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發(fā)電機(jī)氫氣純度分析儀濕度偏高分析及防范措施

  • 更新時(shí)間:2014-06-05      瀏覽次數(shù):2607
    •     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(guò)熱,同時(shí)有害氣體的存在還會(huì)造成絕緣老化、鐵芯及其金屬部件腐蝕。  氫氣濕度過(guò)大,對(duì)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(guò)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(duì)大型發(fā)電機(jī)的運(yùn)行是十分不利的。它將對(duì)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(lái),因?yàn)闅錃饧兌炔缓细瘢瑲錃鉂穸冗^(guò)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(duì)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(lái)的是“慢性病",加之管理方面的疏忽,這些帶普遍性的問(wèn)題,依然不同程度存在。應(yīng)當(dāng)引起高度警覺(jué)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(duì)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(méi)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。以我省某廠2臺(tái)300 MW發(fā)電機(jī)1999年1~12月份氫純度、濕度合格率統(tǒng)計(jì)(見(jiàn)表1)來(lái)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300 MW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(dòng),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(wú)法流動(dòng),干燥器不能對(duì)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(zhǎng)、管徑小、阻力大、漏氫點(diǎn)多,自動(dòng)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(tái),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(rùn)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(dòng)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(guò)低,流量過(guò)大,導(dǎo)致氫溫過(guò)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。 (考試大注冊(cè)安全工程師)  2.6 發(fā)電機(jī)油水指示計(jì)失效或無(wú)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(zhǎng)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300 MW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(guò)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(guò)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(lái)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(guò)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±5.1 Pa,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,我省某廠2臺(tái)300 MW發(fā)電機(jī)就因?yàn)樯鲜鲈颍群蠖啻卧斐砂l(fā)電機(jī)進(jìn)油,少則100多kg,多則幾百kg,被迫在大修中采用大量的帶電清洗劑對(duì)定子線圈進(jìn)行清洗。  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(chǔ)氫罐的氫氣濕度(用美國(guó)CENER-ALEASTERN公司產(chǎn)D-2型露點(diǎn)儀檢測(cè)),常壓下濕度不大于2 g/m3,露點(diǎn)≤-50℃。 (考試大注冊(cè)安全工程師)  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)將管道加大至50 mm以上,并盡可能縮短管道長(zhǎng)度,減少?gòu)澢瑴p少管路阻力。每臺(tái)機(jī)組安裝2臺(tái)干燥器,互為聯(lián)動(dòng)備用,在機(jī)組運(yùn)行時(shí),始終有1臺(tái)干燥器隨機(jī)運(yùn)行。  3.3 制氫站的儲(chǔ)氫罐劃分成常用罐和備用罐分組運(yùn)行。常用罐做正常補(bǔ)氫用,每天排污放水1次,備用罐供緊急情況下使用,每3 d排污放水1次,在向補(bǔ)氫系統(tǒng)供氫前應(yīng)測(cè)試氫氣濕度、純度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。  3.4 對(duì)補(bǔ)氫系統(tǒng)進(jìn)行必要的完善,在機(jī)前補(bǔ)氫管道、輸氫管道zui低點(diǎn)適當(dāng)增加排污放水點(diǎn),在向發(fā)電機(jī)補(bǔ)氫前,先進(jìn)行輸氫母管的排污放水,并測(cè)定母管氫氣純度、濕度合格才能向發(fā)電機(jī)內(nèi)補(bǔ)氫。  3.5 防止密封油帶水。關(guān)鍵是要使軸封系統(tǒng)經(jīng)常處于 狀態(tài)下運(yùn)行,既要保持汽輪機(jī)真空不受影響,又要不讓軸封蒸汽進(jìn)入油中。檢修時(shí),軸封間隙必須調(diào)整合理。油凈化裝置要通過(guò)摸索規(guī)律,制訂定期投運(yùn)的周期,確保油中含水量不大于500 mg/L。排油煙(油汽)系統(tǒng)要正確合理,根據(jù)機(jī)組的特點(diǎn),軸承室內(nèi)保持一定的微負(fù)壓。此外,軸封進(jìn)汽自動(dòng)調(diào)整裝置要正常投入運(yùn)行,并保證其在工況變化時(shí),具有良好的跟蹤性能。每當(dāng)發(fā)生較大的變工況,如機(jī)組啟動(dòng)、停運(yùn)過(guò)程或較大幅度變負(fù)荷時(shí),運(yùn)行人員都必須及時(shí)調(diào)整軸封進(jìn)汽壓力。機(jī)組運(yùn)行中要經(jīng)常監(jiān)視各回油窺視窗有無(wú)水珠和汽霧。每天取油樣對(duì)油中含水情況進(jìn)行分析,當(dāng)油中含水超標(biāo)時(shí),應(yīng)對(duì)油箱進(jìn)行放水排污并投入潤(rùn)滑油凈化裝置運(yùn)行。  3.6 切實(shí)控制好發(fā)電機(jī)的運(yùn)行風(fēng)溫和水溫,一般進(jìn)風(fēng)溫度35~40℃,內(nèi)冷水溫40±2℃為佳。機(jī)組啟動(dòng)時(shí),為防止機(jī)內(nèi)濕度過(guò)高,可按氫壓0.1 MPa,內(nèi)冷水壓0.05 MPa控制,但必須注意內(nèi)冷水回路中不得發(fā)生斷水現(xiàn)象,氫氣冷卻器冷卻水先不投入運(yùn)行,待機(jī)組并網(wǎng)帶初始負(fù)荷再投入氫冷器自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置,提高氫壓和內(nèi)冷水壓,以避免低溫狀態(tài)下氫氣凝露。  3.7 加強(qiáng)對(duì)發(fā)電機(jī)內(nèi)積油積水情況的監(jiān)視,定期對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行排油放水,完善發(fā)電機(jī)油水液位監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置,創(chuàng)造條件配置在線監(jiān)測(cè)儀表和遠(yuǎn)傳液位報(bào)警裝置。  3.8 根據(jù)目前和今后一段比較長(zhǎng)的時(shí)間火電大機(jī)組可能調(diào)峰備用停運(yùn)時(shí)間多的狀態(tài),應(yīng)考慮配套安裝外力風(fēng)機(jī)循環(huán)冷凝式氫氣干燥器,作為停機(jī)備用期間循環(huán)干燥發(fā)電機(jī)氫氣之用,以改善備用期間發(fā)電機(jī)的氫氣濕度。  3.9 充分認(rèn)識(shí)氫氣質(zhì)量對(duì)大型發(fā)電機(jī)安全可靠運(yùn)行的重要作用,并采取必要的行政、經(jīng)濟(jì)手段,督促有關(guān)人員共同努力,堵住油中進(jìn)水的有形和無(wú)形通道。健全對(duì)氫氣系統(tǒng)管理的責(zé)任制,加強(qiáng)對(duì)運(yùn)行和備用發(fā)電機(jī)氫氣質(zhì)量檢測(cè)、分析和監(jiān)督。建議將大型發(fā)電機(jī)氫氣質(zhì)量監(jiān)督納入化學(xué)監(jiān)督或絕緣監(jiān)督考核的內(nèi)容之中,與各廠經(jīng)濟(jì)責(zé)任制掛鉤,兌現(xiàn)獎(jiǎng)懲。各廠要因廠制宜,結(jié)合設(shè)備系統(tǒng)特點(diǎn)和存在的問(wèn)題,加大技改力度,盡快使設(shè)備系統(tǒng)完善合理,迅速扭轉(zhuǎn)忽視氫氣系統(tǒng)管理,輕視氫氣純度、濕度監(jiān)督的局面,為發(fā)電機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行創(chuàng)造條件。  4 防止大型氫冷發(fā)電機(jī)進(jìn)油的措施   原水電部以(88)電生火字第17號(hào)通知轉(zhuǎn)發(fā)的《國(guó)產(chǎn)QFQS(QFSN)-200-2型發(fā)電機(jī)防止漏氫漏油技術(shù)措施細(xì)則》,同樣適用于大型氫冷發(fā)電機(jī),應(yīng)認(rèn)真貫徹執(zhí)行,針對(duì)300 MW大型發(fā)電機(jī)還應(yīng)做好以下防范措施。  4.1 在安裝、檢修工作中,密封瓦間隙及油檔間隙一定要按廠家設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整合格,嚴(yán)格把好質(zhì)量關(guān)。經(jīng)調(diào)整、處理仍達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的,要堅(jiān)決更換。密封瓦安裝時(shí)兩半圓中分面接觸一定要良好無(wú)縫隙,合口螺栓緊固后撥動(dòng)應(yīng)靈活無(wú)卡澀。  4.2 保證壓差閥、平衡閥具有良好的調(diào)節(jié)性能和快速的跟蹤性能,是防止發(fā)電機(jī)內(nèi)進(jìn)油的關(guān)鍵,而油質(zhì)的優(yōu)劣則是壓差閥、平衡閥正常工作的關(guān)鍵之關(guān)鍵。因此,軸瓦和2閥以及油系統(tǒng)檢修后一定要*清理、洗擦,不干凈不得裝配或扣蓋。大修后開機(jī)前,油循環(huán)必須保證足夠大的流量和足夠長(zhǎng)的時(shí)間,以便*濾除可能在油中的任何雜質(zhì)。在做風(fēng)壓試驗(yàn)時(shí),壓差閥和平衡閥可不投入,待風(fēng)壓試驗(yàn)結(jié)束降風(fēng)壓時(shí)將壓差閥和平衡閥投入,運(yùn)行一段時(shí)間后,再把上述2閥拆開進(jìn)行仔細(xì)檢查,并用面團(tuán)普遍粘一遍,然后進(jìn)行裝復(fù),在置換氫氣前投運(yùn)。只有保證油質(zhì)合格,才能保證2閥正常,方可避免因氫壓、油壓波動(dòng)而造成的發(fā)電機(jī)內(nèi)進(jìn)油。 (注冊(cè)安全工程師)  4.3 氫側(cè)密封油的回油管徑應(yīng)適當(dāng)加大,一般不得小于76 mm,回油管在設(shè)計(jì)安裝中應(yīng)考慮大一些的坡度,禁止出現(xiàn)水平段,并盡可能減少?gòu)澢澜恰=?jīng)采取上述措施后如仍然發(fā)生因回油不暢而導(dǎo)致的機(jī)內(nèi)進(jìn)油,則可考慮在下端蓋內(nèi)氫側(cè)回油孔2側(cè)(同一水平線)鉆1個(gè)20~25 mm的孔,以增大泄油面積。在機(jī)殼2端的下部凹槽內(nèi)易積油部位鉆2個(gè)16~18 mm的泄油孔,將積油排入出線箱(注意要與過(guò)度引線位置錯(cuò)開),定期將油排出機(jī)外。  4.4 密封油箱通到發(fā)電機(jī)的回氫管應(yīng)盡量增大坡度,防止管內(nèi)積油被回氫帶入機(jī)內(nèi),該管接到機(jī)殼上的位置應(yīng)盡量提高。氫油分離器應(yīng)隨機(jī)啟動(dòng)投運(yùn),并保證分離效果良好。