降低国产200MW氢冷发电机氢气湿度

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降低国产200MW氢冷发电机氢气湿度
淮北发电厂3台200 MW发电机系东方电机厂生产的
QFQS-200-2型。

分别于1981，1982，1993年并网发电。

发电机冷却方式：静子线圈及引线采用水内冷，转子线圈、定子铁芯采用氢气冷却。

正常运行时，氢压为0.3 MPa、油压高于氢压0.05 MPa。

为了降低发电机氢气湿度，大修中分别在发电机励磁侧和汽轮机侧安装了1套LQS-AF型冷凝式去湿机，在3台电解槽出口加装了LQS-Ⅱ型制冷式氢气去湿装置。

发电机内氢气湿度在夏季高达20 g/m3，冬季也在8 g/m3
以上，大大超出部颁要求(发电机内氢气湿度≤10 g/m3)。

在安装去湿装置后氢气湿度有很大的降低，起到了一定的去湿效果。

1 200MW机组氢气湿度治理前状况
从表1可以看出，淮北发电厂200 MW机组氢气湿度在治理前的超标是较为严重的。

2 氢气湿度大的危害性
氢气湿度大将直接影响机组的经济、安全运行。

氢气湿度过高不仅能导致发电机绝缘水平下降，造成发电机绝缘击穿，同时会加速发电机转子护环的腐蚀速度。

有资料表明，自200～300 MW 氢冷发电机投运以来，就曾经发生过数十台定子线圈端部绝缘击穿，多台转子护环出现裂纹等事故，而这些事故均与机内氢气湿度过高有较大关系。

3 导致氢气湿度超标的原因
3.1 氢源本身湿度(制氢、补氢管道湿度)大
目前，制氢站制取氢气的方法为水电解法。

电解槽产生的氢气依次经过分离器、洗涤器、冷却器，最后储存在储氢罐内。

从工艺流程看，氢气经过洗涤器后水蒸气含量处于饱和状态，其含水量取决于温度，随着温度的提高而增大，在流程中设置冷却器就是为了通过降低氢气的温度而达到降低氢气含水量的目的。

在夏季由于水温较高，使氢气含水量超标。

3.2 设备先天性缺陷及结构不合理
淮北发电厂200 MW氢冷机组系东方电机厂生产的早期产品，存在着诸多先天缺陷及结构上的不合理。

如：密封材料易老化，造成严重漏氢。

尤其是管道、阀门接头处的密封老化，造成机组漏氢量的增大，如5，6号机组的漏氢量曾高达250 m3/日，需要大量的补氢，导致发电机内氢气湿度激增。

3.3 汽轮机轴封系统检修及运行调整不当
由于检修时轴封径向间隙调整过大或运行中发生轴封片与
大轴磨擦等，使轴封径向间隙增大，导致端部轴封向外跑汽，串入轴瓦中，造成油中积水。

在机组运行增加负荷时，轴封压力升高，如不及时调整轴封供汽压力，则随着轴封腔室压力的升高而向外跑汽也是导致油中积水的原因之一。

由于主油箱的油是氢冷系统密封油的油源，主油箱含水量偏大，必然导致密封油含水量偏大，最终导致氢气含水量上升。

4 为降低氢气湿度所采取的措施
4.1 加强设备更新换代及转型工作
从1998年起，淮北发电厂开始了有关去湿装置的选型工作，最终选定QGE-3型氢气干燥装置，安装在6号发电机组的发电机励磁侧(见图1)。

图1 QGE-3型氢气干燥装置流程
该装置具有以下特点：
(1) 采用吸附式干燥装置，装置中的分子筛对气体中的水分进行吸附，并通过加热器加热后得到再生(脱除分子筛中的水分)。

安装2只干燥器，其中1只工作，1只再生，系统采用程序控制，不需人为操作，可连续向机内提供合格的氢气，克服了制冷式干燥器断断续续工作的弊端。

(2) 该干燥装置自带循环风机，通过外循环风机驱动，加大了氢气的外循环量，同时还可以在发电机停运且不退氢时对氢气进行去湿，保证了各种工况下氢气湿度均在合格范围，避免停机状态下绝缘严重降低，为发电机安全运行提供更为有利的运行环境，此特点与其它除湿装置相比，具有独特的优越性。

(3) 1台该装置即能满足1台机组的氢气除湿要求，而制冷式去湿装置则需2台。

它可以有效地降低发电机内的氢气湿度，达到电力行业标准DL/T651-1998的要求。

4.2 严格管理
(1) 在机组正常运行时，运行人员每班定期取样，化验氢气的纯度、湿度、温度，定期巡视检查放水、放油、排污等工作。

还利用进口测氢检漏仪对发电机、制氢站氢系统的主要部位定期和不定期的进行找漏，一旦发现漏点，立即消除。

(2) 在异常运行时，根据补氢量的多少，判断设备漏氢情况，对所有可能漏氢的部位全面查找，尤其是对氢系统的法兰、盘根、螺丝、发电机套管、氢冷器、热工接线端子处、密封瓦、内冷水箱、热工仪表阀门、汽机密封油箱、氢气去湿机系统等重要部位，采用不同方法反复查找，对发现的漏点予以及时消除。

(3) 氢站人员严格把关，每天对3台氢冷机组的排污、放油、放水、补水量和氢系统有无异常都能做到及时发现、汇报并处理。

从1996年以来，对3台氢冷机组的补氢量、制氢站产氢量、放水量、放油量等重要原始数据，都建立了细致的台帐，随时可查阅对比。

(4) 将易磨、使用寿命短的阀门更换为铜制阀门，对重要的经常操作的阀门，采用2只阀门串联使用的办法，从而提高了机组的安全运行系数。

(5) 对发电机干燥装置，运行人员每班巡视1次，检修人员每天巡视1次，发现问题及时处理，确保干燥器的正常运行。

(6) 加强密封油的油质管理，保证油中无水、无杂质，并确保压差阀、平衡阀的正常运行和跟踪调整。

5 综合治理效果
经过以上的综合治理，发电机内的氢气湿度已有了明显的下降(见表2)，满足了部颁标准对发电机内氢气湿度的要求。

6 结论
(1) 降低发电机内的氢气湿度是一个牵涉到诸多方面的复杂问题，应采取各种综合治理措施，针对引起氢气湿度超标的各种原因，采用标本兼治的方法是能够达到部颁要求的氢气湿度的。

(2) 建议在制氢站氢气的出口加装吸附式的氢气干燥装置，从源头上对氢湿度予以控制，定能取得事半功倍的效果。

(3) 建议将氢气湿度列为重要的运行指标进行动态考核，以调动各方积极性，共同做好降低发电机氢气湿度的工作。