1、概述

某電廠60萬機(jī)組汽輪機(jī)為哈爾濱汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的超臨界汽輪機(jī)，配套發(fā)電機(jī)為哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司生產(chǎn)直接拖動的隱極式、二極、三相同步發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)冷卻方式為水-氫-氫，即定子繞組直接水內(nèi)冷，轉(zhuǎn)子繞組冷卻為氫冷，定子鐵芯冷卻方式為氫冷，氫氣系統(tǒng)采用牡丹江市聯(lián)和電力設(shè)備有限公司生產(chǎn)的XFG-1F吸附式氫氣干燥器。

2、問題的提出

近期#4發(fā)電機(jī)正常運行中氫氣露點溫度持續(xù)上升，從開始的-6℃到后來上升至-2.8℃，07月12日以來尤其明顯，咨詢同類型#1、#2機(jī)組同樣存在這種現(xiàn)象，為了查明原因，解決問題，組織技術(shù)人員進(jìn)行攻關(guān)。

3、氫氣干燥器工作原理

XFG-1F氫氣干燥器對氫氣進(jìn)行干燥處理的原理是利用活性氧化鋁對水分子具有吸引力特性。活性氧化鋁是一種固態(tài)干燥劑，清除氫冷發(fā)電機(jī)氫氣中的水蒸氣，是將氫氣通過一定量的活性氧化鋁的吸收塔來實現(xiàn)的。高疏松度的活性氧化鋁具有非常大的表面積和強(qiáng)吸濕能力，對絕大數(shù)氣體和水蒸氣來說，使用活性氧化鋁作為干燥劑主要是利用它的化學(xué)惰性和無毒特性。當(dāng)活性氧化鋁吸收水分達(dá)到飽和后。再生-通過加熱來清除干燥劑自身束縛的水分，從而恢復(fù)它的吸濕能力，并且活性氧化鋁的性能和效率并不受重復(fù)再生的影響。

在設(shè)備的干燥塔中，埋入式的高密電加熱器加熱干燥劑使束縛的水分汽化；與此同時一股封裝的氫氣流過吸附層帶走釋放出的水蒸氣，干燥劑恢復(fù)特性，然后將氫氣（含有水蒸氣）冷卻，冷凝水通過汽水分離器排出，一般情況下活性氧化鋁的吸濕性能可通過加熱方式來完成它的再生，并可重復(fù)進(jìn)行。

設(shè)備設(shè)計有兩個干燥塔，當(dāng)一個干燥塔處于吸濕狀態(tài)時，另外一個干燥塔處于再生狀態(tài)。所以吸附式干燥器能連續(xù)對氫氣干燥。在設(shè)定工作周期，可編程序控制器自動的通過氣閥控制四通閥門，并把干燥劑飽和的干燥塔自動轉(zhuǎn)換到再生循環(huán)狀態(tài)；同時干燥劑再生完成的干燥塔切換到在線吸濕狀態(tài)，完全實現(xiàn)設(shè)備的自動切換。

4、露點、濕度的定義以及露點過高的危害

露點就是飽和溫度點，對應(yīng)壓力下氫氣中水蒸氣凝結(jié)時的溫度叫露點。相對濕度的定義：氣體中實際所含水蒸汽密度和同溫度下飽和水蒸汽密度的比值，叫氣體的相對濕度。發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣露點溫度升高，可能造成發(fā)電機(jī)定子繞組相間短路事故。發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣露點過高時，會在發(fā)電機(jī)定子線圈表面結(jié)露，造成災(zāi)難性的后果。濕度過高的環(huán)境下，發(fā)電機(jī)定子繞組線棒絕緣性能下降，易于發(fā)生表面閃絡(luò)，以至于拉弧放電，造成短路事故。如果絕緣達(dá)不到要求就有可能造成發(fā)電機(jī)匝間短路，嚴(yán)重時可能造成發(fā)電機(jī)內(nèi)部相間短路而燒壞發(fā)電機(jī)。氫氣中的濕度大（露點高）是影響發(fā)電機(jī)絕緣的主要危害因素之一。

5、發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣露點升高的常見原因

5.1定子冷卻水溫度低于發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣溫度，使部分氫氣過冷卻。

5.2密封油中含水量較大。

5.3發(fā)電機(jī)密封瓦內(nèi)的油壓過高，密封油竄入發(fā)電機(jī)內(nèi)部，油中析出的水分使發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣濕度增加。

5.4發(fā)電機(jī)氫冷器冷卻水管泄漏可能導(dǎo)致氫氣濕度增加，雖然氫氣壓力高于冷卻水壓力，但水蒸汽可能擴(kuò)散到氫氣中。

5.5補(bǔ)入了濕度較大的氫氣。

5.6氫氣干燥器故障，是導(dǎo)致氫氣露點升高的普遍原因。

6、本次發(fā)電機(jī)氫氣露點升高的治理

6.1通過對現(xiàn)場對發(fā)電機(jī)氫氣系統(tǒng)各死角的排污情況來看，未發(fā)現(xiàn)有水跡、油跡，且密封油壓差一直保持在84KPa左右穩(wěn)定運行，氫氣純度正常，基本可以排除發(fā)電機(jī)冷卻水或者密封油泄漏導(dǎo)致氫氣濕度增加。

6.2近一周未進(jìn)行補(bǔ)氫操作，可以排除發(fā)電機(jī)補(bǔ)入濕度大氫氣導(dǎo)致發(fā)電機(jī)氫氣露點溫度升高。

6.3發(fā)電機(jī)定子冷卻水溫度40℃，低于氫冷器出口冷氫溫度2℃，運行人員立即對定冷水溫度進(jìn)行調(diào)整，觀察4個小時后未見明顯變化。

6.4查看近期#4機(jī)潤滑油油質(zhì)化驗單，油質(zhì)合格，水分較低。

6.5通過進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)氫氣干燥器排水量減少，地面僅有少許水跡，便對氫氣干燥器運行情況進(jìn)行仔細(xì)排查。干燥器冷卻水進(jìn)、出水溫升正常，再生塔加熱溫度設(shè)定204℃，加熱至180℃左右，屬于正常值。再生塔出口氣體溫度為60℃，按照說明書要求該溫度在82±11℃。

針對再生塔出口溫度問題，咨詢氫氣干燥器廠家，環(huán)境溫度升高導(dǎo)致冷卻水溫度相應(yīng)高，冷卻效果下降導(dǎo)致氫氣干燥器冷凝效果差，加上再生裝置出口氣體溫度過小，導(dǎo)致再生塔內(nèi)高溫蒸汽無法及時換熱，使發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣濕度增加，這種情況須及時對再生裝置流量控制閥進(jìn)行調(diào)整。在干燥器出廠時該控制閥一般在1/2開度，現(xiàn)場根據(jù)再生塔出口溫度進(jìn)行調(diào)整，該閥門開度須適中，流量過大可能導(dǎo)致再生塔溫度達(dá)不到設(shè)定要求，流量太小則不能及時將高溫蒸汽中的水汽換熱、凝結(jié)析出，根據(jù)廠家技術(shù)人員要求，控制再生塔出口氣體溫度在82±11℃時將會達(dá)到除濕效果。經(jīng)過多次嘗試將出口溫度調(diào)整控制在75℃，運行八個小時后氫氣露點溫度明顯下降，現(xiàn)在穩(wěn)定在-9℃左右，符合廠家要求（-5～-25℃），氫氣干燥器排水量也隨之增加，問題得以解決。

7、結(jié)束語

氫氣濕度是氫冷發(fā)電機(jī)控制的一個重要指標(biāo)，由于環(huán)境溫度的變化導(dǎo)致氫氣濕度的變化，要及時發(fā)現(xiàn)并分析原因處理，本次氫氣濕度問題的成功處理，可對同類型機(jī)組的相關(guān)問題提供解決思路。