影响氢冷机组氢气纯度的几项因素分析及处理

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1、--------------------------------------------------------------------------------[转帖]影响氢冷机组氢气纯度的几项因素分析及处理嘉兴发电厂刘道远（嘉兴314201）氢冷系统在发电机中的应用，使大容量、高效率的发电机的出现成为可能。但发电机氢冷系统的采用也带来了一系列的问题，其中最为突出的是氢气湿度和氢气纯度的问题。氢气湿度高，易造成氢冷发电机护环的损坏和定子线圈端部绝缘的击穿；而氢气纯度低，则会直接影响发电组的安全运行。嘉兴发电厂发电机氢冷系统中氢气湿度的维持*的是采用在线吸附干燥的方式来进行，干

2、燥装置采用上海化工院生产的吸附式干燥器，产品氢气的露点一般均能维持在－20℃以下。氢气纯度的维持则*双流环密封瓦，通过氢侧密封油平衡阀跟踪空侧密封油压以维持双流环间尽量少的空、氢侧密封油串流，以防止氢气纯度的下降。发电机氢气纯度的下降是一个比较综合性的问题，与很多因素都或多或少的有着一定的关系。嘉兴发电厂1号机组在1996年大修后一直出现氢气纯度偏低的现象，以下粗浅地分析一下影响发电机氢气纯度的一些因素以及处理方法。1影响发电机氢气纯度的因素1．1影响氢气纯度的直接原因嘉兴发电厂空、氢侧密封油的设置（典型的二流环式密封）是防止氢气外泄的作用，空、氢侧密封油油路的分开是为了防止

3、氢气受到含空气和湿气较多的空侧密封油的污染。其主要是*氢侧密封油压通过粗调氢侧密封油泵出口再循环阀使空、氢侧密封油压基本一致，同时通过调节氢侧密封油平衡阀下部顶针顶起高度，从而使密封瓦处的空、氢侧密封油压力达到平衡，以使密封瓦中间环处的空、氢侧密封油串流量达到一个较小的水平（通常是在±10cm水柱以内，其中＋表示氢侧密封油压高、－表示空侧密封油压高）。来保持发电机内H2的干度和纯度。按下之（a）后当密封瓦处的空、氢侧微差压调整好后，由于平衡阀平衡点已经设定好，当空侧密封油压改变时平衡阀自动跟踪调节氢侧密封油压使空、氢侧微差压保持不变。当氢侧密封油平衡阀调节不灵敏时，会造成氢侧

4、密封油压过高或过低，使中间环处的空、氢侧密封油平衡被破坏，使空、氢侧密封油之间的串流增大。当氢侧油压过高时，氢侧密封油通过中间环流至空侧密封油当中，氢侧密封油箱油位下降，为维持氢侧密封油箱油位，空侧密封油自动补油至氢侧油箱，这样，富含空气和湿气的油使氢侧油受到污染，特别是在消泡箱内扩容时会将其中的空气和湿气基本上全部释放，使氢气纯度下降。当氢侧密封油压过低时，空侧密封油直接进入氢侧油，回至消泡箱，扩容并释放空气和湿气，使氢气品质恶化。综上分析可知：影响发电机内氢气纯度的直接原因是空、氢侧密封油的串流，而影响串流的因素有以下几方面原因。1．2平衡阀调节失灵对H2纯度的影响造成氢

5、侧密封油平衡阀调节不灵敏的主要原因是调节阀的卡涩以及平衡阀信号室内有杂物。由于密封瓦处空、氢侧密封油压压差仅几个mmH2O，油路或信号管稍有堵塞或杂质均会使平衡阀调节不灵敏现象的发生。1．3密封瓦间隙对氢气纯度的影响发电机轴与密封瓦之间间隙对串流量的影响如下式所示：Q＝πdΔp／c3／（12μl）（1）其中Q—密封油间的串流量　　Δp—空、氢侧密封油微差压d—转子轴径c—中间环和轴间的间隙　　μ—透平油的动力粘度　　l—中间环长度　　由上式可见，密封油间的串油量与密封瓦中间环与轴的间隙成三次方关系，间隙越小，氢气越容易密封，空、氢侧密封油间的串流量也会越小。但密封瓦与发电机轴

6、之间的间隙是一个比较难协调的矛盾，由于密封瓦是浮动在轴上的，该间隙太小，极容易引起发电机两侧轴承振动的增大。该间隙太大，不但引起串流量的增加，同时由于空侧密封油流量大，流阻小，空侧油直接通过中间间隙流至氢侧油处，会造成氢侧油的虚假油压，此时虽然空、氢侧密封油微差压计上显示空、氢侧密封油已达到较好的平衡，但实际上密封瓦中间环的串流量还是很大。1．4密封油温度对氢气纯度的影响密封油温度对氢气纯度的影响主要表现在密封油温度的改变使密封瓦与轴之间的间隙改变，从而使油的串流量改变。油温改变对间隙的影响关系式如下：Δc1＝αsealdΔt（2）Δc2＝αrotordΔtΔc＝Δc1－Δc

7、2其中Δc—间隙改变量αseal—密封瓦线形膨胀系数αrotor—轴线形膨胀系数d—轴径Δt—温度改变量　　同时油温的改变使得油的动力粘度改变，油的流动特性改变使油的串流量改变。1．5氢侧供油管路节流对氢气纯度的影响氢侧密封油供油管路的意外节流造成氢侧油供油不足，密封瓦氢侧油腔内油压无法正常建立，使得中间密封环空、氢侧密封油压无法达到平衡，从而使空侧密封油向氢侧密封油中串流。但不同的节流点表现出来的现象是不同的，由于空、氢侧密封油微差压管路取样点是取在发电机端盖处的，在取样点前出现节流时，表现在调节氢侧