发电机氢气纯度下降的原因分析

摘要：清水川电厂1号300MW空冷机组在2012到2013年运行中出现了发电机氢气纯度低问题，文中对这一问题的原因进行了分析，结合生产实际探讨了解决问题的方法。并对密封油系统的调整和维护进行了介绍。供同类型机组的维护和调整参考。

关键词：氢冷发电机；密封油；氢气纯度；

1.存在的问题

清水川电厂1号机组的发电机为上海汽轮发电机有限公司生产QFSN2-300-2型水氢氢汽轮发电机组。在2013年运行中持续出现氢气纯度低问题，几乎一到两天就得对发电机进行换氢。针对这些问题，本厂人员对此进行了认真的分析。发现氢气纯度低的主要原因是密封油系统引起的。

2.发电机氢气纯度低的原因分析。

2.1 氢气纯度下降的原因分析

由于氢侧密封油与发电机内氢气接触，氢侧密封油中的空气含量是影响发电机氢气纯度下降的直接原因，通过分析，认为可能存在以下问题：

（1） 氢气系统置换用的压缩空气阀门内漏： 由于压缩空气压力大于发电机内氢气压力，压缩空气直接进入发电机内，造成发电机氢气纯度下降。

（2） 氢气纯度表指示有误。

（3） 密封油排烟风机运行不正常：

出口阀门关闭或逆止门卡在关闭位置、出口滤网堵塞使排烟不畅，影响空侧油箱油气的分离，使得大量的空气不能被带走补入氢侧回油控制箱，通过氢侧回油控制箱进入发电机内。

（4） 氢气湿度大： 因氢冷却器泄漏造成发电机内氢气湿度大，水中的空气析出，影响发电机氢气纯度。

（5） 密封油含水超标，在密封瓦处蒸发进入发电机。

（6） 发电机进油： 由于氢侧油漏入发电机内，氢侧回油控制箱油位下降，含有大量空气的空侧油补入氢侧回油控制箱，使氢侧密封油空气含量增加。

（7） 空氢侧压力不平衡： 当空侧压力大于氢侧压力，空侧密封油通过密封瓦窜入氢侧密封油，携带的空气通过氢侧回油控制箱进入发电机内； 当氢侧压力大于空侧压力时，氢侧密封油通过密封瓦窜入空侧密封油，氢侧回油控制箱油位下降，含有大量空气的空侧油补入氢侧回油控制箱，使氢侧密封油空气含量增加。3 氢气纯度下降的治理

3.1各种原因排查

（1）为防止压缩空气进入发电机，对压缩空气管路进行认真排查，观察氢气纯度仍然下降，排除了压缩空气漏入的可能性。

（2）对发电机氢气纯度采用不同的检验仪器进行手工取样比对，未发现明显的偏差，从纯度下降的趋势进行分析，也排除了表计存在误差的可能性。

（3）现场检查确认密封油排烟风机运行正常。

（4）从发电机检漏仪进行排污，未见有水，排除了氢气湿度大的可能性。

（5）通过对密封油质进行检验，含水为31.2mg/l，符合

（6）对发电机检漏仪进行放油检查未发现发电机进油，对检漏仪和消泡箱高油位报警、氢侧回油控制箱液位趋势进行查找，也未出现高液位报警，说明该问题不存在。

（7）现场检查空氢侧压力平衡表： 发电机两端都指示在0位，说明密封瓦内不存在窜油，对空氢侧压力分别进行调整后观察，未见明显好转。

3.2最终原因与处理

氢侧油箱结构如图：

氢侧回油控制箱剖面图

1-端盖垫片 2-端盖螺母 3-端盖 4-密封圈 5-针杆 6-针杆手轮 7-密封螺母 8-填料 9-法兰

10-螺栓螺母11-垫片 12-轴销 13-环销 14-枢销 15-浮子杠杆 16-浮子 17-连杆 18-连接杆19-导杆 20-螺栓 21-箱体 22-螺栓螺母 23-杆 24-节流阀座 25-衬垫 26-底部针阀法兰 27-螺栓螺母 28-密封螺母 29-针杆 30-密封圈 31-填料 32-阀门 33-阀门垫片 34-锁紧螺母 35-锁紧垫圈 36-定位杆

氢侧油箱中的自动补排油阀故障导致在氢侧油箱中的空侧和氢侧油大量交换，使含有大量空气的空侧回油进入氢侧油箱。一方面在氢侧油箱中直接析出空气而直接进入发电机；另一方面其作为氢侧油在密封瓦中析出空气进入发电机。浮球阀因各种原因不能正常开启或关闭，这样将导致密封油系统中自动补排油的功能失常。

清水川电厂在2013年机组运行中，一直存在氢气纯度持续下降的情况，几乎一两天得对发电机进行排氢、补氢操作已达到提高氢纯度的目的。针对这些问题，本厂人员对此进行了认真的分析和研究。认为是密封油系统氢侧回油箱里面的补、排油门浮子控制系统的控制范围过小的问题。当补、排油门浮子控制系统的控制范围过小时，氢侧的密封油系统会因为很小的扰动而频繁补油、排油，此时发电机密封油系统中的氢侧密封油箱则处于一个连续补排油的动态平衡状态，将大量含有空气的空侧密封油补进了氢侧密封油箱，使氢侧密封油中的空气含量增加。在2013年一号机组停运期间，本厂对密封油系统氢侧回油箱里面的补、排油门浮子控制系统进行了认真地检修调整，解决了补、排油门浮子控制系统的控制范围过小的问题。之后，在一号机组的正常运行中，氢气纯度持续下降的问题得以根本解决。

4.结束语

综合以上分析治理过程可见，造成#1机组发电机氢气纯度下降的原因为浮子控制系统的控制范围过小，促使氢侧密封油回油箱进行着大量补、排油，空侧油大量进入，空气从油中释放后进入发电机内。造成发电机氢气纯度下降的原因是多方面的，只要认真分析掌握了各种影响因素并认真排查，就能找到影响发电机氢气纯度下降的根本原因，加以解决。

参考文献：

[1]王晓宁，恒，李福祺；大型汽轮发电机故障模式与故障树分析[J]；大电机技术；2004年04期

作者简介

谢卫东（1968―），男，内蒙古乌拉特前旗人，大专学历，助理工程师，现从事电厂运行工作。