三期#5機組機氫氣純度低分析

大唐淮南洛河發(fā)電廠 李建軍

一、原因分析

1.通過了解化學專業(yè)的有關(guān)工作人員后得知制氫站、發(fā)電機補氫口氫氣純度、濕度基本一致，氫氣純度均在99.5%以上，而在幾次氣體置換中發(fā)現(xiàn)便攜式純度儀和發(fā)電機在線純度儀的數(shù)值基本相同(便攜式純度儀的數(shù)值比在線純度儀的數(shù)值高3-5百分點)，這樣就排除了氫氣在線純度儀測量不準以及因制氫站來氫質(zhì)量不合格導致發(fā)電機內(nèi)部氫氣純度下降的可能性。此外，測得氫氣露點大于-5℃約為-4℃左右，已經(jīng)大于我廠氫氣濕度允許值的高限(-5℃--25℃)，因此氫氣濕度大引起氫氣純度下降的原因存在。

2.查看檢修化驗密封油油質(zhì)的報告得知密封油系統(tǒng)油質(zhì)含水量為145mg/l(我廠運行的含水量要求是≦50mg/，l)，很明顯含水量過大。因此，發(fā)電機密封油含水超標的原因是存在的。這也是氫氣純度下降的一個重要原因，密封油中的水分可以直接滲透到發(fā)電機內(nèi)導致發(fā)電機內(nèi)氫氣的純度和濕度都可能增加。

3.密封油系統(tǒng)中的自動補排油的浮球閥卡澀會導致的浮球閥不能正常開啟或關(guān)閉，或浮球閥的浮球內(nèi)漏后進油，不能正常浮起造成浮球閥不能正常開啟或關(guān)閉導致密封油系統(tǒng)中自動補排油的功能失常。如果是排油閥出現(xiàn)故障，處于常排狀態(tài)，則系統(tǒng)為了氫側(cè)密封油箱油位的穩(wěn)定，就會不斷地將含有大量空氣的空側(cè)密封油補入氫側(cè)密封油箱，此時補油閥也將進行連續(xù)的補油。若是補油閥出現(xiàn)故障，處于常補狀態(tài)，系統(tǒng)就會不斷地將含有大量空氣的空側(cè)密封油補入氫側(cè)密封油箱，使氫側(cè)密封油中的空氣含量增加，此時排油閥也將進行連續(xù)的排油。補排油閥都失去了正常的功能，此時發(fā)電機密封油系統(tǒng)中的氫側(cè)密封油箱則處于一個連續(xù)補排油的狀態(tài)。但是，經(jīng)過測溫發(fā)現(xiàn)氫側(cè)密封油箱的排油管溫度很高，基本與油箱溫度持平大約41度左右，而補油管溫度基本為環(huán)境溫度大約為10度左右。這就排除了自動補排油的故障。

4.在#5機現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)氫側(cè)密封油箱的排油管溫度很高，基本與油箱溫度持平大約41度左右，而補油管溫度基本為環(huán)境溫度大約為15度左右，說明氫側(cè)密封油箱的油不是來自補油。由此可以判斷密封瓦處存在較大的竄油，空側(cè)密封油壓力大于氫側(cè)密封油，使得氫側(cè)密封油箱油位高，自動排油閥打開連續(xù)排油。含有大量空氣的空側(cè)密封油向氫側(cè)密封油竄油，此時竄到氫側(cè)的空側(cè)密封油將隨氫側(cè)密封油一起回到發(fā)電機的消泡箱，然后經(jīng)氫側(cè)回油管，返回到氫側(cè)密封油箱中，將空側(cè)密封油內(nèi)所含的空氣帶入氫側(cè)密封油中然后空氣又通過氫側(cè)密封油直接到發(fā)電機內(nèi)造成純度下降。因此影響發(fā)電機內(nèi)氫氣純度的根本原因是空、氫側(cè)密封油的竄油。

空側(cè)密封油和氫側(cè)密封油在密封瓦內(nèi)不發(fā)生竄流是不可能的，因為平衡閥一直處于跟蹤調(diào)節(jié)狀態(tài)，不能使氫側(cè)密封油壓與空側(cè)密封油壓絕對相等，在密封瓦內(nèi)發(fā)生少量竄流現(xiàn)象是必然的。如果兩側(cè)無竄流發(fā)生，密封瓦中間部位因摩擦產(chǎn)生的熱量也無法被帶走，將會發(fā)生發(fā)電機振動高或密封瓦損傷等故障。竄油不但影響發(fā)電機內(nèi)氫氣的純度和濕度。而且氫側(cè)密封油同樣將被排到空側(cè)封油系統(tǒng)，這時，溶解在氫側(cè)密封油中的氫氣也隨之被帶到空側(cè)油箱在空側(cè)油箱中會離析出來，最后被排到室外引起氫氣壓力下降。這也可能是氫壓一直下降的原因之一。竄油的原因與空氫側(cè)密封油差壓，密封瓦和軸之間的間隙，油的粘度等都有關(guān)系。

(1)空氫側(cè)密封油的差壓是造成竄流的最主要的原因，氫側(cè)密封油供油管路的意外節(jié)流造成氫側(cè)油供油不足，密封瓦氫側(cè)油腔內(nèi)油壓無法正常建立，使得中間密封環(huán)空、氫側(cè)密封油壓產(chǎn)生差壓，從而使空側(cè)密封油向氫側(cè)密封油中竄流。但不同的節(jié)流點表現(xiàn)出來的現(xiàn)象是不同的，在取樣點前出現(xiàn)節(jié)流時，表現(xiàn)在調(diào)節(jié)氫側(cè)油母管壓力時空、氫側(cè)密封油微差壓計上反映遲鈍。當取樣點后有節(jié)流時，調(diào)節(jié)氫側(cè)密封油壓，則微差壓計上的動作幅度會很大。#5發(fā)電機組小修后啟動中發(fā)現(xiàn)在調(diào)節(jié)氫側(cè)油泵再循環(huán)時候汽端的差壓計反應(yīng)強烈，勵段的差壓計反應(yīng)遲鈍。而且現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)汽端差壓計上有2-3的差壓，(氫側(cè)高)說明在取樣點后可能有節(jié)流導致壓力信號偏大使得平衡閥調(diào)小了氫側(cè)油壓，再加上節(jié)流使得密封瓦處的實際氫側(cè)油壓更低。而壓力信號卻由于節(jié)流變大，所以在就地出現(xiàn)了差壓計上氫側(cè)油壓高于空側(cè)油壓的現(xiàn)象。

平衡閥時刻跟蹤空側(cè)密封油壓調(diào)節(jié)氫側(cè)密封油壓，使得空、氫側(cè)密封油壓基本一致，因此平衡閥信號管內(nèi)一直有微量油流動。當管路中有節(jié)流時，會造成油壓信號傳遞失真，平衡閥調(diào)節(jié)性能變差，影響調(diào)節(jié)品質(zhì)，使空、氫側(cè)間的竄流增加。如果空側(cè)密封油的信號管中有贓物使得壓力減小，那么平衡閥會根據(jù)空側(cè)油壓信號會調(diào)小氫側(cè)油壓，造成密封瓦處氫側(cè)實際油壓減小增大了差壓。

(2)密封油間的竄油量與密封瓦中間環(huán)與軸的間隙成正比關(guān)系，間隙越小，氫氣越容易密封，空、氫側(cè)密封油間的竄流量也會越小。但密封瓦與發(fā)電機軸之間的間隙是比較難協(xié)調(diào)的，由于密封瓦是浮動在軸上的，該間隙太小，極容易引起發(fā)電機兩側(cè)軸承振動的增大。該間隙太大，不但引起竄流量的增加，同時由于空側(cè)密封油流量大，流阻小，空側(cè)油直接通過中間間隙流至氫側(cè)油處，還可能會造成氫側(cè)油的虛假油壓，此時雖然空、氫側(cè)密封油微差壓計上顯示空、氫側(cè)密封油已達到較好的平衡，但實際上密封瓦中間環(huán)的竄流量是最大。因而，密封瓦中間環(huán)與軸的間隙也是導致氫氣純度下降的間接原因，需要在大小修的時候進行調(diào)整。

(3)密封油溫度對氫氣純度也有影響。主要表現(xiàn)在密封油溫度的改變使密封瓦與軸之間的間隙改變，從而使油的竄流量改變。同時油溫會改變油的粘度，粘度大的話油的流動性差，相對來說竄油量會減小。

(4)我個人認為我廠的補油方式不合理，在補油的過程中會將含有大量空氣的空側(cè)密封油補進氫側(cè)密封油箱，使氫側(cè)密封油的含空氣量增加。前段時間分別對密封油和主油箱提取油樣對其進行化驗，分析得知密封油中空氣的含量遠大于主油箱中的油。

二、改進建議

1.改變現(xiàn)在的由空側(cè)密封油向氫側(cè)密封箱補油的補油方式。將其補油油源改在主油箱，并且在補進氫側(cè)密封油前，對其進行凈化處理，盡量消除油內(nèi)所含的空氣，使密封油在補進氫側(cè)密封油箱時，不再含有大量的空氣。

2.在停機或小修時候檢查間隙，清洗平衡閥信號管路以及氫側(cè)密封油管路。

3.在不能避免串油的情況下，使氫側(cè)密封油壓高于空側(cè)密封油壓，保證密封油只能由氫側(cè)串到空側(cè)，使系統(tǒng)只能向氫側(cè)密封油箱補油，并且在補進氫側(cè)密封油箱前，對其進行凈化處理，消除油內(nèi)所含的空氣。

4.可以將發(fā)電機的氫油壓差由現(xiàn)在的88ka下調(diào)一點，使空氫側(cè)油壓都下降，這樣可以減小竄油量。并在小修等時機檢查并設(shè)法減小密封瓦與軸頸的間隙。降低油溫也是一種方式，增加粘度。

5.如果在空側(cè)密封油汽、勵端進油管路上像氫側(cè)密封油那樣再接入一路調(diào)節(jié)站，先以主差壓閥根據(jù)氫壓確定具體的空側(cè)油壓再引入一個氫側(cè)油壓信號來修正空側(cè)油壓。兩側(cè)油壓更容易達到平衡。密封瓦處的空、氫側(cè)密封油壓的平衡是反映在平衡閥微差壓計上的，但微差壓計的信號管取樣并不能真正反映瓦塊中間環(huán)處空、氫側(cè)密封油壓是否平衡。既然這樣可不可以拋開微差壓計的讀數(shù)不管在不同的微差壓下試運行一段時間，看看那個差壓值氫氣純度更好些。

6.密封油來自主機潤滑油，那么跟主機潤滑油的油質(zhì)是有必然聯(lián)系的，在冬季以前，為了降低真空#5機軸封汽壓力一直比較高，這樣肯東會影響主機的油質(zhì)，小機油箱中經(jīng)常帶水已經(jīng)說明了問題，所以，建議軸封汽壓力控制在適當范圍之內(nèi)，但是這樣會影響機組效率，所以應(yīng)該調(diào)整下軸封間隙或通過調(diào)試找到一個合理的壓力值。