600mw机组氢气纯度下降快原因分析与解决

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1、600MW机组氢气纯度下降快原因分析与解决作者：史新刚　郝俊　李燕单位：山华电聊城发电厂摘要：针对聊城电厂#1发电机氢气纯度下降快问题，全面分析了影响纯度的因素，拟定了切实可行的解决方案，总结了一套成熟的解决办法，对该厂及其它类机组具有参考、借鉴的价值。关键词：氢气纯度异常分析处理0　前言山华电聊城发电厂#1发电机组系上海汽轮发电机有限公司引进西屋技术生产的QFSN型水氢氢汽轮发电机，其额定功率600MW，总装气体容量110立方米，内部氢气正常运行压力0.38--0.44MPa，额定压力0.4MPa。由于发电机转子必须穿出端盖，这部分成了氢内冷发电机密封的关键，通常

2、只要密封油压始终保持高于机内氢压，便可防止氢气从发电机内逸出，一般为55-97KPa。本机组采用双流环式密封油系统，流向密封环起密封作用的油流分为空侧和氢侧两股。空侧油从密封环出来后流向空侧回油箱与#9、10瓦回油混合，一部分进入空侧油泵另一部分进入主机油系统；氢侧油从密封环出来后经消泡箱回到氢侧回油箱，如图1所示。图1密封油系统示意图 空侧油为主密封油，氢侧油始终跟踪空侧油而达到平衡，运行时通过平衡阀维持空氢侧密封油压差±490Pa范围内。如果这两股油在密封瓦和转轴的交汇处压力相同的话，则这两股油不会交换，带有空气的空侧油不会进入发电机而污染机内的氢气，带有氢气的

3、密封油也不会流向发电机外而引起氢气泄漏量过大。双流环密封以美国西屋公司为代表，目前国内在建和正在运行的200MW、300MW和600MW大型氢冷发电机，大多采用双流环密封系统，其中包括从日本、俄罗斯进口的一些机组。生产实践中，氢气纯度下降快或漏氢问题比较普遍。1　故障情况#1发电机168后自2002年10月17日起，氢气纯度每天下降0.5%，补氢量高于50m3。尤其在2003年11月份，每天下降近0.8%，补氢量在66m3/天左右，最大时日补氢量100m3。运行机组补氢原因有二：一是发电机漏氢引起氢压下降，在电厂运行指标及国家标准中有一个明确的界定：每天泄漏量≯10

4、Nm3为优良，≯18Nm3为合格；二是发电机内氢气纯度的下降。在正常情况下，因发电机氢压下降而补充的氢气量足以弥补在这期间发生的氢气纯度的下降。故我厂因纯度下降造成的补氢量远远超标。正常运行时厂家要求氢气纯度在95%--98%之间，该值的高低直接与发电机效率有关，氢气纯度每下降1%，通风损耗及转子摩擦损耗将增加11%。交换的氢气还会弥散在设备及厂房各处，给机组的安全运行带来威胁。氢气纯度下降快时，每天都进行提纯工作，有时多达三次，给运行人员增加了不小的操作强度。2　原因分析影响氢气纯度的因素主要有：1、密封瓦处空氢侧密封油交换；2、氢侧回油箱补、排油浮球阀状态；3、

5、纯度表；4、空氢侧密封油油温；5、补氢纯度；7、氢气湿度；8、油中含水量；9、氢油压差等。用“鱼刺图”的形式列出，见图2：图2氢气纯度下降原因鱼刺图 其中补氢纯度多次用标准表计进行检验，纯度都在99.5%以上。厂家要求密封油油温是27--49℃，每降5℃可减少油量25%左右，实际运行油温40℃左右，在允许的上限，将油温调至33℃后观察氢气纯度没有明显的好转。《安规》要求氢气湿度不大于4g/m3，电机厂要求不大于2g/m3，我厂实际控制在1g/m3。由于机内氢气与密封油的接触，氢气可能含有油、水以及其他污染物，这些成分的存在会大大降低氢气纯度。我厂大小机油箱每周放水一

6、次，很少有水，定期化验油质良好，油中带水情况不会发生。氢油压差范围55--97KPa，运行一般控制在额定值84KPa，从表计观察，这一参数也较稳定。系统各表计逐一校对无误。氢气纯度的检测表计有三个，DEH、DCS上各一只在线表计，另一种是手动检测仪，即奥氏分析仪。氢气的提纯以人工化验值为准，但从下表所列随机数据看，人工化验与在线仪表差距较大。按有关公式，纯度每降低1%，提纯所需氢气就需100m3，表计的误差不能忽视。用历次提纯用氢量与纯度的对应关系看，DEH显示基本相符，而人工化验数据波动较大、随机性强、误差大。表1  DEHDCS化学人工化验日平均下降率DEHDC

7、S人工化验04年2月7日98%98.1%97.2%0.15%0.15%1%04年2月9日98.1%98.1%96.3%04年2月10日98%98.1%95.8%04年2月11日97.8%97.8%95.2%提纯63立方米98.2--98.3%98.3%97.1%0.1%0.12%1.9%04年2月12日98.1%98.18%95.4%2.0%关闭氢侧回油箱补排油阀观察，油箱油位有明显升高现象，空氢侧密封油存在交换,初步估算交换油量为18l/min。因空氢侧密封油交换使混入氢气中空气量可用下式计算：A=0.054×K×Qin其中A-机内混入空气量（m3/d）；Qi