河源電廠#2發(fā)電機(jī)氫氣純度低原因分析

1、    河源電廠#2發(fā)電機(jī)氫氣純度低原因分析    羅順?biāo)珊釉措姀S是兩臺(tái)600mw凝氣式機(jī)組，發(fā)電機(jī)是哈爾濱電機(jī)廠生產(chǎn)的qfsn4-600-2型汽輪發(fā)電機(jī)，采用水氫氫冷卻方式，即定子線圈直接水冷，轉(zhuǎn)子線圈直接氫冷，轉(zhuǎn)子本體及定子鐵芯氫冷，定子出線水內(nèi)冷。配套使用雙流環(huán)式密封瓦型密封油系統(tǒng)。一、雙流環(huán)式密封油系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和性能我廠的密封油系統(tǒng)為集裝式，其密封油路為雙流環(huán)式，雙流環(huán)密封瓦內(nèi)有兩個(gè)環(huán)形供油槽，供油槽內(nèi)的油壓始終高于發(fā)電機(jī)內(nèi)的氫壓，從而防止氫氣從發(fā)電機(jī)內(nèi)部漏出。這兩個(gè)油槽在密封瓦內(nèi)形成了兩道油流，兩道密封油流由獨(dú)立的兩套油源分別供給?？堪l(fā)電機(jī)側(cè)的為

2、氫側(cè)油，靠大氣側(cè)的為空側(cè)油。氫側(cè)供油沿大軸向發(fā)電機(jī)內(nèi)側(cè)流動(dòng)，空側(cè)供油沿大軸向大氣外側(cè)流動(dòng)。由于這兩個(gè)系統(tǒng)之間的壓力在理論上保持相等，油流在兩個(gè)供油槽之間保持相對(duì)平衡，因而油流不會(huì)在兩個(gè)供油槽之間串動(dòng)。由于正常情況下密封瓦中的空側(cè)和氫側(cè)密封油具有幾乎相同的壓力，空側(cè)和氫側(cè)密封油各自保持相對(duì)獨(dú)立的狀態(tài)進(jìn)行循環(huán)。機(jī)組在運(yùn)行中密封油系統(tǒng)中的氫側(cè)密封油與發(fā)電機(jī)機(jī)內(nèi)的氫氣相接觸，密封油系統(tǒng)部件工作不正?；蜻\(yùn)行調(diào)整不當(dāng)，參數(shù)控制不好均能夠引起發(fā)電機(jī)氫氣純度低。二、發(fā)電機(jī)氫氣純度降低可能存在的原因分析1、空側(cè)與氫側(cè)密封油壓差值大發(fā)電機(jī)空側(cè)與氫側(cè)密封油在密封瓦中的壓力不平衡，會(huì)引起油流竄動(dòng)，若空側(cè)密封油壓高于氫

3、側(cè)密封油壓，則含有大量空氣的空側(cè)密封油向氫側(cè)密封油竄油，此時(shí)竄到氫側(cè)的空側(cè)密封油將隨氫側(cè)密封油一起回到發(fā)電機(jī)的氫側(cè)回油腔（即消泡箱），然后經(jīng)氫側(cè)回油管，返回到氫側(cè)密封油箱中，在此過程中一部分空側(cè)密封油內(nèi)所含的空氣直接析出進(jìn)入發(fā)電機(jī)內(nèi)。同時(shí)空側(cè)向氫側(cè)竄油也一定程度的排擠了氫側(cè)油，使氫側(cè)的進(jìn)油減少，這將加大油污染。若氫側(cè)密封油壓高于空側(cè)密封油壓，則氫側(cè)密封油向空側(cè)密封竄油，此時(shí)將使回到氫側(cè)密封油箱中的油量減少，油位降低，為了保證系統(tǒng)安全運(yùn)行，將自動(dòng)向氫側(cè)密封油箱中補(bǔ)油。這樣就將含有大量空氣的空側(cè)密封油補(bǔ)進(jìn)了氫側(cè)密封油箱，使氫側(cè)密封油中的空氣含量增加。發(fā)電機(jī)機(jī)內(nèi)的氫氣與密封油系統(tǒng)中的氫側(cè)密封油相接觸

4、，氫側(cè)密封油中若溶解有大量的空氣，空氣便會(huì)進(jìn)入氫氣區(qū)域，污染機(jī)內(nèi)氫氣。使氫氣濕度增大，純度降低。正常運(yùn)行中，#2發(fā)電機(jī)勵(lì)端和汽端的空氫油差壓分別維持在0.3kpa和0.2kpa左右，在規(guī)定的范圍（±0.49kpa）內(nèi)，理論上不會(huì)出現(xiàn)竄油的問題。2、氫側(cè)油箱中的自動(dòng)補(bǔ)排油閥故障氫側(cè)油箱中的自動(dòng)補(bǔ)排油閥故障導(dǎo)致在氫側(cè)油箱中的空側(cè)和氫側(cè)油大量交換，使含有大量空氣的空側(cè)回油進(jìn)入氫側(cè)油箱。一方面在氫側(cè)油箱中直接析出空氣而直接進(jìn)入發(fā)電機(jī)；另一方面其作為氫側(cè)油在密封瓦中析出空氣進(jìn)入發(fā)電機(jī)。浮球閥因各種原因不能正常開啟或關(guān)閉，這樣將導(dǎo)致密封油系統(tǒng)中自動(dòng)補(bǔ)排油的功能失常。有以下三種情況：1）排油閥出現(xiàn)

5、故障處于常排狀態(tài)，則系統(tǒng)為了氫側(cè)密封油箱油位的穩(wěn)定，就會(huì)不斷地將含有大量空氣的空側(cè)密封油補(bǔ)入氫側(cè)密封油箱，此時(shí)補(bǔ)油閥將進(jìn)行連續(xù)補(bǔ)油。2）補(bǔ)油閥出現(xiàn)故障，處于常補(bǔ)狀態(tài)，系統(tǒng)就會(huì)不斷地將含有大量空氣的空側(cè)密封油補(bǔ)入氫側(cè)密封油箱，使氫側(cè)密封油中的空氣含量增加，此時(shí)排油閥將進(jìn)行連續(xù)排油。一旦排油閥故障不能正常排油，會(huì)導(dǎo)致氫側(cè)密封油箱滿油，進(jìn)而消泡箱油位高，會(huì)造成發(fā)電機(jī)進(jìn)油的事故。3）補(bǔ)排油閥都失去了正常的功能，此時(shí)發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)中的氫側(cè)密封油箱則處于一個(gè)連續(xù)補(bǔ)排油的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，將大量含有空氣的空側(cè)密封油補(bǔ)進(jìn)了氫側(cè)密封油箱，使氫側(cè)密封油中的空氣含量增加。就地自動(dòng)補(bǔ)油閥、自動(dòng)排油閥前截止都在開的狀態(tài)，

6、自動(dòng)補(bǔ)、排系統(tǒng)參與工作，但在氫側(cè)油位高時(shí)，自動(dòng)補(bǔ)油閥和自動(dòng)排油閥未能及時(shí)調(diào)整油位，兩者可能存在常補(bǔ)或者常排的情況，就地液位穩(wěn)定時(shí)關(guān)閉氫側(cè)密封油靜排手動(dòng)門觀察液位發(fā)現(xiàn)液位維持穩(wěn)定不變，且氫側(cè)密封油箱補(bǔ)、排管路通過溫度判斷并沒有油流過，故可以判斷當(dāng)密封油系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，空氫側(cè)密封油沒有竄油現(xiàn)象。3、差壓閥工作不正常密封油系統(tǒng)維持氫、油差壓的任務(wù)是由差壓閥來完成的，氫、油差壓閥工作不正常不僅會(huì)污染油質(zhì)，而且會(huì)造成發(fā)電機(jī)漏氫。比如因?yàn)槊芊庥拖到y(tǒng)的差壓閥全關(guān)后漏流大，導(dǎo)致空側(cè)密封油壓低，而氫側(cè)密封油壓感應(yīng)空側(cè)油壓自動(dòng)用平衡閥調(diào)整油壓，密封油壓低導(dǎo)致漏氫。用旁路強(qiáng)行提高油壓使得空側(cè)向氫側(cè)竄油，氫側(cè)密封油中

7、帶空氣，造成氫氣純度下降。#2發(fā)電機(jī)在補(bǔ)氫或者密封油泵切換后，都能將氫油差壓維持在83kpa左右，不存在上述分析情況。4、油氫差壓過高或過低油氫差壓是指空側(cè)密封油與氫氣的差壓。由于氫側(cè)密封油是跟蹤空側(cè)密封油的，因此當(dāng)油氫差壓過高或過低時(shí)時(shí)必然會(huì)使氫側(cè)油壓上升或降低。當(dāng)氫側(cè)油壓過高時(shí)，氫側(cè)密封油將直接通過油擋進(jìn)入發(fā)電機(jī)內(nèi)。#2發(fā)電機(jī)氫油差壓基本維持在83kpa左右，與規(guī)定的>84kpa相比，相差0.1kpa，屬于正常范圍。5、平衡閥工作失常600mw發(fā)電機(jī)運(yùn)行中要求平衡調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)精度達(dá)1030mm水柱，而該閥的裝配精度相當(dāng)高，如果油中含有雜質(zhì)、水分等，則極易造成閥卡澀，工作失常。調(diào)節(jié)空、氫

8、側(cè)密封油壓主要是通過以下手段來完成。氫側(cè)密封油壓先通過粗調(diào)氫側(cè)密封油泵出口再循環(huán)閥使空、氫側(cè)密封油壓基本一致，同時(shí)通過調(diào)節(jié)氫側(cè)密封油平衡閥下部頂針頂起高度，從而使密封瓦處的空、氫側(cè)密封油壓力達(dá)到平衡，以使密封瓦中間環(huán)處的空、氫側(cè)密封油竄流量達(dá)到一個(gè)較小的水平（通常是在±5cm水柱以內(nèi)）。當(dāng)密封瓦處的空、氫側(cè)微差壓調(diào)整好后，由于平衡閥平衡點(diǎn)已經(jīng)設(shè)定好，當(dāng)空側(cè)密封油壓改變時(shí)平衡閥自動(dòng)跟蹤調(diào)節(jié)氫側(cè)密封油壓使空、氫側(cè)微差壓保持不變。當(dāng)氫側(cè)密封油平衡閥調(diào)節(jié)不靈敏時(shí)，會(huì)造成氫側(cè)密封油壓過高或過低，使中間環(huán)處的空、氫側(cè)密封油平衡被破壞，使空、氫側(cè)密封油之間的竄流增大。竄流增加將使氫側(cè)密封油進(jìn)入空氣

9、，引起發(fā)電機(jī)氫純度下降。#2發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行中，就地兩側(cè)平衡表顯示同時(shí)指示0位，在氫側(cè)油泵切換過程中，平衡閥波動(dòng)不大，回落到0位較快；在空側(cè)油泵切換過程中，平衡閥偏差較大，回落到0位較慢，造成空側(cè)油向氫側(cè)油竄動(dòng)，氫側(cè)油箱油位上升較多，但是最終能將空、氫側(cè)油壓調(diào)平，現(xiàn)在由于#2發(fā)電機(jī)空側(cè)密封油差壓閥故障對(duì)備用空側(cè)密封油泵只測(cè)絕緣不進(jìn)行切泵操作，氫氣下降原因很可能是由于氫側(cè)密封油泵切泵過程中平衡閥調(diào)節(jié)導(dǎo)致氫側(cè)、氫側(cè)之間相互竄油導(dǎo)致，氫側(cè)備用密封油泵啟動(dòng)后氫側(cè)密封油壓力瞬間增高，平衡閥關(guān)小過程中氫側(cè)密封油向空側(cè)密封油竄，之前運(yùn)行的氫側(cè)密封油泵停運(yùn)時(shí)，氫側(cè)密封油壓力瞬間降低，平衡閥開大調(diào)節(jié)過程中空側(cè)密封油竄入氫側(cè)密封油，最終導(dǎo)致空氣進(jìn)入發(fā)電機(jī)內(nèi)使其純度下降，但相比空側(cè)密封油泵切換要好很多。三、結(jié)論就#2發(fā)電機(jī)氫氣系統(tǒng)純度而言，首先是氫氣純度偏低，切換就地氫氣純度儀顯示氫氣中二氧化碳含量為3.77%，建議化驗(yàn)對(duì)氫氣取樣測(cè)量氫氣中二氧化碳含量后進(jìn)行近一步分析判斷。其次是氫氣純度下降問題，綜合上述分析可知#2發(fā)電機(jī)氫氣純度偏低最可能的原因由于每周一次的空、氫側(cè)密封油泵在切換過程中（空側(cè)密封油泵由于差壓閥故