氢冷发电机氢气纯度下降快的原因分析及处理

王东献

摘要：某火力发电厂315机组#1发电机长时间出现氢气纯度下降较快现象，经多次调整密封油差压阀和平衡阀差压仍无效，每天提纯度至少3次。后经过对#1发电机氢冷系统以及密封油系统现场全面进行排查，发现发电机密封油系统氢侧油箱排油浮球阀存在卡涩现象，于是对氢侧油箱排油浮球阀进行了反复活动后， 排油浮球阀卡涩现象消失，氢侧油箱排油声音逐渐消失。

关键词：氢气纯度下降快;氢侧密封油箱;排油浮球阀卡涩

引言：某火力发电厂315机组#1发电机氢气纯度下降较快，经多次调整密封油差压阀和平衡阀差压仍无效，每天提纯度至少3次。后经对#1发电机氢冷系统以及密封油系统现场全面进行排查发现发电机密封油系统氢侧油箱排油浮球阀存在卡涩现象，于是对氢侧油箱排油浮球阀进行了反复活动，全关后再开启数次，经反复活动后， 排油浮球阀卡涩现象消失，氢侧油箱排油声音逐渐消失。

1发电机密封油系统及工作原理

1.1密封原理：该电厂2x315MW机组的发电机为水氢氢冷却式，发电机两端密封采用双流环密封瓦型。

密封油系统正常情况下投入前，应先投入润滑油系统。密封油系统投运前，油质必须合格。在机组投盘车前空侧密封油投入，气体置换前氢侧密封油投入。机组冲转前，发电机内氢气纯度、湿度必须合格，氢压不小于0.1MPa。

1.2系统正常运行维护

运行中定期检查密封油泵及电机的运行情况，泵出口压力应正常，无泄漏现象、电机无过热、泵组声音正常。检查密封油箱油位正常，补排油动作正常。检查密封油与氢气差压正常为：0.084MPa。检查空侧与氢侧密封油差压为：≤0.49Kpa。密封瓦进油温度在38～49℃，回油温度不高于77℃。一旦空侧主油源发生故障，密封油压力降低比机内气体压力高0.056MPa时，备用差压阀将自动打开，并由它建立稳定高于机内气压0.056MPa的油压;当空侧密封油压力降低比机内气体压力高0.035MPa时，直流备用油泵自动启动，使密封油压恢复并保持高出机内气体压力0.084MPa;一旦备用低压润滑油油源投入运行时，就要求立即将发电机内的氢气压力降到0.014MPa或更低，以免直流油泵停运后漏氢。

1.3发电机密封油系统故障

1.3.1密封油箱油位高处理

当“消泡箱油位高”报警时，应立即就地进行检查;应检查浮球排油阀动作情况，否则手动排油至正常油位。

1.3.2密封油压低的处理

空侧交流密封油泵运行，密封油压降至比机内氢压高0.035MPa时联直流。同时检查运行泵是否故障，否则应进行隔离检修，并对联动泵加强监视。氢侧交流密封油泵运行，密封油压降至比机内氢压高0.035MPa时联直流。同时对运行泵、冷油器进行检查，确认无故障，否则隔离检修。

2处理经过：

12月15日#1机氢气纯度较停机前下降快，汽机专业对整个密封油系统进行了排查，发现密封油系统各压力表计、差压表计、油箱油位等无明显异常，氢气无外泄漏现象，分析原因是由于空氢侧密封油互通，而空侧密封油含有空气，进入氢侧密封油内，导致氢气纯度下降。可利用排除法对可能互串的设备进行逐个排查。经观察，怀疑#1机密封油系统氢侧油跟踪不灵活，可通过微量调整，观察压力表计跟踪变化进行排查。12月16日安排对密封油系统的运行情况进行了检查，就地检查汽端、励端平衡阀差压正常，油箱油位正常，氢油差压0.1Mpa，结合氢侧油箱排油温度偏高的现象综合分析，判断为空侧回油量较大，先对氢油差压进行调整，同时也安排运行值班员对系统油温进行了调整，以观察运行。12月17日调整主差压阀压力由0.09Mpa至0.1Mpa，就地热工仪表盘微差压计指示变化后恢复主差压阀调整前数值状态。检查发现氢侧密封油箱油位为115mm，并且密封油箱油位稳定，空侧补油阀，氢侧排油阀开启状态，阀杆位置和#2机比较后均无明显异常。12月18日调整主差压阀压力由0.1 MPa调整至0.086Mpa，观察运行。12月19日对#1机密封油站汽端、励端平衡阀压力调整。调整平衡阀过程中对平衡阀微差压计指示进行试验，发现关闭氢侧信号管时微差压计变化明显，而且迅速，关闭空侧信号管时微差压计变化微量，而且缓慢。12月21日根据分析和调整经验，排查发现发电机密封油系统氢侧油箱排油浮球阀存在卡涩现象，于是对氢侧油箱排油浮球阀进行了反复活动，全关后再开启数次，经反复活动后， 排油浮球阀卡涩现象消失，氢侧油箱排油声音逐渐消失。

3原因分析：

氢侧密封油箱排油浮球阀长期不活动、不操作导致卡涩，排油阀处于常开启状态，连续排油，为保证油箱油位平衡，系统自动补油，引起氢侧油箱补油阀连续补充大量空侧密封油，因空侧密封油在发电机双流环密封环外侧且油源来源于主油箱，含空气和水分偏大，从而导致发电机氢气纯度下降较快。

4暴露的问题：

（1）因发电机氢侧密封油箱排油浮球阀长期不活动、不操作，发电机气体置换前后，氫侧密封油箱油位变化大，存在卡涩隐患。

（2）自#1机组启动后发现氢气纯度下降以后，相关专业虽进行了大量工作，但一直没有找到真正原因，直到12月21日当值值长找到原因并及时消除，暴露了相关专业工作不深入细致。

5结束语：

经过对#1发电机氢冷系统以及密封油系统现场漏点的全面排查和原因分析，发现发电机密封油系统氢侧油箱排油浮球阀存在卡涩现象，并对对氢侧油箱排油浮球阀进行了反复活动处理，氢侧油箱排油声音逐渐消失，排油浮球阀卡涩现象得到消除。经过长时间观察运行，氢气纯度逐渐稳定，氢气纯度下降较快以及氢气纯度不合格的安全隐患得到了消除，发电机提氢气纯度次数大大降低，机组经济性得到了提高。目前氢侧油箱补油、排油浮球阀活动试验已纳入日常巡检和活动试验工作，效果较好，减小或避免了发电机氢侧密封油箱排油或补油浮球阀卡涩现象的再次发生，大大降低了发电机提氢气纯度次数和补氢量，节省了制氢量，为公司经营带来了一定的经济效益，并具有很好的推广应用意义。