600MW发电机氢气纯度下降过快原因分析与处理

600MW双环式密封油发电机氢气纯度快速下降原因分析及处理刘彬;周显春;马娅岚【摘要】针对某厂三期2×600 MW国产发电机组存在耗氢量大的问题进行研究。

通过试验和分析，发现该类型机组的双环式密封油系统存在空侧密封油和氢侧密封油串油。

溶解在密封油中的空气析出影响了发电机内氢气纯度，使得补排氢频繁，氢气耗量大。

采用了降低密封油温度的方法，减缓了发电机内氢气纯度下降速度，有效地解决了耗氢量大的问题。

%This article studies the problem of high hydrogen consumption in the 2×600MW domestic unit of the third-phase project of a power plant.Through relevant experiments and analyses,it is found that the problem of oil blending between both the air-side and hydrogen-side oil exists in the double-ring sealing oil system.The air dissolved in the oil lowers the purity of hydrogen of the generator and causes high hydrogen consumption for the need of frequent hydrogen supplement.Lowing the temperature of the sealing oil can slow down the rate of descend of the purity of hydrogen in the generator,which is an effective solution.【期刊名称】《重庆电力高等专科学校学报》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】6页(P46-51)【关键词】双环式密封油系统;串油;浮球阀;密封油温度;补排氢【作者】刘彬;周显春;马娅岚【作者单位】华能重庆珞璜发电有限责任公司，重庆 402283;华能重庆珞璜发电有限责任公司，重庆 402283;华能重庆珞璜发电有限责任公司，重庆 402283【正文语种】中文【中图分类】TM31大型热力发电厂发电机普遍采用氢气作为冷却介质。

600MW超临界机组发电机氢气纯度下降华能沁北发电有限责任公司河南省济源市459000摘要：氢内冷汽轮发电机氢气纯度直接影响了机组安全经济性运行，影响氢气纯度的因素很多，本文主要通过对密封油系统和密封瓦结构的分析，排查氢气纯度下降的原因，并总结针对性的对策，对于大容量火电机组运行中查找氢纯度下降有很好的借鉴意义。

关键词:发电机、双流环密封油、密封瓦、氢气纯度1、引言对于绝大数氢冷机组而言，氢气纯度不合格，将会直接影响机组的安全。

如果氢气纯度下降至爆炸范围内，在一定的条件下可能会引起发电机内氢气爆炸；氢气纯度不合格将导致冷却效率降低，造成机内构件局部过热；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等危害，因此针对运行中氢气纯度下降的影响对于机组安全运行有较强的实际意义。

2、设备概况QB厂600MW 超临界机组发电机为哈尔滨电机厂生产，型号为QFSN-600-2YHG同步交流发电机。

冷却方式水氢氢，即定子绕组为水内冷，定、转子铁芯及转子绕组为氢气冷却。

密封油系统采用双流环式密封瓦，密封油系统是为QFSN-650-2型汽轮发电机设置的辅助系统，它向发电机机汽、励端密封瓦提供连续不断的密封油，密封发电机内的氢气，防止向外泄露。

该密封油系统为集装式，与发电机的双流环密封瓦相对应。

在密封瓦内设有两个供油槽，形成独立的氢侧和空侧的密封油系统。

主要由3台空侧密封油泵（其中一台为直流），3台氢侧密封油泵（其中一台为直流），空、氢侧各两台冷却器、过滤器，一个空侧回油箱，一个氢侧回油箱，压差阀、平衡阀等部件组成。

3、氢气纯度下降原因分析图1：双流环密封油系统图按照双流密封油结构密封瓦设计原理来讲，只有维持密封瓦内空侧密封油与氢侧密封油压力基本相等，减少空、氢侧密封油的交换，才能防止空侧油系统中夹带的空气等进入氢侧密封油系统。

但实际运行中由于设备结构等方面很难控制空侧密封油和氢侧密封油压力的平衡。

氢气纯度下降原因分析：3.1密封瓦处油窜流在运行过程中发电机机内的氢气与密封油系统中的氢侧密封油相接触，氢侧密封油中若溶解有大量的空气，将会严重污染机内氢气。

发电机氢气纯度快速下降的原因查找与处置黄林燕【摘要】本文对发电机氢气纯度快速下降的具体原因进行查找和分析,根据实际情况,找出相对应的处置措施,在保证尽可能减少氢气出现外漏现象的同时,也保证发电机自身的氢气纯度达到一定标准.【期刊名称】《产业与科技论坛》【年(卷),期】2017(016)018【总页数】2页(P73-74)【关键词】发电机;氢气纯度;下降原因;处置措施【作者】黄林燕【作者单位】中国核电江苏核电有限公司【正文语种】中文在针对发电机氢气纯度快速下降的问题进行研究时，本文选择某电场2×600MW 机组利用上海电机厂QFSN-600-2三相交流隐极式同步发电机，发电机利用水氢氢冷却方式。

在对发电机进行检修之后，其自身恢复正常的运行状态，但是发电机内的氢气纯度出现快速下降的现象，氢气纯度从97%下降到96%，间隔时间大约在72小时左右。

针对这种情况，运行操作人员被迫对氢气的进行置换，从置换的现状来分析，发电机单纯利用氢气来提高氢气纯度的氢量超过1,200m3。

如果频繁对氢气的纯度进行提取，会导致氢气出现大面积的浪费现象。

氢气纯度的降低，其自身的冷却效果也会逐渐变得不理想，发电机自身的机械损耗也会受到影响，增加损耗[1]。

一般来说，在氢气压力保持不变的形势下，当氢气自身的纯度每下降1%的时候，通风之间出现的摩擦损耗就会有所增加，大概会增加11%左右。

这样不仅会直接导致发电机自身的效率被降低，而且很容易导致发电机自身构件内部出现局部过热的现象。

这样一来，其中存在的一些有毒气体还会对发电机产生磨损影响，导致发电机自身的各个部件出现绝缘老化、或者是其他的一些腐蚀现象，对发电机自身的正常安全稳定操作造成了严重的影响[2]。

(一)密封油系统影响。

密封油进入到发电机端部密封瓦后，分为两个部分进入二个环状油槽当中，其中包括空侧及氢侧两路[3]。

如果密封瓦安装位置出现偏差，可能导致密封油进入氢侧的流量大于设计值中，如果在这种情况下，密封油在发电机腔室内的挥发量将增加，导致氢纯度下降速度变快。

大型氢冷发电机氢气纯度及湿度异常分析及防范摘要：本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；氢气干燥器前言目前，600MW及以上大型氢冷发电机已成为我国电网的主力机组。

其冷却方式绝大部分为水－氢－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，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油，由于用油密封氢气，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，凝结成水进入油中。

运行中密封油系统供油压力不正常，油压过高时油量大，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。

发电机氢气纯度下降过快的原因分析及治理摘要：针对某发电有限公司发电机氢气纯度下降过快的问题，通过对影响因素进行全面分析，找到了影响氢气纯度下降的真正原因并加以解决。

关键词：密封瓦氢气纯度浮球阀卡涩1、存在的问题某发电有限公司2×660MW超临界汽轮发电机组，汽轮机为哈尔滨汽轮机厂生产的CLN660-24.2/566/566型超临界、一次中间再热、三缸四排汽、单轴、双背压、八级回热抽汽、凝汽式汽轮机，发电机为哈尔滨电机厂生产的QFSN-660-2型水-氢-氢冷却、静态励磁发电机。

某机组在一次B级检修投入运行后，发电机氢气纯度下降过快，为了提高发电机内氢气纯度，每天进行发电机排污和补氢的方式保持发电机氢气纯度。

现场通过调整发电机油氢压差来维持氢气纯度，一直达不到效果，氢气纯度降低对发电机的安全、可靠、经济的运行有一定的影响，需要及时认真分析原因，并给予解决氢气纯度下降过快的问题。

2、原因分析2.1 密封油系统工作原理及主要技术参数本机组密封系统采用双流环式密封瓦，其密封原理见图1。

图1 密封原理图由于氢冷汽轮发电机的转子轴伸出必须穿出发电机的端盖，为了密封发电机内的氢气，采用了双流环式密封瓦，汽轮发电机双流环式密封瓦内有两个环形供油槽，供油槽内的油压始终高于发电机内的氢气压力，从而防止氢气从发电机内部漏出。

在密封瓦内的两个供密封用的油槽，形成了两道油流，这两道密封油流之间由独立的两套油源分别供给。

靠近发电机内部氢气侧的油流，称之为氢侧密封油。

靠近大气和空气接触的油流，称之为空侧密封油。

密封油除了供密封瓦起密封作用外，对密封瓦还可以起到润滑降温作用。

当这两股密封油的供油压力趋于平衡时，油流将不在两个供油槽之间的空隙中串动。

密封油系统的氢侧密封油将沿着轴朝发电机内侧流动，而空侧密封油将沿着轴朝外部轴承一侧流动。

由于这两个系统之间油的压力在理论上保持相等，油流在这两条供油槽之间的空间内将保持相对平衡，不发生相互串油现象。

发电机氢气纯度下降的原因分析及治理设备简介：由于氢冷发电机的转子轴必须穿过发电机的端盖，因此这部分成了氢内冷发电机密封的关键。

密封油分为空侧和氢侧两个油路将油供给轴密封瓦上的两个环状配油槽，油沿转轴轴向穿过密封瓦内径与转轴之间的间隙流出。

如果这两个油路中的供油油压在密封瓦处恰好相等，油就不会在两个配油槽之间的间隙中窜流，通常只要密封油压始终保持高于机内氢气压力，便可防止氢气从发电机内逸出。

空侧油路供给的油则将沿轴和密封瓦之间的间隙流往轴承侧，并同轴承回油一起进入空侧密封油箱，从而防止了空气与潮气侵入发电机内部。

氢侧密封油则沿轴和密封瓦之间的间隙流往发电机内侧，落入消泡箱，最后回到氢侧密封油箱。

空侧油为主密封油，通过差压阀将调节空侧密封油压力始终保持在高出发电机内氢气压力0.084Mpa的水平上。

氢侧密封油始终跟踪空侧油而达到平衡，并使之自动跟踪与空侧密封油压差保持±0.49kPa，限制两路油相互窜流，以达到基本平衡的目的。

油与空气和氢气之间的隔绝是采用两道迷宫式油挡来实现的，氢侧为了防止油进入发电机内，还有一道迷宫式外油挡阻止油进入发电机。

我公司氢气干燥器对氢气进行干燥处理的原理是利用活性氧化铝对水分子具有吸引力特性，还有它的化学惰性和无毒特性。

当活性氧化铝吸收水分达到饱和后。

再生-通过加热来清除干燥剂自身束缚的水分，从而恢复它的吸湿能力，并且活性氧化铝的性能和效率并不受重复再生的影响。

设备设计有两个干燥塔，当一个干燥塔处于吸湿状态时，另外一个处于再生状态。

所以吸附式干燥器能连续对氢气干燥。

图2 氢气干燥器工艺流程图吸湿过程：湿氢气从发电机高压端出来，流经油水分离器。

通过干燥器底部的四通阀V8，氢气气流到干燥塔A 的底部，在内部风机帮助下给氢气施加压力，使其通过干燥剂脱掉水分，干燥的氢气通过上部的四通阀V7 回到发电机低压入口。

再生作用：通过内部风机，氢气被加压使其上升通过正在被加热器加热的干燥剂，带走干燥剂束缚水分因加热汽化的水蒸汽，使湿的气流通过气流控制阀V1，暖湿的氢气流，继续通过温度低于摄氏38度的冷却器，水份开始冷聚。

收稿日期:2007212228 　作者简介:赵韵奇(19692),男,工程师,大唐华银金竹山发电厂设备二处汽机点检工程师。

600M W 氢冷发电机氢气纯度下降的原因分析及处理赵韵奇,熊大健(大唐华银金竹山发电厂,湖南冷水江417505)摘要:针对某电厂2号发电机氢气纯度异常下降的问题,对影响氢气纯度的各种因素进行了全面地分析,找出了氢气纯度异常下降的真正原因,彻底地予以解决。

关键词:氢冷发电机;密封油;氢气纯度;浮球阀;处理分类号:TK267 文献标识码:B 文章编号:100125884(2008)022*******The Analysis and Treatm ent of the Declination of Hydrogen Purityof 600MW Hydrogen 2cooled GeneratorZHAO Yun 2qi ,X IONG Da 2jian(Datang Huayin J inzhushan Power Plant,Hunan Lengshuijiang,417505,China )Abstract:A s f or the abnor mal declinati on of the hydr ogen purity of No .2generat or of the Datang Huayin J inzhushan Power Plant,the cause has been found out and the p r oble m thor oughly s olved,thr ough a comp lete investigati on f or all s orts of in 2fluential fact ors .Key words:hydrogen 2cooled genera tor;sea l o il ;hydrogen pur ity;floa t va lve;trea t m en t0　前　言由于氢气热容量大,导热性比空气高6倍多,流动性比空气好,重量不到空气的1/10,使得发电机内的通风摩擦损耗大大减小,所以在现代单机大容量发电机中被普遍应用。

阳西电厂发电机氢气纯度偏低原因分析与处理方法摘要：本文论述600MW机组氢气冷却作用对发电机寿命的影响以及发电机在运行的过程中，出现氢气纯度偏低的原因以及处理方法。

关键词：发电机、氢气、氢气纯度偏低及处理方法。

设备概述：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。

阳西发电厂发电机氢冷系统中氢气湿度的维持靠的是采用在线吸附干燥的方式来进行，干燥装置采用冷冻式干燥器，氢气的露点一般均能维持在－18℃以下。

氢气纯度的维持则靠双流双环式密封瓦，通过氢侧密封油平衡阀跟踪空侧密封油压以维持双流双环间尽量少的空、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。

阳西发电厂1号机组发电机在整套启动期间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。

一、影响发电机氢气纯度的因素1、影响氢气纯度的最基本原因阳西发电厂空、氢侧密封油的设置（典型的双流双环式密封）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。

其主要是靠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±10 cm水柱以内，其中＋表示氢侧密封油压高、－表示空侧密封油压高）。

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。

发电机氢气纯度下降问题分析与处理摘要：随着时代的不断进步，我国有关部门在原有基础上进一步提高了对发电厂建设的重视力度。

发电机属于发电厂重要的运行设备，其是否安全稳定十分重要，本文主要针对发电机氢气纯度下降的问题展开一系列分析和探讨，从而有效地解决和避免该方面的问题。

关键词：发电机；氢气纯度下降；问题分析；处理前言：近年来，无论是经济发展还是人们的生产生活方面，都离不开电力行业的支撑。

发电机对于发电来说是最主要的应用设施，但长时间的应用会使发电机温度过高，所以可以通过氢气使发电机的温度得到有效地降低。

但是就目前的情况来看，一些因素会导致氢气的纯度降低，从而不能达到最佳的工作效果。

一、现阶段导致发电机氢气纯度下降的具体因素1.空侧氢侧密封油差值数据过高如果发电机的氢侧和空侧密封油在密封瓦内部的压力数值并不均衡，就会在很大程度上导致其油流乱窜的现象发生，如果氢侧密封油压力数值没有超过空侧密封油压力数值，就会导致一些空气容量比较高的空侧密封油不断涌入氢侧，这个时候，随着一起涌入的氢侧一方的空侧密封油就会融合到氢侧的密封油中，然后伴随着氢侧密封油一同涌入到发电机的氢侧的回油箱中，到了回油箱内部以后，就会经过相关的氢侧回油管道，在涌入进氢侧密封的油桶里，在整个阶段中，一些空侧密封油中所存在的一部分空气就会直接脱离并吸入相关的发电机内部中，与此同时，由空侧向氢侧涌入的密封油进行了排斥挤压，从而进一步导致在氢侧密封油含量逐渐降低，最终在原有的基础上进一步加大了油污染的严重程度。

但是，当空侧密封油压力数值比氢侧压力数值要高出许多，那么就会导致氢侧密封油逐渐涌入空侧密封油中，这样就会使氢侧密封油桶内部的密封油含量降低，进而导致这一方的密封油位置有所下滑。

为了能够从根本上保障相关运行系统的安全性和有效性，就会使其自主向氢侧密封油桶内部进行油量补充，这样就会导致氢侧密封油中注入一部分的空气。

发电机内部的氢气能够和氢侧密封油相连接，如果氢侧密封油中注入了多数的空气，空气就会逐渐涌入氢气内部，从而进一步污染发电机内部的氢气质量，最终导致氢气的湿度不断加大，发电机的氢气纯度从根本上有所下滑。