某660MW燃煤机组发电机氢气干燥器运行分析及优化

摘要：以华南地区某660 MW主力燃煤机型为例，对其发电机在运行中出现过的氢气湿度（露点）不达标问题进行了详细分析，并针对这一问题重点对氢气干燥器的运行提出了优化方法，最终提高了机组的运行可靠性，同时为同类型机组氢气干燥器的运行提供了有价值的参考。

关键词：氢气干燥器;氢气湿度（露点）;优化;可靠性

0    引言

当前，我国的电力体制改革成效显著，大电网的燃煤机组已成功转型，与改革前的带基础负荷相比，当下的燃煤机组要想在竞争激烈的电力市场中生存，就必须能够全面参与调峰调频，而这要求燃煤机组的运行必须稳定、可靠。本文重点对某燃煤机组的重要附属设备——氢气干燥器的运行情况进行了详细介绍，并对其运行中出现过的问题提出了相应的优化方法。

1    氫气干燥器的运行情况分析

某660 MW燃煤机组的发电机采用水-氢-氢冷却方式，定子绕组为水冷，转子绕组为氢气内冷，铁芯为氢气外部冷却。氢气作为发电机主要的冷却介质之一，其品质的稳定性尤为关键，为了维持氢气品质的稳定，对氢气干燥器的运行要求尤为苛刻。

该机组的氢气干燥器为双塔吸附式干燥器，其对氢气进行干燥处理的原理是利用塔内干燥剂（活性氧化铝）的强吸水性来清除发电机氢气中的水蒸气，当活性氧化铝吸收水分达到饱和后，通过再生加热来清除其自身束缚的水分，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。在处于再生状态的干燥塔中，通过电加热器加热干燥剂使其束缚的水分汽化析出;与此同时，一股封装的氢气（其流量可通过再生流量调节阀进行控制）流过吸附层带走释放出的水蒸气，干燥剂最初的特性得以恢复，然后进入冷却器的氢气（含有水蒸汽）被冷却，析出冷凝水，冷凝水最终通过汽水分离后排出。

当一个干燥塔处于吸湿状态时，另外一个干燥塔处于再生状态，可实现对氢气的持续干燥;该氢气干燥器的吸附塔每8 h自动切换一次，其中处于再生状态的塔会先后自动进行4 h加热、4 h冷却，其冷却器用水取自开式循环水（NTU<10），冷凝析出来的水通过自动疏水器排出。

机组投产之初，发电机内湿度（露点）长时间、间断性地偏离正常范围（-5～-25 ℃），为此机组技术人员需经常对氢气干燥器进行一系列的检查处理：调节再生温度（正常范围163 ℃±28 ℃，经常性地降低至163 ℃以下，使得干燥剂再生效果不足）、更换吸附剂（原本能够使用3年的干燥剂，没到更换时间便已失效）、拆检电加热器（发现电加热器无异常）、清理油水分离器（发电机设置有密封油系统，用来防止发电机内氢气泄漏，因此氢气中会携带一定量的油）、清理冷却器、清理排水器等，可是每次处理过后仅能短时期维持氢气湿度（露点）正常，显然“治标不治本”。

2    氢气干燥器运行优化的必要性

氢气湿度（露点）对于氢冷发电机的安全可靠运行尤为重要，露点越高（水分越多），则发电机内的绝缘材料越容易受潮、腐蚀，当绝缘损坏到一定程度后，严重的会引起发电机接地、短路等故障，降低电网运行可靠性，甚至对社会经济的稳定发展造成一定的负面影响。

2018年，广东某电厂汽轮机厂房润滑油系统区域的消防水喷淋装置误动作，造成发电机非计划停运事件，在事故分析中描述了其氢气干燥器长时间工作效率低下，发电机内部长期处于高湿度（露点）的氢气环境下（露点最高甚至达到10 ℃），以至于油系统进水后大量水分通过密封油进入氢气系统，导致发电机内大量结露，引发接地故障。综上所述，结合本机组氢气湿度（露点）长时间不达标的现象，从发电机运行技术监督及事故预防的角度出发，对氢气干燥器系统进行优化势在必行。

3    氢气干燥器运行优化

3.1    氢气干燥器运行优化的内容

通过将近两年的摸索，机组技术人员发现：每次对氢气干燥器的冷却器进行清洗，对其油气分离器进行排污过后，发电机氢气湿度（露点）下降最为明显，且再生温度需要调节的频率也大为下降。于是决定对氢气干燥器冷却器的冷却水源进行改造，取消原先由开式循环水（NTU<10）供应的模式，改为由闭式循环水（NTU<1.0）供应;适当调高密封油排油烟风机的入口负压，提高真空度，尽量避免油烟溶于发电机密封油中，大大降低氢气中的含油量，并定期对氢气干燥器的油水分离器进行排污操作，防止干燥剂被污染或失效;定时检查并记录氢气干燥器的排水量，确保排水顺畅，保证干燥剂的再生效果。

3.2    氢气干燥器运行优化的效果

这一系列优化措施的实施，大大提高了氢气干燥器的工作效率，使得发电机氢气湿度（露点）能够长期保持在正常范围内，提高了发电机运行的可靠性，保证了发电机的使用寿命，如表1、表2所示。

4    结语

综上所述，透过发电机氢气湿度（露点）对氢气干燥器的运行工作情况进行全方位的分析、比对和总结，提出了解决氢气干燥器工作效率低下问题的优化方法，且通过实施，切实提高了氢气干燥器的工作效率，消除了安全隐患，进而提高了发电机组的运行可靠性及其在电力市场中的核心竞争力。

[参考文献]

[1] 牡丹江市联合电力设备有限公司.BAC-50G型吸附式氢气干燥器说明书V4[Z]，2009.

[2] 马骏.一起润滑油进水事件浅析[J].机电信息，2018（12）：113-114.

[3] 《火力发电职业技能培训教材》编委会.发电厂集控运行[M].北京：中国电力出版社，2004.

收稿日期：2020-03-23

作者简介：杜荣胜（1976—），男，广东平远人，电力运行工程师，研究方向：火电厂集控运行。