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发电机氢气纯度湿度不合格分析及防范
更新时间:2019-12-14 发布:furenyuan.cn

摘 要 介绍了年夜型汽轮发机电运行中存在的氢气纯度和氢气湿度不及格、发机电内进油等的缘由、风险及防范措施。

0 前 言
  今朝,我国加进电网运行的300MW及以上年夜型汽轮发机电已有近200台,这些机组已成为我国电网的主力机组。其冷却方式尽年夜部门为水-氢-氢(即定子线圈水内冷,转子绕组定子铁芯及构件概况氢冷却),简称氢冷发机电。它们具有用率高,冷却效果好,平安靠得住等优势。采用氢气冷却的发机电在运行和备用时代,发机电内腔充压0.3MPa,氢气与年夜气之间采用密封油系统阻遏。由于油氢之间的直接接触,若运行维护和控制不妥,极易造成发机电进油,和氢气纯度、湿度不及格,给年夜型发机电的平安稳定可
靠运行带来潜在的风险。
1 氢气纯度、湿度不及格和机内进油的风险 氢气纯度不及格,将致使冷却效率下降,造成机内构件局部过热,同时有害气体的存在还会造成尽缘老化、铁芯及其金属部件侵蚀。氢气湿渡过年夜,对发机电定子尽缘的影响更年夜,一是水份在运行中蒸发为水蒸汽,使微细击穿点之间氢气介质导电率升高。二是水汽吸附在尽缘层上,侵进尽缘内部的水将造成内部导体与外部尽缘概况电位相等,成为等电位体,威胁发机电定子尽缘,诱发发机电尽缘事故。油进进发机电内,将直接致使发机电尽缘侵蚀、老化,若油中含水量超标,油中水份蒸发,则致使与氢气湿渡过年夜的一样后果。此外,油进进发机电,若是未实时排出,油在机内蒸发发生油烟蒸汽,其风险也是十分可怕的。所以,湿润情况对年夜型发机电的运行是十分晦气的。它将对发机电护环发生侵蚀作用,并消融和凝聚其它有害元素,使机内构件发生概况凝露,使转子护环受发生附加应力而致使裂纹等风险。近几年来,由于氢气纯度不及格,氢气湿渡过年夜和机内进油,已造成屡次年夜型发机电尽缘损坏事故。原电力部相继于1996年和1998年前后发文,对年夜型发机电运行中的氢气纯度、湿度和避免机内进油作了划定。但由于这些异常运行方式带来的是“慢性病”,加上经管方面的疏忽,这些带普遍性的问题,依然分歧水平存在。应当引发高度警觉和重视,方能防患于未然。
2 致使年夜型发机电氢气纯度、湿度不及格和机内进油的缘由分析
2.1 监视经管上的轻忽是造成年夜型发机电氢气纯度和湿度不及格的缘由。今朝,对发机电运行中氢气纯度和湿度虽然有仆从取样分析制度,但还没有建立监视考核机制,至今未纳进化学监视和尽缘监视的考核范围,是以,很难提高紧迫感。以我厂2台300MW发机电2004年1~12月份氢纯度、湿度及格率统计来看,其纯度及格率为67.5%和52.5%,而湿度及格率则为0和0.14%。因不属技术监视考核指标,还没有能引发足够的重视。
2.2 氢气干燥装配不够合理。今朝300MW年夜型发机电基本都是由转子两头的风扇随转子旋转发生风压差,在机内形成氢气封锁轮回流动,当发机电在停运备用状态下,机内氢气差压消失,依靠压差进气的氢气干燥器氢气没法流动,干燥器不能对氢气进行干燥。
2.3 氢气干燥器安装位置不合理,装备存在缺陷,发机电运行中干燥器投运不正常。年夜大都电厂的氢气干燥器设计安装在0m层,由于管路长、管径小、阻力年夜、漏氢点多,自动装配不成靠,加上冷凝式氢气干燥器运行2h后要停2h进行除霜排湿,而设计配套是1机1台,便形成了停停开开的运行方式。

2.4 发机电密封油中含水超标。由于密封油取自汽轮机润滑油系统,在汽轮机运行中,由于各方面的缘由,造成轴封蒸汽进进轴承油室,凝结成水进进油中。含有较高水份的油在密封瓦中蒸发进进氢气内。
2.5 发机电启动升负荷或低负荷运行,氢气冷却器冷却水量调整控制不妥或冷却水温太低,流量过年夜,致使氢温太低发生凝露。内冷水系统机内接头和氢冷器微细渗漏也可能致使机内氢气湿度增年夜。
2.6 发机电油水指示计失效或无远传报警功能,运行值班人员巡视检查维护不到位,未按划定进行排污排油水,造成油水持久沉积在发机电内蒸发,影响氢气湿度升高。
2.7 发机电内进油的缘由
2.7.1 发机电密封瓦结构不尽合理。今朝300MW年夜型氢冷发机电均采用双流环式密封瓦,油密封装配置于发机电两头盖内,其作用是经由过程轴颈与密封瓦之间的油膜阻止氢气外逸。双流环即密封瓦的氢侧与空侧各自自成自力的轮回油路,经由过程平衡阀的控制使两路油压维持平衡,限制两路油相互窜流,从而到达削减氢气外漏。油与空气和氢气之间的阻遏是采用两道迷宫式油档来实现的,氢侧为了避免油进进发机电内,还有一道迷宫式外油档阻止油进进发机电。此种结构的密封瓦,要求装配间隙精度相当严,若是制造、安装达不到要求,间隙过年夜等,都极易造成密封油进进发机电。
2.7.2 平衡阀或差压阀工作失常。300MW发机电运行中要求平衡调理阀调理精度到达±490Pa,要求差压阀具有优秀、活络的跟踪性能和富余的调理范围。但该2阀的装配精度相当高,若是油中含有杂质、水份等,则极易造成2阀卡涩,工作失常。
3 提高氢气纯度、下降氢气湿度的措施
3.1 从氢气质量泉源抓起,保证制氢站补向发机电的氢气纯度和湿度到达要求,干燥器能正常投进,确保进进储氢罐的氢气湿度(用美国CENER-ALEASTERN公司产D-2型露点仪检测),常压下湿度不年夜于2g/m3,露点≤-50℃。

3.2 保证发机电冷凝式氢气干燥器正常投运,有条件时应将管道加年夜至50mm以上,并尽量缩短管道长度,削减弯曲,削减管路阻力。好每台机组安装2台干燥器,互为联动备用,在机组运行时,始终有1台干燥器随机运行。
3.3 制氢站的储氢罐好划分成经常使用罐和备用罐分组运行。经常使用罐做正常补氢用,天天排污放水1次,备用罐供紧急情况下使用,每3d排污放水1次,在向补氢系统供氢前应测试氢气湿度、纯度到达尺度。
3.4 对补氢系统进行需要的完善,在机前补氢管道、输氢管道低点适当增加排污放水滴,在向发机电补氢前,进步前辈行输氢母管的排污放水,并测定母管氢气纯度、湿度及格才能向发机电内补氢。
3.5 避免密封油带水。关头是要使轴封系统经常处于好状态下运行,既要连结汽轮机真空不受影响,又要不让轴封蒸汽进进油中。检修时,轴封间隙必需调整合理。油净化装配要经由过程试探纪律,制定定期投运的周期,确保油中含水量不年夜于500mg/L。排油烟(油汽)系统要准确合理,凭据机组的特点,轴承室内连结一定的微负压。此外,轴封进汽自动调整装配要正常投进运行,并保证其在工况变化时,具有优秀的跟踪性能。每当发生较年夜的变工况,如机组启动、停运进程或较年夜幅度变负荷时,运行人员都必需实时调整轴封进汽压力。机组运行中要经常监视各回油窥视窗有无水珠和汽雾。天天取油样对油中含水情况进行分析,当油中含水超标时,应对油箱进行放水排污并投进润滑油净化装配运行。

3.6 切实控制好发机电的运行风温文水温,一般进风温度35~40℃,内冷水温40±2℃为佳。机组启动时,为避免机内湿渡过高,可按氢压0.1MPa,内冷水压0.05MPa控制,但必需注重内冷水回路中不得发生断水现象,氢气冷却器冷却水先不投进运行,待机组并网带初始负荷再投进氢冷器自动调理装配,提高氢压和内冷水压,以免低温状态下氢气凝露。
3.7 增强对发机电内积油积水情况的监视,定期对发机电进行排油放水,完善发机电油水液位监测报警装配,缔造条件设置装备摆设在线监测仪表和远传液位报警装配。
3.8 凭据今朝和从此一段比力长的时间火电年夜机组可能调峰备用停运时间多的状态,应斟酌配套安装外力风机轮回冷凝式氢气干燥器,作为停机备用时代轮回干燥发机电氢气之用,以改善备用时代发机电的氢气湿度。
3.9 充实熟悉氢气质量对年夜型发机电平安靠得住运行的重要作用,并接纳需要的行政、经济手段,催促有关人员配合起劲,堵住油中进水的有形和无形通道。健全对氢气系统经管的责任制,增强对运行和备用发机电氢气质量检测、分析和监视。建议将年夜型发机电氢气质量监视纳进化学监视或尽缘监视考核的内容之中,与各厂经济责任制挂钩,兑现奖惩。各厂要因厂制宜,连系装备系统特点和存在的问题,加年夜技改力度,尽快使装备系统完善合理,迅速改变轻忽氢气系统经管,轻视氢气纯度、湿度监视的局面,为发机电平安稳定运行缔造条件。

4 避免年夜型氢冷发机电进油的措施  

原水电部以(88)电生火字第17号通知转发的《国产QFQS(QFSN)-200-2型发机电避免漏氢漏油技术措施细则》,一样适用于年夜型氢冷发机电,应认真贯彻执行,针对300MW年夜型发机电还应做好以下防范措施。
4.1 在安装、检修工作中,密封瓦间隙及油档间隙一定要按厂家设计尺度调整及格,严酷把好质量关。经调整、处置仍达不到尺度的,要坚决更换。密封瓦安装时两半圆中分面接触一定要优秀无裂缝,合口螺栓紧固后拨动应灵活无卡涩。
4.2 保证压差阀、平衡阀具有优秀的调理性能和快速的跟踪性能,是避免发机电内进油的关头,而油质的优劣则是压差阀、平衡阀正常工作的关头之关头。是以,轴瓦和2阀和油系统检修后一定要完全清算、洗擦,不清洁不得装配或扣盖。年夜修后开机前,油轮回必需保证足够年夜的流量和足够长的时间,以便完全滤除可能遗留在油中的任何杂质。在做风压实验时,压差阀和平衡阀可不投进,待风压实验竣事降风压时将压差阀和平衡阀投进,运行一段时间后,再把上述2阀拆开进行仔细检查,并用面团普遍粘一遍,然落后行装复,在置换氢气前投运。只有保证油质及格,才能保证2阀正常,方可避免因氢压、油压波动而酿成的发机电内进油。
4.3 氢侧密封油的回油管径应适当加年夜,一般不得小于76mm,回油管在设计安装中应斟酌年夜一些的坡度,制止泛起水平段,并尽量削减弯曲死角。经接纳上述措施后如依然发生因回油不顺畅而致使的机内进油,则可斟酌在下端盖内氢侧回油孔2侧(统一水平线)钻1个20~25mm的孔,以增年夜泄油面积。在机壳2真个下部凹槽内易积油部位钻2个16~18mm的泄油孔,将积油排进出线箱(注重要与过度引线位置错开),定期将油排出机外。
4.4 密封油箱通到发机电的回氢管应尽量增年夜坡度,避免管内积油被回氢带进机内,该管接到机壳上的位置应尽量提高。氢油分手器应随机启动投运,并保证分手效果优秀。

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