大型氢冷发电机氢气纯度及湿度异常分析及防范

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1、大型氢冷发电机氢气纯度及湿度异常分析及防范王竞强（哈尔滨电机厂有限责任公司黑龙江哈尔滨150040）摘要：木文介绍了大型氢冷汽轮发电机运行中存在的氢气纯度和氢气湿度异常的原因、危害及防范措施。关键词：发电机氢气纯度；湿度；密封油进水；发电机绝缘；氢气干燥器.1八.,刖目目前，600MW及以上大型氢冷发电机己成为我国电网的主力机组。其冷却方式绝大部分为水一氢一氢（即定子线圈水内冷，转子绕组定子铁芯及构件表面氢冷却），简称氢冷发电机。采用氢气冷却的发电机在运行和备用期间，发电机内腔充压0.3-0.5MPa,氢气与大气之间采用密封油系统隔绝。由于油氢之间的直接接触，若运行维护和控制不当，

2、极易造成发电机进油，以及氢气纯度、湿度不合格，给大型发电机的安全稳定可靠运行带来潜在的危害。一、发电机氢气纯度及湿度异常分析（一）发电机氢气纯度下降原因分析由于发电机内氢气压力比大气压力高（600MW机组氢压0.4MPa）,外界空气不可能直接漏入发电机内；正常运行中，氢气压力比定冷水压力高，定冷水也不会漏入氢气中，只有密封油压力比氢气压力高（一般控制油氢差压在0.084MPa）,所以造成氢气纯度低的主要问题都集中在双流环密封油侧。正常情况下，氢侧密封油箱应该保持稳定的油位，既不排油，也不补油。由于密封瓦空氢两侧不可能绝对的压力平衡，所以空氢两侧仍会有少量的油相互串流。溶解有空气的空

3、侧油串入氢侧油后，在与发电机内氢气接触时，由于油压高于氢压，空气会释放到发电机内，导致机内氢气纯度下降。（二）发电机氢气湿度增大原因分析发电机的油密封一般采用双回路供油系统，一路是供向密封瓦空侧油，另一路是供向密封瓦氢侧汕，由于用汕密封氢气，即使采用双回路供油，油中的水分和空气会逐渐进入氢气中，导致发电机密封油中含水超标。由于密封油取自汽轮机润滑油系统，在汽轮机运行中，由于各方面的原因，造成轴封蒸汽进入轴承油室，凝结成水进入汕中。运行中密封油系统供汕压力不正常,油压过高吋汕量大，带入发电机的空气和水分多导致氢气污染，含有较高水分的油在密封瓦中蒸发进入氢气内。发电机启动升负荷或低负荷

4、运行，氢气冷却器冷却水量调整控制不当或冷却水温过低，流量过大，导致氢温过低产生凝露。内冷水系统机内接头和氢冷器微细滲漏也可能导致机内氢气湿度增大。氢气干燥装置不够合理。0前氢冷大型发电机基本都是由转子两端的风扇随转子旋转产生风压差，在机内形成氢气封闭循环流动，当发电机在停运备用状态下，机内氢气差压消失，依靠压差进气的氢气干燥器氢气无法流动，干燥器不能对氢气进行干燥。氢气干燥器安装位置不合理，设备存在缺陷，发电机运行中干燥器投运不正常。（三）发电机氢气纯度及湿度不合格的危害氢气纯度及湿度不合格，混合气体的密度随氢气纯度的下降而上升，使发电机的通风摩檫损耗也随着氢气纯度的下降而上升。氢

5、气纯度不合格导致冷却效率降低，造成机内构件局部过热，同时有害气体的存在还会造成绝缘老化、铁芯及其金属部件腐蚀。氢气湿度过大对发电机定子绝缘的影响更大，一是水分在运行中蒸发为水蒸汽，使微细击穿点之间氢气介质导电率升高。二是水汽吸附在绝缘层上，侵入绝缘内部的水将造成内部导体与外部绝缘表面电位相等，成为等电位体，威胁发电机定子绝缘，诱发发电机绝缘事故。通风摩擦损耗与氢气纯度关系表二、发电机氢气纯度及湿度的异常处理及防范（一）提高氢7气质量从氢气质量源头抓起，保证供氢站补向发电机的氢气纯度和湿度达到要求，干燥器能正常投入，确保进入储氢罐的氢气湿度，对补氢系统进行必要的完善,在机前补氢管道、

6、输氢管道最低点适当增加排污放水点，在向发电机补氢前，先进行输氢母管的排污放水，并测定母管氢气纯度、湿度合格（常压下湿度≤2g/m3，厲点≤-25°C）才能向发电机内补氢。保证发电机氢气干燥器正常投运，冷凝式氢气干燥器有条件吋应将管径加大至50mm以上，并尽可能缩短管道长度，减少弯曲，减少管路阻力。最好每台机组安装2台干燥器，互为联动备用，在机组运行吋，始终冇1台干燥器随机运行。亦可采用开放式再生型的吸附干燥器，该双塔型干燥器将两个容器合并在一起，一个处于干燥模式而另一个备用或再生模式。用一个热吹风机和电动机的组合使氢气从发电机体内到干燥器组合中形成连续的流动。这就保留干

7、燥器始终在线工作。（二）防止密封汕带水防止密封汕带水，关键是要使轴封系统经常处于最佳状态下运行，既要保持汽轮机真空不受影响，又要不让轴封蒸汽进入油中。检修吋，轴封间隙必须调整合理。检修人员通过调整密封瓦间隙及平衡阀大小等措施来调整空侧汕与氢侧汕的互串问题，减小互串的程度，从而减缓氢气纯度下降速度。汕净化装置要通过摸索规律，制订定期投运的周期，确保油中含水量不人于500mg/L;油的真空度不低于93.3-98.6KPao排油烟（油汽）系统要正确合理，根据机组的特点，轴承