发电机氢气纯度降低原因分析及防范措施

发电机氢气纯度降低原因分析及防范措施

1、发电机本体方面

发电机本体在安装过程中必需严格根据制造厂图纸说明书和《电

力建设备工及验收技术标准》（简称《标准》）做好以下现场实验：

①发电机定子绕组水路水压实验。该实验必需在电气主引线及柔

性联结线安装后进行，主要检查定子端部接头、绝缘引水管、汇水管、

过渡引线及排水管等处有无渗漏现象。②发电机转子气密性实验。实验

口寸特别要用无水乙醇检查导电螺钉处是否有渗漏现象。③氢气冷却器

水压实验。④发电机定子单独气密性实验。实验时用堵板封堵密封瓦座,

实验范围包括：定子、出线瓷套管、出线罩、测温元件接线柱板、氢冷

器、氢冷器罩、端盖、机座等。实验介质应为无油、洁净、枯燥的压缩

空气或氮气，实验压力为0.3Mpa,历时24小时，要求漏气量小于

0.73m3/24h（或漏氢率小于0.3%）。

2、发电机外端盖方面

①在发电机穿转子之前先进行外端盖试装。主要检查水平、垂直中

分而的间隙，在把紧1/3螺栓状态下，用0.03mm塞尺检查应不入.②

在把合外端盖前，应预填HDJ892密封填料于接合面密封槽内，然后匀

称把紧螺栓。再用专用工具注入HDJ892密封胶于密封槽内。

3、氢气冷却器方面

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①氢气冷却器罩通过螺栓把紧在定子机座上，之间的结合面有密

封槽，注入密封胶进行密封，安装完后在氢气冷却器罩与定子机座之间

烧密封焊。②氢气冷却器装配在氢气冷却器罩内，冷却器与冷却器罩之

间用密封垫密封，密封垫两面匀称涂一层750-2型密封胶，氢气冷却器

组装前后均进行严密性实验。

4、发电机出线罩处泄漏

发电机出线罩安装完后应按时烧密封焊，一旦穿入出线将无法内

部焊接，若运行中确认发电机出线罩处泄漏，往往因位置狭窄或运行安

全考虑无法处理。

5、发电机轴密封装配方面

轴密封装置是氢密封系统中一个很重要的环节，机组大多采纳双

流环式油密封，密封瓦的氢侧与空侧各自是独立的油路，平衡阀使两路

油压维持平衡（压差小于IKpa）；油压与氢压差由差压阀掌握（压差为

0.085+0.01MPa）,密封瓦可以在轴颈上任意径向浮动，并通过圆键定位

于密封座内。

①密封座水平接合而应严密，每平方厘米接触1-2点的面积不应低

于75%,且匀称分布。②在把紧水平接合面螺栓的情况下，密封座内

与密封瓦协作的环形垂直面以及密封库与端盖的垂直接合面均应垂直

无错口，水平接合面用0.03mm塞尺检查应塞不进。对座内沿轴向两侧

面的检查，可用整圆无错口的密封瓦做平板放入其内做涂色检查，两侧

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面均应匀称接触。③密封瓦座各垂直协作面应光滑，各油室畅通，无铁

锈、锈皮等杂物。④密封瓦座各把合螺孔的丝孔应无损坏，经试装确认

能够把紧密封座。⑤密封瓦水平接合面应接触良好，每平方厘米接触1-

2点的面积应不低于75%,且匀称分布。⑥在把合好密封瓦后，密封瓦

的上、下两半的垂直面必需在同一平面内，不得错口。在平板上检查应

无间隙。⑦密封瓦两侧垂直面应光滑，外表无凹坑和裂纹，两垂直面的

不平行度应符合图纸要求。⑧巴氏合金应无夹渣、气孔，外表无凹坑和

裂纹，经检查应无脱胎现象。密封瓦油孔和环形油室内必需光滑，无铁

屑、锈皮等杂物。⑨密封瓦与轴颈的间隙为，间隙偏小可对密封瓦乌金

进行恰当的匀称修刮，如间隙偏大，则更换密封瓦；密封瓦与密封瓦座

的轴向间隙为，间隙偏小可将密封瓦上磨床研磨，如间隙偏大，则更换

密封瓦。⑩组装密封瓦时，留意区分汽、励两端密封装置，不能装错。

在把合密封座与端盖垂直接合面的过程中，应不断拨动密封瓦，保证在

全部螺栓把紧后，密封瓦在座内无卡涩。油密封装置装完后，各接合面

螺栓应全部锁紧。（11）油密封装置的油腔必需彻底清理，各油压取样管接

头在把紧后均不能堵塞和渗漏。否则会由于油压测量不准而影响密封

油的跟踪调整。

6、发电机气体管道方面

①气体管道法兰密封垫均采纳5=2mm的塑料王板加工。法兰焊

接时要先将法兰螺栓紧固，然后进行焊接，防止焊接变形使法兰显现张

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口而密封不严。②气体管道在现场进行二次设计，对管道的走向进行统

一规划布置，保证走向合理、美观、无U形弯。全部气体管道与发电机

均采纳焊接相连，发电机定子多余的接口用堵头焊死。③气体管道的阀

门全部采纳密封性能良好的隔膜阀，在现场进行1.25倍的水压实验，

保证严密不漏。④气体管道安装完后，单独进行气密性实验。

7、密封油系统方面

密封油系统向密封瓦提供密封油，油压必需随时跟踪发电机内气

体压力的改变（压差为0.085±0.01MPa）,旦密封瓦氢空侧的油压必需

时辰保持平衡（压差小于IKpa）。所以，密封油系统运行正常与否直接

关系到发电机密封瓦是否能有效密封。

①必需保证密封油系统的清洁度，油循环后，油质必需到达MOOG

四级以上标准。②密封油系统的管道在现场进行二次设计，对管道的走

向进行统一规划布置，压差阀和平衡阀的引压管走向全都且联结正确,

不得有U形弯，引压管采纳不锈钢管，焊接时采纳套管焊接，保证管内

的清洁，同时必需保证引压管不得有任何渗漏。③在密封油循环阶段，

必需布置对密封瓦进行翻瓦清理。④氢密封油箱端盖应密封严密，无泄

漏。

8、发电机整套风压实验

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发电机整套风压实验是发电机本体及辅助系统安装完后的一次质

量大检验，是保证发电机漏氢率（量）到达预定目标的最终一道工序，

全部造成系统泄漏的现象均必需在此阶段消退。

一、发电机氢气纯度下降原因分析及防范措施

1、密封油差压阀、平衡阀及相关表计故障

在正常的情况下，发电机轴封装置内密封瓦中的空侧和氢侧密封

油具有相同的压力，空侧和氢侧密封油各自保持相对独立的状态进行

循环。若密封油系统的平衡阀跟踪不好，或是由于平衡阀空侧、氢侧压

力取样管中的压力损失不同，虽然从平衡表上观看空、氢两侧的密封油

压是平衡的。

①若空侧密封汩压高于氢侧密封油压，则含有大量空气的空侧密

封油向氢侧密封油窜油，此时窜到氢侧的空侧密封油将随氢侧密封油

一起回到发电机的氢侧回油腔，即消泡箱，然后经氢侧回油管，返回到

氢侧密封油箱中，由于空侧密封油箱中含有多量的空气和水分，当含有

空气的油通过密封瓦与氢气接触时，依据分压定律，油中别离出来的气

或汽会进入到发电机内，造成氢气纯度下降、湿度上升将空侧密封油内

所含的空气带入发电机内。

②若氢侧密封汨压高于空侧密封油压，则氢侧密封油向空侧密封

窜油，此时将使氢侧密封油箱中的密封油量削减，油位降低，系统为了

保证安全运行，将自动向氢侧密封油箱中补油。这样就将含有大量空气

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的空侧密封油补进了氢侧密封油箱，使氢侧密封油中的空气含量增加,

氢气纯度下降、湿度上升得更快。按厂家要求，密封瓦空、氢两侧的密

封油压是平衡的，空、氢压力平衡阀安装在氢侧主管路上（立式倒装），

通过调整阀体内的弹簧可以调整压力平衡，调整精度可达50mm水柱，

大约在IKPa以下。热控专业进行压力表的效验，通过分析推断氢气纯

度下降是汽端或励端造成的，以便有针对性的进行分析处理。

2、发电机进油方面

了解机组从前或如今是否存在发电机进油的问题，若大量的氢侧

密封油漏入发电机内，将使氢侧密封油箱油位降低，在系统的自动补油

过程中，会将含有大量空气的空侧密封油补进了氢侧密封油箱，从而使

氢侧密封油中的空气含量增加，导致发电机纯度下降。

3、氢密封油箱浮子阀故障

密封油系统中的自动补、排油的浮球阀卡涩，所导致的浮球阀不能

正常开启或关闭，或因浮球阀的浮球内漏后进油，不能正常浮起造成浮

球阀不能正常开启或关闭。这样将导致密封油系统中自动补、排油的功

能失常，此时又分以下3种情况：

①若是排油阀显现故障，处于常排状态，则系统为了氢侧密封油箱

油位的稳定，就会不断地将含有大量空气的空侧密封油补入氢侧密封

油箱，此时补油阀也将进行连续的补油；②若是补油阀显现故障，处于

常补状态，系统就会不断地将含有大量空气的空侧密封油补入氢侧密

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封油箱，使氢侧密封油中的空气含量增加。此时排油阀也将进行连续的

排油；③补排油阀都失去了正常的功能，此时发电机密封油系统中的氢

侧密封油箱则处于一个连续补排油的动态平衡状态，将大量含有空气

的空侧密封油补进了氢侧密封油箱，使氢侧密封油中的空气含量增加。

4、密封油补油方式方面

从补油方式的合理性去分析，其中哈尔滨电机厂300MW发电机密

封油的备用油源主要是：汽轮机主油泵来的L6〜1.8MPa高压油；主油

箱通过氢侧密封备用油泵过来的润滑油；汽轮机轴承润滑油泵提供的

0.035-0.105MPa低压油。

5、发电机密封瓦间隙超标

在汽轮发电机正常运行的工况下，由于转轴高速运转的机械甩油

作用，以及回油温度上升的热作用，含有空气和水份的密封油在密封瓦

里侧的回油腔内被汽化或雾化，形成油烟，被风扇负压吸入机内，并随

机内氢气一起在机内风路里循环，导致氢气纯度下降，氢气受到污染。

6、油质监督重视不够

对于新投产的机组，对油质的工作不够重视，油质往往难以到达要

求，使密封瓦或轴颈磨损，造成间隙增大、超标，氢气漏量加大。一方

面补氢次数增加，另一方面使平衡阀和差压阀的掌握精度降低，同时因

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运行人员紧急，使每八小时应对刮片式滤油器进行旋转清理并排污的

要求不能保质保量完成。

7、空侧密封油箱排烟风机(即防爆风机)存在抽油或出力不够的

问题。

若密封油防爆风机整体布置在6m标高，而空侧密封油箱事实上是

一段直径加大的回油管，布置在运转层楼板上面，标高约Um左右。

在风机的进口挡板前或风机底部装有始终径约40mm的排污管，正常

运行时用来排去管道中极少量的油水混合物等液体杂质。从今系统来

看，风机只要克服油箱顶部上的一段排烟管道(垂直段)所造成的静压

头，就可以把油抽走，而此管道段高约0.3m,由于风机的全压头一般

在35()()Pa左右，可见风机是完全能够将油从油箱抽出的。

三、发电机氢气纯度湿度不合格原因分析及防范措施

1、制氢站及气源方面

通过长时期的跟踪取样分析，测得制氢站氢气，发电机补氢口根本

全都，确证氢气纯度和湿度了制氢站来氢纯度合格，排解了因制氢站来

氢导致发电机内部氢气纯度和湿度下降的可能性.(F口干如今露点在-40

度左右，而氢气纯度99。8%,不含有硫化氢

2、氢气枯燥装置方面

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①氢气枯燥装置设计不够合理。目前300MW以上大型发电机根本

都是由转子两端的风扇随转子旋转产生风压差，在机内形成氢气封闭

循环流淌，当发电机在停运备用状态下，机内氢气差压消逝，依靠压差

进气的氢气枯燥器氢气无法流淌，枯燥器不能对氢气进行枯燥。（通过

检测湿度和纯度均合格，不应当是此原因造成）。②氢气枯燥器安装位

置不合理，装备存在缺陷，发电机运行中枯燥器投运不正常。部分电厂

氢气枯燥器设计安装在6m层，但大多数电厂的氢气枯燥器设计安装在

0m层，由于管路长、管径小、阻力大、漏氢点多，自动装置不行靠,

加之冷凝式氢气枯燥器运行2h后要停2h进行除霜排湿，而设计配套

是1机1台（部分旦厂是1机三台），便形成了停停开开的运行方式。

3、氢气冷却器冷却水量及水温调整掌握不当

发电机启动升负荷或低负荷运行，氢气冷却器冷却水量调整掌握

不当或冷却水温过低，流量过大，导致氢温过低产生凝露。内冷水系统

机内接头