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行業資訊

300MW 發電機氫純度下降異常原因分析

發電機雙流環式密封瓦結構如圖1 所示,空側密封油來自發電機各軸承潤滑油回油,氫側密封油系統有1 個單獨的油箱,其油箱補油來自空氣側,空、氫側各有一路油源進入發電機雙流環式密封瓦,其密封瓦有2 塊環形密封瓦2 組成,運轉時在轉軸與密封瓦2 之間形成一層圓筒形油膜。圖1 中空、氫側各有1 股油進入2 個油室,即氫側油室與空側油室。氫側油從垂直油道進入油膜間隙,從右側10 出油;空側油從斜向油道進入油膜間隙,并從左側7 出油,2股油流各成獨立的循環系統,2 股油流的油壓由差壓閥,平衡閥控制,當2 股油壓平衡時,油流在密封瓦中間區段處就沒有串流現象,同時油壓大于氫壓,從而防止了氫氣從發電機漏出。


氫純度下降異常原因分析


(1)密封油系統對氫純度的影響


空、氫側密封油是 2 個相對獨立的油系統,空側主差壓閥控制油壓高于機內氫壓0.084 MPa,氫側平衡閥控制空、氫側平衡油壓差+490Pa,從理論上講,若運行中空、氫側2個油路中的供油油壓在密封瓦處恰好相等,空、氫側油就不會在2 條配油槽之間的間隙中竄流。氫側密封油箱油位正常(0mm),發電機內部無其他雜氣產生,氫純度將不會變化的,但實際上,機組運行中,由于發電機轉子與密封瓦的間隙是不斷變化的,故空、氫側密封油壓做不到絕對平衡,空、氫側仍有少量的油相互竄流,盡管少量的油量相互竄流而被帶進發電機內的空氣會逐漸緩慢降低氫純度,但在密封油系統運行出現異常情況下,會使氫純度下降速度明顯加快。


(2)補油對氫純度的影響


根據亨利定律。該定律反映了氣體的溶解和離析的規律,其公式:b=KPb/Po


式中:


b-單位體積溶液中溶解氣體的量, mg/L;


K-該氣體的溶解度系數, mg/L;


Po-物理大氣壓, kPa;


Pb-平衡壓力, kPa。


  當氫側密封油箱在正常油位 0mm 時,其油面的氫壓力P 將大于油中溶解氣體所對應平衡應力Pb,從而產生使氣體質量遷移(溶解和離析)的不平衡壓差△P=P-Pb時,△P>0,油中氫氣體b 增加,反之油中b 減小,因此,當氫側密封油箱油位下降,氫側密封油箱補油閥動作時,空測密封油進入氫側密封油箱,此時,將原有的平衡狀態破壞,△P<0,油面內含有的大量空氣和水分自油中離析出來,造成氫氣體中空氣和水分含量增加,氫純度下降,特別是氫側密封油箱補油閥頻繁動作或關不嚴時,氫純度下降速度明顯增快。如對發電機密封油系統進行檢查時,發現6 號發電機氫側密封油箱油位在160mm時,浮球自動補油閥關不嚴,仍不斷的補油,而8號發電機機氫側密封油箱油位110~120mm 時,補油閥始終保持在開啟位,造成6 號、8號發電機須隔2~3天不等進行“排補氫”1 次,甚至1天也要“排補氫”1次,每次排補氫量為45~63m3,氫純度也僅能維持在96%合格內,含氧量在1%~1.2%之間,圖2所示為6 號發電機“排補氫”時氫壓、氫純度變化曲線。


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