摘 要:湿度是指气体中的水、汽含量,其表示方法较多,常用的有绝对湿度、相对湿度、露点温度等,相互之间可以换算。本文简要阐述了发电机氢气湿度大的危害,对引起氢气湿度高的原因进行了分析排查,并提出了防范措施。

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。

6结论

经过一个月时间的处理,氢气湿度得到有效控制,已经合格,消除了影响发电机安全运行的隐患。