摘　要　介紹了大型汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行中存在的氫氣純度和氫氣濕度不合格、發(fā)電機(jī)內(nèi)進(jìn)油等的原因、危害及防范措施。

 　　0　前　言
　　目前，我國加入電網(wǎng)運(yùn)行的300MW及以上大型汽輪發(fā)電機(jī)已有近200臺，這些機(jī)組已成為我國電網(wǎng)的主力機(jī)組。其冷卻方式絕大部分為水－氫－氫（即定子線圈水內(nèi)冷，轉(zhuǎn)子繞組定子鐵芯及構(gòu)件表面氫冷卻），簡稱氫冷發(fā)電機(jī)。它們具有效率高，冷卻效果好，安全可靠等優(yōu)勢。采用氫氣冷卻的發(fā)電機(jī)在運(yùn)行和備用期間，發(fā)電機(jī)內(nèi)腔充壓0．3MPa，氫氣與大氣之間采用密封油系統(tǒng)隔絕。由于油氫之間的直接接觸，若運(yùn)行維護(hù)和控制不當(dāng)，極易造成發(fā)電機(jī)進(jìn)油，以及氫氣純度、濕度不合格，給大型發(fā)電機(jī)的安全穩(wěn)定可
靠運(yùn)行帶來潛在的危害。
       1　氫氣純度、濕度不合格以及機(jī)內(nèi)進(jìn)油的危害　氫氣純度不合格，將導(dǎo)致冷卻效率降低，造成機(jī)內(nèi)構(gòu)件局部過熱，同時(shí)有害氣體的存在還會造成絕緣老化、鐵芯及其金屬部件腐蝕。氫氣濕度過大，對發(fā)電機(jī)定子絕緣的影響更大，一是水分在運(yùn)行中蒸發(fā)為水蒸汽，使微細(xì)擊穿點(diǎn)之間氫氣介質(zhì)導(dǎo)電率升高。二是水汽吸附在絕緣層上，侵入絕緣內(nèi)部的水將造成內(nèi)部導(dǎo)體與外部絕緣表面電位相等，成為等電位體，威脅發(fā)電機(jī)定子絕緣，誘發(fā)發(fā)電機(jī)絕緣事故。油進(jìn)入發(fā)電機(jī)內(nèi)，將直接導(dǎo)致發(fā)電機(jī)絕緣腐蝕、老化，若油中含水量超標(biāo)，油中水分蒸發(fā)，則導(dǎo)致與氫氣濕度過大的同樣后果。此外，油進(jìn)入發(fā)電機(jī)，如果未及時(shí)排出，油在機(jī)內(nèi)蒸發(fā)產(chǎn)生油煙蒸汽，其危害也是十分可怕的。所以，潮濕環(huán)境對大型發(fā)電機(jī)的運(yùn)行是十分不利的。它將對發(fā)電機(jī)護(hù)環(huán)產(chǎn)生腐蝕作用，并溶解和凝聚其它有害元素，使機(jī)內(nèi)構(gòu)件產(chǎn)生表面凝露，使轉(zhuǎn)子護(hù)環(huán)受產(chǎn)生附加應(yīng)力而導(dǎo)致裂紋等危害。近幾年來，因?yàn)闅錃饧兌炔缓细�，氫氣濕度過大和機(jī)內(nèi)進(jìn)油，已造成多次大型發(fā)電機(jī)絕緣損壞事故。原電力部相繼于1996年和1998年先后發(fā)文，對大型發(fā)電機(jī)運(yùn)行中的氫氣純度、濕度和防止機(jī)內(nèi)進(jìn)油作了規(guī)定。但由于這些異常運(yùn)行方式帶來的是“慢性病”，加之管理方面的疏忽，這些帶普遍性的問題，依然不同程度存在。應(yīng)當(dāng)引起高度警覺和重視，方能防患于未然。
       2　導(dǎo)致大型發(fā)電機(jī)氫氣純度、濕度不合格和機(jī)內(nèi)進(jìn)油的原因分析
       2．1　監(jiān)督管理上的忽視是造成大型發(fā)電機(jī)氫氣純度和濕度不合格的原因之一。目前，對發(fā)電機(jī)運(yùn)行中氫氣純度和濕度雖然有跟班取樣分析制度，但還沒有建立監(jiān)督考核機(jī)制，至今未納入化學(xué)監(jiān)督和絕緣監(jiān)督的考核范疇，因此，很難提高緊迫感。以我廠2臺300   MW發(fā)電機(jī)2004年1～12月份氫純度、濕度合格率統(tǒng)計(jì)來看，其純度合格率為67．5％和52．5％，而濕度合格率則為0和0．14％。因不屬技術(shù)監(jiān)督考核指標(biāo)，尚未能引起足夠的重視。
       2．2　氫氣干燥裝置不夠合理。目前300MW大型發(fā)電機(jī)基本都是由轉(zhuǎn)子兩端的風(fēng)扇隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生風(fēng)壓差，在機(jī)內(nèi)形成氫氣封閉循環(huán)流動，當(dāng)發(fā)電機(jī)在停運(yùn)備用狀態(tài)下，機(jī)內(nèi)氫氣差壓消失，依靠壓差進(jìn)氣的氫氣干燥器氫氣無法流動，干燥器不能對氫氣進(jìn)行干燥。
       2．3　氫氣干燥器安裝位置不合理，設(shè)備存在缺陷，發(fā)電機(jī)運(yùn)行中干燥器投運(yùn)不正常。大多數(shù)電廠的氫氣干燥器設(shè)計(jì)安裝在0 m層，由于管路長、管徑小、阻力大、漏氫點(diǎn)多，自動裝置不可靠，加之冷凝式氫氣干燥器運(yùn)行2 h后要停2 h進(jìn)行除霜排濕，而設(shè)計(jì)配套是1機(jī)1臺，便形成了停停開開的運(yùn)行方式。

         2．4　發(fā)電機(jī)密封油中含水超標(biāo)。由于密封油取自汽輪機(jī)潤滑油系統(tǒng)，在汽輪機(jī)運(yùn)行中，由于各方面的原因，造成軸封蒸汽進(jìn)入軸承油室，凝結(jié)成水進(jìn)入油中。含有較高水分的油在密封瓦中蒸發(fā)進(jìn)入氫氣內(nèi)。
         2．5　發(fā)電機(jī)啟動升負(fù)荷或低負(fù)荷運(yùn)行，氫氣冷卻器冷卻水量調(diào)整控制不當(dāng)或冷卻水溫過低，流量過大，導(dǎo)致氫溫過低產(chǎn)生凝露。內(nèi)冷水系統(tǒng)機(jī)內(nèi)接頭和氫冷器微細(xì)滲漏也可能導(dǎo)致機(jī)內(nèi)氫氣濕度增大。
         2．6　發(fā)電機(jī)油水指示計(jì)失效或無遠(yuǎn)傳報(bào)警功能，運(yùn)行值班人員巡視檢查維護(hù)不到位，未按規(guī)定進(jìn)行排污排油水，造成油水長期沉積在發(fā)電機(jī)內(nèi)蒸發(fā)，影響氫氣濕度升高。
         2．7　發(fā)電機(jī)內(nèi)進(jìn)油的原因
         2．7．1　發(fā)電機(jī)密封瓦結(jié)構(gòu)不盡合理。目前300MW大型氫冷發(fā)電機(jī)均采用雙流環(huán)式密封瓦，油密封裝置置于發(fā)電機(jī)兩端蓋內(nèi)，其作用是通過軸頸與密封瓦之間的油膜阻止氫氣外逸。雙流環(huán)即密封瓦的氫側(cè)與空側(cè)各自自成獨(dú)立的循環(huán)油路，通過平衡閥的控制使兩路油壓維持均衡，限制兩路油相互竄流，從而達(dá)到減少氫氣外漏。油與空氣和氫氣之間的隔絕是采用兩道迷宮式油檔來實(shí)現(xiàn)的，氫側(cè)為了防止油進(jìn)入發(fā)電機(jī)內(nèi)，還有一道迷宮式外油檔阻止油進(jìn)入發(fā)電機(jī)。此種結(jié)構(gòu)的密封瓦，要求裝配間隙精度相當(dāng)嚴(yán)，如果制造、安裝達(dá)不到要求，間隙過大等，都極易造成密封油進(jìn)入發(fā)電機(jī)。
         2．7．2　平衡閥或差壓閥工作失常。300 MW發(fā)電機(jī)運(yùn)行中要求平衡調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)精度達(dá)到±490Pa，要求差壓閥具有良好、靈敏的跟蹤性能和富余的調(diào)節(jié)范圍。但該2閥的裝配精度相當(dāng)高，如果油中含有雜質(zhì)、水分等，則極易造成2閥卡澀，工作失常。
　　3　提高氫氣純度、降低氫氣濕度的措施
          3．1　從氫氣質(zhì)量源頭抓起，保證制氫站補(bǔ)向發(fā)電機(jī)的氫氣純度和濕度達(dá)到要求，干燥器能正常投入，確保進(jìn)入儲氫罐的氫氣濕度（用美國CENER－ALEASTERN公司產(chǎn)D－2型露點(diǎn)儀檢測），常壓下濕度不大于2 g／m3，露點(diǎn)≤－50℃。

　　3．2　保證發(fā)電機(jī)冷凝式氫氣干燥器正常投運(yùn)，有條件時(shí)應(yīng)將