陽(yáng)西電廠發(fā)電機(jī)氫氣純度偏低原因研究及處理方法

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1、陽(yáng)西電廠發(fā)電機(jī)氫氣純度偏低原因研究及處理方法摘要:本文論述600MW機(jī)組氫氣冷卻作用對(duì)發(fā)電機(jī)壽命的影響以及發(fā)電機(jī)在運(yùn)行的過(guò)程中,出現(xiàn)氫氣純度偏低的原因以及處理方法。關(guān)鍵詞:發(fā)電機(jī)、氫氣、氫氣純度偏低及處理方法。中圖分類號(hào):TM31文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):設(shè)備概述:氫冷系統(tǒng)在發(fā)電機(jī)中的應(yīng)用,使大容量、高效率的發(fā)電機(jī)的出現(xiàn)成為可能。但發(fā)電機(jī)氫冷系統(tǒng)的采用也帶來(lái)了一系列的問(wèn)題,其中最為突出的是氫氣濕度和氫氣純度的問(wèn)題。氫氣濕度高,易造成氫冷發(fā)電機(jī)護(hù)環(huán)的損壞和定子線圈端部絕緣的擊穿;而氫氣純度低,則會(huì)直接影響發(fā)電組的安全運(yùn)行。陽(yáng)西發(fā)電廠發(fā)電機(jī)氫冷

2、系統(tǒng)中氫氣濕度的維持靠的是采用在線吸附干燥的方式來(lái)進(jìn)行,干燥裝置采用冷凍式干燥器,氫氣的露點(diǎn)一般均能維持在-18℃以下。氫氣純度的維持則靠雙流雙環(huán)式密封瓦,通過(guò)氫側(cè)密封油平衡閥跟蹤空側(cè)密封油壓以維持雙流雙環(huán)間盡量少的空、氫側(cè)密封油串流,以防止氫氣純度的下降。發(fā)電機(jī)氫氣純度的下降是一個(gè)比較綜合性的問(wèn)題,與很多因素都或多或少的有著一定的關(guān)系。7陽(yáng)西發(fā)電廠1號(hào)機(jī)組發(fā)電機(jī)在整套啟動(dòng)期間出現(xiàn)氫氣純度偏低的現(xiàn)象,以下粗淺地分析一下影響發(fā)電機(jī)氫氣純度的一些因素以及處理方法。一、影響發(fā)電機(jī)氫氣純度的因素1、影響氫氣純度的最基本原因陽(yáng)西發(fā)電廠空、氫側(cè)密封油

3、的設(shè)置(典型的雙流雙環(huán)式密封)是防止氫氣外泄的作用,空、氫側(cè)密封油油路的分開是為了防止氫氣受到含空氣和濕氣較多的空側(cè)密封油的污染。其主要是靠氫側(cè)密封油壓通過(guò)粗調(diào)氫側(cè)密封油泵出口再循環(huán)閥使空、氫側(cè)密封油壓基本一致,同時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)氫側(cè)密封油平衡閥下部頂針頂起高度,從而使密封瓦處的空、氫側(cè)密封油壓力達(dá)到平衡,以使密封瓦中間環(huán)處的空、氫側(cè)密封油串流量達(dá)到一個(gè)較小的水平(通常是在±107cm水柱以內(nèi),其中+表示氫側(cè)密封油壓高、-表示空側(cè)密封油壓高)。當(dāng)密封瓦處的空、氫側(cè)微差壓調(diào)整好后,由于平衡閥平衡點(diǎn)已經(jīng)設(shè)定好,當(dāng)空側(cè)密封油壓改變時(shí)平衡閥自動(dòng)跟蹤調(diào)節(jié)

4、氫側(cè)密封油壓使空、氫側(cè)微差壓保持不變。當(dāng)氫側(cè)密封油平衡閥調(diào)節(jié)不靈敏時(shí),會(huì)造成氫側(cè)密封油壓過(guò)高或過(guò)低,使中間環(huán)處的空、氫側(cè)密封油平衡被破壞,使空、氫側(cè)密封油之間的串流增大。當(dāng)氫側(cè)油壓過(guò)高時(shí),氫側(cè)密封油通過(guò)中間環(huán)流至空側(cè)密封油當(dāng)中,氫側(cè)密封油箱油位下降,為維持氫側(cè)密封油箱油位,空側(cè)密封油自動(dòng)補(bǔ)油至氫側(cè)油箱,這樣,富含空氣和濕氣的油使氫側(cè)油受到污染,特別是在消泡箱內(nèi)擴(kuò)容時(shí)會(huì)將其中的空氣和濕氣基本上全部釋放,使氫氣純度下降。當(dāng)氫側(cè)密封油壓過(guò)低時(shí),空側(cè)密封油直接進(jìn)入氫側(cè)油,回至消泡箱,擴(kuò)容并釋放空氣和濕氣,使氫氣品質(zhì)惡化。綜上分析可知:影響發(fā)電機(jī)內(nèi)

5、氫氣純度的最基本原因是空、氫側(cè)密封油的串流。2、平衡閥調(diào)節(jié)失靈對(duì)H2純度的影響造成氫側(cè)密封油平衡閥調(diào)節(jié)不靈敏的主要原因是調(diào)節(jié)閥的卡澀以及平衡閥信號(hào)室內(nèi)有雜物。由于密封瓦處空、氫側(cè)密封油壓壓差僅5個(gè)mmH2O,油路或信號(hào)管稍有堵塞或雜質(zhì)均會(huì)使平衡閥調(diào)節(jié)不靈敏現(xiàn)象的發(fā)生。3、密封瓦間隙對(duì)氫氣純度的影響發(fā)電機(jī)軸與密封瓦之間間隙對(duì)串流量的影響如下式所示:Q=πdΔp/c3/(12μl)(1)其中Q—密封油間的串流量Δp—空、氫側(cè)密封油微差壓d—轉(zhuǎn)子軸徑c—中間環(huán)和軸間的間隙μ—透平油的動(dòng)力粘度l—中間環(huán)長(zhǎng)度7由上式可見,密封油間的串油量與密封瓦中

6、間環(huán)與軸的間隙成三次方關(guān)系,間隙越小,氫氣越容易密封,空、氫側(cè)密封油間的串流量也會(huì)越小。但密封瓦與發(fā)電機(jī)軸之間的間隙是一個(gè)比較難協(xié)調(diào)的矛盾,由于密封瓦是浮動(dòng)在軸上的,該間隙太小,極容易引起發(fā)電機(jī)兩側(cè)軸承振動(dòng)的增大。該間隙太大,不但引起串流量的增加,同時(shí)由于空側(cè)密封油流量大,流阻小,空側(cè)油直接通過(guò)中間間隙流至氫側(cè)油處,會(huì)造成氫側(cè)油的虛假油壓,此時(shí)雖然空、氫側(cè)密封油微差壓計(jì)上顯示空、氫側(cè)密封油已達(dá)到較好的平衡,但實(shí)際上密封瓦中間環(huán)的串流量還是很大4、密封油溫度對(duì)氫氣純度的影響密封油溫度對(duì)氫氣純度的影響主要表現(xiàn)在密封油溫度的改變使密封瓦與軸之間

7、的間隙改變,從而使油的串流量改變。油溫改變對(duì)間隙的影響關(guān)系式如下:Δc1=αsealdΔt(2)Δc2=αrotordΔtΔc=Δc1-Δc2其中Δc—間隙改變量αseal—密封瓦線形膨脹系數(shù)αrotor—軸線形膨脹系數(shù)d—軸徑Δt—溫度改變量同時(shí)油溫的改變使得油的動(dòng)力粘度改變,油的流動(dòng)特性改變使油的串流量改變。5、氫側(cè)供油管路節(jié)流對(duì)氫氣純度的影響氫側(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(wú)法正常建立,使得中間密封環(huán)空、氫側(cè)密封油壓無(wú)法達(dá)到平衡,從而使空側(cè)密封油向氫側(cè)密封油中串流。但不同的節(jié)流點(diǎn)表現(xiàn)出來(lái)的現(xiàn)象是不

8、同的,由于空、氫側(cè)密封油微差壓管路取樣點(diǎn)是取在發(fā)電機(jī)端蓋處的,在取樣點(diǎn)前出現(xiàn)節(jié)流時(shí),表現(xiàn)在調(diào)節(jié)氫側(cè)油母管壓力時(shí)空、氫側(cè)密封油微差壓計(jì)上反映遲鈍。當(dāng)取樣點(diǎn)后有節(jié)流時(shí),調(diào)節(jié)氫側(cè)密封油壓,則微差壓計(jì)

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