三期#5机组机氢气纯度低分析

大唐淮南洛河发电厂 李建军

一、原因分析

1.通过了解化学专业的有关工作人员后得知制氢站、发电机补氢口氢气纯度、湿度基本一致，氢气纯度均在99.5%以上，而在几次气体置换中发现便携式纯度仪和发电机在线纯度仪的数值基本相同(便携式纯度仪的数值比在线纯度仪的数值高3-5百分点)，这样就排除了氢气在线纯度仪测量不准以及因制氢站来氢质量不合格导致发电机内部氢气纯度下降的可能性。此外，测得氢气露点大于-5℃约为-4℃左右，已经大于我厂氢气湿度允许值的高限(-5℃--25℃)，因此氢气湿度大引起氢气纯度下降的原因存在。

2.查看检修化验密封油油质的报告得知密封油系统油质含水量为145mg/l(我厂运行的含水量要求是≦50mg/，l)，很明显含水量过大。因此，发电机密封油含水超标的原因是存在的。这也是氢气纯度下降的一个重要原因，密封油中的水分可以直接渗透到发电机内导致发电机内氢气的纯度和湿度都可能增加。

3.密封油系统中的自动补排油的浮球阀卡涩会导致的浮球阀不能正常开启或关闭，或浮球阀的浮球内漏后进油，不能正常浮起造成浮球阀不能正常开启或关闭导致密封油系统中自动补排油的功能失常。如果是排油阀出现故障，处于常排状态，则系统为了氢侧密封油箱油位的稳定，就会不断地将含有大量空气的空侧密封油补入氢侧密封油箱，此时补油阀也将进行连续的补油。若是补油阀出现故障，处于常补状态，系统就会不断地将含有大量空气的空侧密封油补入氢侧密封油箱，使氢侧密封油中的空气含量增加，此时排油阀也将进行连续的排油。补排油阀都失去了正常的功能，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状态。但是，经过测温发现氢侧密封油箱的排油管温度很高，基本与油箱温度持平大约41度左右，而补油管温度基本为环境温度大约为10度左右。这就排除了自动补排油的故障。

4.在#5机现场发现氢侧密封油箱的排油管温度很高，基本与油箱温度持平大约41度左右，而补油管温度基本为环境温度大约为15度左右，说明氢侧密封油箱的油不是来自补油。由此可以判断密封瓦处存在较大的窜油，空侧密封油压力大于氢侧密封油，使得氢侧密封油箱油位高，自动排油阀打开连续排油。含有大量空气的空侧密封油向氢侧密封油窜油，此时窜到氢侧的空侧密封油将随氢侧密封油一起回到发电机的消泡箱，然后经氢侧回油管，返回到氢侧密封油箱中，将空侧密封油内所含的空气带入氢侧密封油中然后空气又通过氢侧密封油直接到发电机内造成纯度下降。因此影响发电机内氢气纯度的根本原因是空、氢侧密封油的窜油。

空侧密封油和氢侧密封油在密封瓦内不发生窜流是不可能的，因为平衡阀一直处于跟踪调节状态，不能使氢侧密封油压与空侧密封油压绝对相等，在密封瓦内发生少量窜流现象是必然的。如果两侧无窜流发生，密封瓦中间部位因摩擦产生的热量也无法被带走，将会发生发电机振动高或密封瓦损伤等故障。窜油不但影响发电机内氢气的纯度和湿度。而且氢侧密封油同样将被排到空侧封油系统，这时，溶解在氢侧密封油中的氢气也随之被带到空侧油箱在空侧油箱中会离析出来，最后被排到室外引起氢气压力下降。这也可能是氢压一直下降的原因之一。窜油的原因与空氢侧密封油差压，密封瓦和轴之间的间隙，油的粘度等都有关系。

(1)空氢侧密封油的差压是造成窜流的最主要的原因，氢侧密封油供油管路的意外节流造成氢侧油供油不足，密封瓦氢侧油腔内油压无法正常建立，使得中间密封环空、氢侧密封油压产生差压，从而使空侧密封油向氢侧密封油中窜流。但不同的节流点表现出来的现象是不同的，在取样点前出现节流时，表现在调节氢侧油母管压力时空、氢侧密封油微差压计上反映迟钝。当取样点后有节流时，调节氢侧密封油压，则微差压计上的动作幅度会很大。#5发电机组小修后启动中发现在调节氢侧油泵再循环时候汽端的差压计反应强烈，励段的差压计反应迟钝。而且现场发现汽端差压计上有2-3的差压，(氢侧高)说明在取样点后可能有节流导致压力信号偏大使得平衡阀调小了氢侧油压，再加上节流使得密封瓦处的实际氢侧油压更低。而压力信号却由于节流变大，所以在就地出现了差压计上氢侧油压高于空侧油压的现象。

平衡阀时刻跟踪空侧密封油压调节氢侧密封油压，使得空、氢侧密封油压基本一致，因此平衡阀信号管内一直有微量油流动。当管路中有节流时，会造成油压信号传递失真，平衡阀调节性能变差，影响调节品质，使空、氢侧间的窜流增加。如果空侧密封油的信号管中有赃物使得压力减小，那么平衡阀会根据空侧油压信号会调小氢侧油压，造成密封瓦处氢侧实际油压减小增大了差压。

(2)密封油间的窜油量与密封瓦中间环与轴的间隙成正比关系，间隙越小，氢气越容易密封，空、氢侧密封油间的窜流量也会越小。但密封瓦与发电机轴之间的间隙是比较难协调的，由于密封瓦是浮动在轴上的，该间隙太小，极容易引起发电机两侧轴承振动的增大。该间隙太大，不但引起窜流量的增加，同时由于空侧密封油流量大，流阻小，空侧油直接通过中间间隙流至氢侧油处，还可能会造成氢侧油的虚假油压，此时虽然空、氢侧密封油微差压计上显示空、氢侧密封油已达到较好的平衡，但实际上密封瓦中间环的窜流量是最大。因而，密封瓦中间环与轴的间隙也是导致氢气纯度下降的间接原因，需要在大小修的时候进行调整。

(3)密封油温度对氢气纯度也有影响。主要表现在密封油温度的改变使密封瓦与轴之间的间隙改变，从而使油的窜流量改变。同时油温会改变油的粘度，粘度大的话油的流动性差，相对来说窜油量会减小。

(4)我个人认为我厂的补油方式不合理，在补油的过程中会将含有大量空气的空侧密封油补进氢侧密封油箱，使氢侧密封油的含空气量增加。前段时间分别对密封油和主油箱提取油样对其进行化验，分析得知密封油中空气的含量远大于主油箱中的油。

二、改进建议

1.改变现在的由空侧密封油向氢侧密封箱补油的补油方式。将其补油油源改在主油箱，并且在补进氢侧密封油前，对其进行净化处理，尽量消除油内所含的空气，使密封油在补进氢侧密封油箱时，不再含有大量的空气。

2.在停机或小修时候检查间隙，清洗平衡阀信号管路以及氢侧密封油管路。

3.在不能避免串油的情况下，使氢侧密封油压高于空侧密封油压，保证密封油只能由氢侧串到空侧，使系统只能向氢侧密封油箱补油，并且在补进氢侧密封油箱前，对其进行净化处理，消除油内所含的空气。

4.可以将发电机的氢油压差由现在的88ka下调一点，使空氢侧油压都下降，这样可以减小窜油量。并在小修等时机检查并设法减小密封瓦与轴颈的间隙。降低油温也是一种方式，增加粘度。

5.如果在空侧密封油汽、励端进油管路上像氢侧密封油那样再接入一路调节站，先以主差压阀根据氢压确定具体的空侧油压再引入一个氢侧油压信号来修正空侧油压。两侧油压更容易达到平衡。密封瓦处的空、氢侧密封油压的平衡是反映在平衡阀微差压计上的，但微差压计的信号管取样并不能真正反映瓦块中间环处空、氢侧密封油压是否平衡。既然这样可不可以抛开微差压计的读数不管在不同的微差压下试运行一段时间，看看那个差压值氢气纯度更好些。

6.密封油来自主机润滑油，那么跟主机润滑油的油质是有必然联系的，在冬季以前，为了降低真空#5机轴封汽压力一直比较高，这样肯东会影响主机的油质，小机油箱中经常带水已经说明了问题，所以，建议轴封汽压力控制在适当范围之内，但是这样会影响机组效率，所以应该调整下轴封间隙或通过调试找到一个合理的压力值。