氢气纯度分析

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1、摘　要　通过对石门电厂2台机组氢气纯度偏低问题的治理，总结了影响氢气纯度的几个主要因素，提出了同类型300MW发电机密封瓦安装的理想间隙以及平衡阀的实际最佳工作精度范围。     0　引　言　　     　　石门电厂装有2台300MM国产火力发电机组，1995年12月13日1号机组并网发电，2号机组也于1996年9月25日并网成功。2台机组分别于1997年5月和1998年5月进行了一次检查性大修。2号机组大修前曾出现过氢气纯度下降现象，后经调整密封油压后恢复正常。除此之外，2台机组于1998年5月前均未见氢气纯度大幅下降现象，但自1998年9月中旬（1

2、5日）开始，2号机组氢气纯度下降较快，每天需排补氢量50m3以上，但氢气纯度仍只能维持在91％左右，最低曾降至88％以下。其后1号机组也发现了类似情况，但较2号机组要相对稳定一些，虽经多次运行调整仍不见好转，已严重危害到机组的运行安全。对此我们开展了一系列的摸索治理。     1　氢气纯度化验　　     　　目前，国内各氢冷发电机组氢气纯度的化验方法一般采用经典的吸收法。由于氢气纯度在线仪表一直无法投用，我厂目前也是采用这一化验手段，经现场多次跟踪分析，发现如下几种因素可能会影响到氢气纯度化验的准确性。     a．气样采集     　　氢气纯度取样

3、点设计在氢气干燥器的进出口管道上。正常情况下，利用发电机转子上的风扇使干燥器内的氢气形成流动。由于氢气干燥器及管道阀门系统一段时间内存在泄漏而使漏氢量增加，在氢气湿度许可的情况下，运行人员往往将氢气干燥器进口一次门及出口二次门关闭，以便将氢气干燥器隔离开来。因此，化验人员取样时，往往因联络不好而采集到非发电机机内氢样。同时由于气体比重的差异，气样中非氢成分增加了，从而使氢气纯度偏低。     　　另外，化验人员采样时冲洗取样球胆的次数多少会影响到氢气纯度的化验结果。     　　为此，决定对氢气干燥器管阀系统进行一次彻底的消缺，并规定任何情况下，不论氢

4、气湿度如何（运行中我厂氢气湿度一般均在合格范围内），氢气干燥器必须投运，化验人员取样时，也应增加冲洗球胆次数。     b．化验仪器及环境因素     　　化验仪器可能的影响因素是玻璃旋塞的密封。现场化验中往往会发现样气在被药液充分吸收后其体积会增大2～5个百分点。究其原因主要是随着化验人员上下移动介液烧杯，当样气出现微负压时外界空气会被吸入。另一种可能就是环境温度的影响。由于氢气取样时样气来自氢气干燥器出口，其温度一般会比较低，而当样气在实验室化验时，其温度会逐渐升至室温水平，从而会使其体积增大，这点在冬季有取暖设施的实验室会更趋明显。     c．

5、其它因素     　　除上述因素外，还有如化验人员的职业素质、化验用药的时效性等也可能影响氢气纯度化验的准确性。      2　发电机相关系统　　     　　由于发电机机内氢气运行中的工作压力一般在270～300kPa，外界空气是不可能进去的，因此，影响发电机氢气纯度的原因只可能与发电机相关的气、油、水系统有关。经现场反复多次查找，排除了压缩空气进入发电机内的可能性；而发电机内冷水的工作压力一般在200～250kPa之间，运行中很少发现内冷水有超压现象，因此，内冷水进入发电机内的可能性也被排除；这样发电机氢气纯度下降的主要原因只可能出在其密封油系统方

6、面。运行中密封油压一般高于氢气压力60～85kPa，而空、氢侧油压差按设计应在平衡阀维持的0．98 kPa以内，但由于平衡阀平衡精度较差，运行中空氢侧油压差一般在10～15kPa，大大超过设计值。即使不考虑密封瓦间隙误差，密封瓦处空、氢侧油的串油将大大超出设计允许值。由于空侧密封油与主机润滑油系统相通，受抽油烟机的负压影响，其中会溶解或混有一定量的空气成分；再加上为了消除原抽油烟风机的渗油现象，我们在2号机组大修中对原抽油烟机进行了改造，其抽吸能力也由原来的－4．9～－1．47kPa提高到－2．94kPa以上，这样就更加重了空侧油中的含气量。随着空氢侧

7、油的不断串油，氢侧油中的含气量逐步增加，当氢侧油自密封瓦中流出时，其中的气体会从高速旋转着的轴颈表面释放出来，并进入发电机氢气系统，从而使发电机氢气纯度下降，也许这就是造成发电机氢气纯度下降的主要原因。         基于上面分析，我们采取了如下对策：     a．调整密封油系统压力，减少空、氢侧串油量。这部分工作的关键就是要提高平衡阀的平衡精度。为了达此目的，我们对平衡阀多次解体清理调整，但其平衡精度一直无多大改善，无奈之下，我们退出平衡阀自动方式，采用人工手动跟踪调整，但由于系统油压波动，人工调整精度一般只达5kPa，瞬时值最高也只达3kPa，而

8、且调整量大，必须有专人在现场跟踪。针对这一情况，将平衡阀进行更换，并对其信号管进行了如下改造：