，油进入专用真空净化设备，对油中的水份、气体杂质进行过滤，净化合格后的油进入氢侧密封油箱，同时油箱的油位保持低位运行（维持在0至-5cm左右），密封油的补油阀保持常开状态，高品质的油进行循环运行，从而提高氢气的纯度指标。
　　3.4 其它方面检查
　　运行中发电机氢气露点指标经常性长时间维持在0度左右运行（标准值：-5℃～-25℃），露点指标超标准;系统氢气干燥器的运行效果差，原氢气干燥器配备的是冷凝式氢气干燥器，设备运行的主要缺点是故障率高，除湿效率较差;利用停机时间，对氢气干燥器换型改造，改为稳定性更高的吸附式氢气干燥器，通过分子筛的吸附除湿效果明显提升，发电机氢气露点总体控制在-15℃～-25℃度之间。
　　4 结语
　　通过最近两年来的设备整治，目前#2机机组的氢气纯度总体保持97%以上，消除了由于纯度低频繁补氢的情况，提高了设备可靠性;但对标国内先进机组仍有差距，我们将继续努力，开展技术攻关，做好确保机组安全稳定运行各项工作。
　　参考文献：
　　[1]上海汽轮机厂《600MW汽轮机说明书》.
　　[2]上海汽轮发电机厂THDTF118/56型《600M汽轮发电机产品说明书》.
　　[3]《600MW机组集控运行规程》.
　　作者简介：付名江（1973-），男，江西九江人，本科，工程师，研究方向：汽轮机节能降耗。
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