发电机氢气湿度过高的原因分析及处理

2010-01-01韩文凯

中国新技术新产品 2010年13期

韩文凯

（贵州华电大龙发电有限公司，贵州玉屏 554001）

1 湿度概述

有关概念的定义:绝对湿度。湿气中水、汽质量与湿气的总体积之比，g/m3；相对湿度。压力为p、温度为t的湿气中，水、汽摩尔分数与同一温度和压力下纯水表面的饱和水、汽的摩尔分数之比，%；露点温度。压力为p、温度为t、混合比为r的湿气中，在此给定压力下，湿气被水饱和时的温度，℃。一般以露点温度表示氢气湿度(氢气湿度合格值为氢压下0～-25℃)。

2 事件经过

我公司2×300MW压临界机组发电机为QFSN-300-2-20B水氢氢交流同步发电机。从机组运行情况来看，氢气纯度基本上都合格(氢气纯度≥96%为合格)。氢气纯度偶然有不合格，补排几十标准立方米氢气后即合格。在线氢气湿度表计显示始不正常(氢气湿度合格值为0.25Mpa额定氢压下0～-25℃)，就每天人工取样测量氢气湿度，自2006年双机投运以来，氢气湿度时有不合格，但是通过排补氢几十立方米，测量湿度已经合格，到2009年11月份开始，氢气湿度经常不合格。

3 氢气湿度超标对发电机的危害

氢气湿度超标易造成发电机定子线圈端部短路事故。氢气湿度越大，氢气中水分越大，气体的介电强度越低，定子绕组受潮，降低绝缘电阻，从而降低了绝缘表面放电电压，容易发生闪络和绝缘击穿事故。

氢气湿度超标易造成发电机转子护环产生应力腐蚀。发电机氢气湿度高，将对其接触的金属产生应力腐蚀，而应力腐蚀与金属氢脆相互起到催化作用。由于应力腐蚀使护环产生裂纹，同时绝缘瓦松动，绝缘瓦同护环端部转子线圈摩擦，引起转子线圈接地或短路。

影响发电机的运行效率。由于氢气中湿度大、水分大，使气体密度增大，增加了发电机通风损耗，降低了发电机的运行效率。

4 发电机氢气湿度不正常原因分析及处理

引起氢冷汽轮发电机内氢气湿度过高的因素有以下几方面：充、补氢时氢气中带入水分；氢冷器、定冷水系统漏水进入发电机；发电机内密封瓦处窜油带入水分；补充氢气适度不合格；氢气干燥器投入不正常。

对于上述几个方面的问题解决办法如下：

首先，因定冷水压力低于氢压较多(定冷水压0.11MPa～0.16MPa，氢压0.2～0.25MPa)，且定冷水水位一直较稳定，定冷水系统压力始终正常。因此，可排除定子冷却水系统漏水进入发电机导致氢气湿度大。

其次，开启氢冷却器冷却水进、回水手动门，在氢冷器冷却水进、回水管道及发电机顶部放空气门测量均无氢气外漏;关小氢冷器冷却水进、回水手动门，手动门开度由20圈关闭至2圈，在氢冷器冷却水进、回水管道及发电机顶部放空气门测量均无氢气外漏。排除氢冷器漏水进入发电机导致氢气湿度增大。

第三是在充氢、补氢前氢气必须经干燥合格。制氢站氢气干燥器运行良好，氢气系统干燥器内硅胶应该定期检查更换，保证吸附效果。冷凝式氢气干燥器应保证运行正常，检查压缩机制冷剂量足够、油位正常，氢气干燥器冷却水畅通、充足。

第四是发电机密封油中水份超标（因长时间没有对密封油系统进行放油水），又由于密封瓦处有窜入发电机，同时将水带入发电机，但这不是发电机内水分的主要来源，最主要的原因是由于密封油中含水量高，空侧湿度高的密封油窜向氢侧，油中水被飞溅雾化或汽化，在发电机风扇压头作用下水分通过密封瓦进入发电机内。因密封油来自汽轮机润滑油系统，通过润滑油油净化装置滤除有中水分，坚持定期放油水、排污制度，定期检测油中水分，控制润滑油水分合格。密封油真空泵要求犹如连续运行，且密封油箱真空应维持在-88kPa以下，这样通过真空泵将进入密封瓦的油中含有水汽的空气排除，同时定期对各排污点进行排污，保证密封油水分合格。

5 防范措施

坚持每个月对密封油系统放一次水，保证密封油中水分合格（水分＜50mg/L）。投入润滑油系统油净化装置，保证油中水分＜100mg/L。投入氢气干燥器、密封油真空泵连续运行。运行人员做好密封油、定冷水、大机油质的跟踪监督，加强油系统的放水检查;制氢站应加强排污，提高氢站出氢品质，检查氢站干燥器出口氢气品质。