吸附式氢气干燥器在600mw氢冷机组应用研究

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1、吸附式氢气干燥器在600MW氢冷机组应用研究　　摘要本文简要介绍了传统氢气干燥器的弊端，对吸附式氢气干燥器改造方案及其优点进行阐述，并对改造后机组运行、节能增效等方面带来的益处进行阐述。关键词吸附式；氢气干燥器；氢冷式机组中图分类号：TM311文献标识码：A文章编号：1671-7597（2013）15-0162-02我公司原使用的LQS-ⅡC型氢气干燥器，为2台单机，正常一台运行，一台备用。在1年多的运行检测中，氢气去湿效果始终达不到设计要求。在冬季氢气露点温度维持在+3℃―-6℃度之间，夏季氢气露点温度维持在

2、+6℃―-4.8℃度之间，发电机内部氢气湿度在2.8g/m?-4.0g/m?之间，去湿能力达不到机组安全运行要求，导致氢气湿度超标现象经常发生。由于单台氢气干燥器不能满足干燥要求，在氢气湿度超标情况下，投入备用氢气干燥器进行氢气去湿，也不能够达到0℃--25℃露点温度，同时该设备运行不稳定，经常发生报警故障及制冷器内部管路堵塞等现象。由于氢气干燥器的去湿效果不佳，导致发电机在线报警装置的准确度降低，给发电机内部故障判断带来很大困难。1氢气湿度超标对发电机安全稳定运行的影响71）氢气湿度超标会导致原子氢进入转子护

3、环钢中，使钢变脆。在高温高压条件下氢对钢有强烈的脆化作用。①溶解于钢的晶格原子氢在随后的缓慢变形中引起脆化作用，而钢的组织并无变化；②氢向钢的内部扩散，与钢中渗碳体发生化学反应，生成的甲烷在钢中扩散能力很小，聚集在晶界上原有的空隙内，形成局部高压，使晶界变宽，引起脆化，损坏发电机护环并产生金属应力腐蚀。据国家权威部门，对非18Cr18Mn材料的护环试验，氢气相对湿度在50%以上时，对其应力腐蚀将急剧加速，即使是采用18Cr18Mn材料的护环，氢气相对湿度在80%以上时，同样会使发电机转子护环产生应力腐蚀。由于应

4、力腐蚀使护环产生裂纹；同时绝缘瓦松动，引起绝缘瓦同护环端部转子线圈摩擦，引起转子线圈接地或短路，造成烧损发电机转子的恶性事故。在此次#2机组C修中已经发现转子汽、励两侧护环下出现较多磨损黄粉现象。72）氢气湿度超标，使氢气中水分含量提高、介电强度越低，导致定子绕组受潮降低绝缘电阻；从而降低了绝缘表面放电电压，引起定子线圈电晕、闪络和绝缘击穿事故。近年来，国内大型氢冷发电机发生过多起因氢气湿度超标，导致定子线圈绝缘击穿和转子护环裂纹，造成发电机严重损坏及报废事故，此类事故教训惨重。究其原因，与机内氢气湿度超标有着

5、必然联系。因此，降低氢气湿度已成为各发电公司和科研机构研究的重要课题。同时氢气中湿度大，水分高，使得气体密度增大，增加了发电机通风损耗，严重降低发电机的运行效率。2制冷式氢干燥器改造为吸附式干燥器的必要性1）在国华公司下发的《防止电力生产事故二十五项重点要求实施细则》11.2.2.1条中明确要求，在发电机内压力下，氢气露点温度要在-25-0℃之间。11.2.2.2中要求使用性能优越的吸附式氢气去湿。XQS-DB型分子筛吸附式氢气氢气去湿，该装置采用双塔交替吸附、再生，可连续不断地对氢气进行干燥去湿。氢气露点温度

6、值最低可达-50℃，可以有效地控制发电机内氢气湿度。72）LQS-ⅡC型氢气去湿除湿、节能、环保效果较差。该型号的氢气去湿运行时间过长，制冷系统各接口及法兰处可能泄露氟利昂，从而造成环境污染。与此同时，补充短缺的氟利昂也一项非常棘手的工作。该种型号的氢气去湿还有一大弊端，没有配套的油过滤器器，因此发电机的油水极易随着热氢进入干燥器的蒸发器内部。油雾附着在蒸发器换热表面，影响冷媒与热氢热交换，去湿效果变差。在这种情况，使用单位不具备检修条件，只能返厂进行处理，增加了维护成本。因此上海电气集团在设计、配套上有所改进

7、，现已经淘汰了LQS-ⅡC型氢气氢气去湿同600MW以上容量发电机组配套。采用新型的XQS-DB型附式氢气去湿，可以满足目前600MW以上机组运行需要。3）QS-DB型分子筛吸附式氢气去湿，该装置采用双塔交替吸附、再生，可连续不断地对氢气进行干燥去湿。干燥剂的再生采用压力下加热后再冷凝脱水，不消耗再生气体，既节约再生气体又安全简便。该去湿装置具有吸附容量大、性能稳定、环保、节能等优点。去湿装置内置循环风机，当被处理系统中气体无流量或气体流量小的情况，可增大气体流量，尤其在发电机停机情况下，气体干燥效果不受影响。

8、该去湿装置还设计安装了油过滤器，可在气体干燥前先将气体内的油蒸汽去除，既保证了去湿效果又可延长吸附剂的使用寿命。吸附剂采用进口活性氧化铝吸附容量大、化学性质稳定，使用寿命可大于4年（一个大修周期），经干燥出口氢气露点值可达-40℃。3氢气干燥器改造的可行性1）经国华公司技术中心、生产、计划等相关部门专家认真研究，一致认为运用QS-DB吸附式氢气去湿装置，可提高机组输出效率，有效保证主设