摘要： 大唐盘电 600MW 汽轮发电机氢气纯度频繁下降，通过大量的研究和调研工作，总结各厂的治理经验，采用简捷的方法进行了处理，使氢气纯度下降的问题得到了彻底治理，以最少的费用取得了最好的效果，此方法对此类问题值得推广。

1、系统概述

盘山发电厂二期工程#3、#4 机组为两台国产 600MW 亚临界参数燃煤发电机组，其汽 机部分为哈尔滨汽轮机有限责任公司采用美国西屋技术生产的引进型 600MW 亚临界中间再 热、四缸四排汽单轴反动式凝汽汽轮机，型号为 N600-16.7/537/537/-1。该型汽轮发电机采 用水氢氢冷却方式，即：发电机定子线圈水内冷却，转子线圈氢内冷却，定子铁心和结构件 为氢气表面冷却。为防止氢气泄漏，发电机两端采用双流环式密封瓦(氢侧和空侧两路油), 密封瓦的油量、油温和油压均由密封油控制系统来保证。

该密封油系统为集装式，与发电机的双流环式轴封(密封瓦)装置相对应，向它提供 连续不断的密封油并对其进行监控和保护。密封油系统正常运行时，空侧和氢侧两路密封油 分别循环通过发电机密封瓦的空、氢侧环型油室，形成对机内氢气的密封作用，此外，密封油对于密封瓦还有润滑和冷却作用。 发电机内正常工作氢压为 0.40 MPa， 事故状态下可降低 氢压运行。 密封油控制系统能自动维持氢油差压 0.084 MPa,并为发电机密封瓦提供连续不断 的密封油。

本密封油系统由下列部件构成：空侧交流泵、空侧直流泵、氢侧交流泵、氢侧直流泵、 空侧过滤器、氢侧过滤器、密封油箱及油位信号器、油-水冷却器、压差阀、平衡阀、氢油 分离箱、截止阀、逆止阀、蝶阀、压力表、温度计、变送器及联接管路等(参见附图) 。

本密封油系统由空侧和氢侧两个各自独立又相互联系的油路组成。

1.1 空侧油路

1.1.1 主工作油源

空侧密封油正常工作油源由交流密封油泵升压( 密封油泵出口压力为0.25 ～ 0.80MPa) ，经一台管式冷却器降温，再经一台自清洗刮板式油过滤器过滤后，进入发电机两端密封瓦空侧油环，其回油与轴承润滑油汇合在一起回到氢油分离箱，形成一个空侧闭式循 环系统。空侧密封瓦供油采用旁路压差阀调节氢油差压，压差调节阀按机内氢气压力自动调节空侧油压，保证密封瓦的正常工作(氢油差压为 0.084MPa) 。

1.1.2 备用油源

第一备用油源(即主要备用油源)是汽轮机主油泵来的 0.88～2.10MPa 高压油。该备 用油经管路上减压阀减压后供给空侧密封瓦，减压阀出口油压 0.80MPa，流量 252 L/min。 当主工作油源发生故障、 氢油压差降到 0.056MPa 时设置于该管路中的备用压差阀自动开启，备用油源自动投入运行。

第二备用油源也是由汽轮机油系统提供。它由主油箱上的备用交流密封油泵供给。因为与第一备用油源接在同一管路中，所以该备用油源也经过备用压差阀，然后进入密封瓦，当压差降到 0.056MPa 时投入。当汽轮机的同轴转速为额定转速的三分之二以上时，汽轮机 主轴油泵能够提供第一备用油源;当低于三分之二额定转速或发生故障时，则只能由第二备 用油源提供。

第三备用油源由密封油系统内自备的直流密封油泵提供，它与交流密封油泵并接在同 一油管上，当氢油压差降到 0.035MPa 时，直流密封油泵启动，氢油压差可恢复到 0.084MPa (该油源只允许运行一小时左右，应尽快检修交流密封油泵) 。

第四备用油源也由汽轮机油系统提供， 由汽轮机轴承润滑油泵供给， 提供的油压较低， 为 0.035～0.105MPa。此时必须及时将发电机内氢气压力降至 0.014MPa。

1.2 氢侧油路

1.2.1 主工作油源

氢侧密封油正常工作油源由交流密封油泵供给，从交流密封油泵出来的压力油(密 封油泵出口压力为 0.25～0.80MPa)经管式冷却器降温，， 再经自清洗刮板式油过滤器过滤后， 分成汽端励端两路，再各经过一个平衡阀，该阀根据空侧油压，自动调节空、氢两侧油压， 使其达到平衡后进入发电机两端的氢侧密封瓦。其回油经发电机消泡箱后进入系统氢侧回油 控制箱(油封箱) ，再回到氢侧密封油泵，形成一个闭式循环油路系统。平衡阀用以保证氢、空侧油压相等，其压差不大于 100 mmH2O。氢侧回路中含有氢气，由密封油箱分离出来的 氢气顺回氢管又回到发电机内。

1.2.2 备用油源

为确保氢侧密封油路能提供连续不断的可靠工作油源， 在氢侧设有直流密封油泵。 当交 流密封油泵发生故障时，直流密封油泵自动投入。

1.2.3 氢侧回油控制箱

氢侧回油控制箱是氢侧油路的回油装置。油箱内设有补-排油浮球阀，它能根据氢侧回油控制箱油位的高低变化自动进行补-排油，维持氢侧回油控制箱内油位的相对稳定。氢侧 回油控制箱上装有液位计， 在氢侧回油控制箱顶部装有射频导钠物位控制器，当油位高低变 化超过规定值时，可输出报警信号。

2、氢气纯度低的相关现象

2.1 氢气纯度低，每天需要排补氢一至两次，以提高氢气纯度。

2.2 发电机氢气含水量大，每天氢干燥器放水 500ml 左右。

2.3 发电机平衡阀氢、空侧油差压大，平衡压力 20mmH2O柱

3、发电机氢气纯度低的分析

3.1 由于空、氢侧油压压差大造成密封瓦两油环之间互相串油，而且串油量相当大。当空侧油压较氢侧油压高时，空侧低品质的油便串入到氢侧油路中，与发电机内的氢直接接触，油 中所含的气体和水蒸气便部分分离出来， 并与氢气向混合造成发电机氢气品质下降; 当氢侧 油压高于空侧油压时，氢侧油便通过密封瓦串入空侧，从而造成氢侧油箱油位降低，氢侧油 箱内油需要用空侧油进行补充，相应低品质的油也进入氢侧油路，造成上述同样的结果。

3.2 由于密封油的油质问题(由于轴承箱回油管负压造成空气中的杂质进入轴承箱或油管道 氧化产生的锈蚀颗粒) ，在机组运行过程中。含有杂质的密封油进入密封瓦内，致使轴颈与或密封瓦之间产生磨损，造成密封瓦轴颈间隙大，也会发生空、氢侧油互串的现象。而造成氢气纯度降低。

3.3 氢侧密封油箱补、排油门密封损坏，造成阀门内漏，氢油箱的油排至空侧油系统，而空侧油系统的油又补入氢侧油箱内，这样，氢侧油品质下降，也会造成氢气纯度降低。

4、解决的途径

4.1 在氢侧油系统上加装密封油净化装置

密封油净化装置主要由真空油箱、真空泵、循环油泵、再循环装置、油位控制器等组成。 采用道尔顿分压定律的原理来分离密封油中的气体及水分，分离出来的水分被装置上的真空 泵抽走排入大气，油箱内的绝对压力务必保持在 10mmHg 水银柱以上，内部装有液位开关，液位过高或过低时将报警， 油箱内还有一个补油用的浮子阀， 油箱内补油在压力作用下经过 浮子阀， 流过在上方的位置的进口喷嘴而喷出， 并储存在油箱内， 当油位升高到规定高度时，浮子阀即关闭，以防油再注入油箱，经净化装置处理过的油通过油泵进入氢侧油系统中，并 通过 30%再循环装置将油内残余的氢气和空气返回至油箱，从而彻底清除空气(有的系统 加装再循环泵进行处理) ，而油泵内的剩余油通过加装在出口的安全阀返回油箱。