嘉兴发电厂1号机组在1996年大修后一直出现氢气纯度偏低的现象，以下粗浅地分析一下影响发电机氢气纯度的一些因素以及处理方法。

1 影响发电机氢气纯度的因素

1．1影响氢气纯度的直接原因
嘉兴发电厂空、氢侧密封油的设置（典型的二流环式密封）是防止氢气外泄的作用，空、氢侧密封油油路的分开是为了防止氢气受到含空气和湿气较多的空侧密封油的污染。其主要是靠氢侧密封油压通过粗调氢侧密封油泵出口再循环阀使空、氢侧密封油压基本一致，同时通过调节氢侧密封油平衡阀下部顶针顶起高度，从而使密
封瓦处的空、氢侧密封油压力达到平衡，以使密封瓦中间环处的空、氢侧密封油串流量达到一个较小的水平（通常是在±10 cm水柱以内，其中＋表示氢侧密封油压高、－表示空侧密封油压高）。来保持发电机内H₂的干度和纯度。当密封瓦处的空、氢侧微差压调整好后，由于平衡阀平衡点已经设定好，当空侧密封油压改变时平衡阀自动跟踪调节氢侧密封油压使空、氢侧微差压保持不变。当氢侧密封油平衡阀调节不灵敏时，会造成氢侧密封油压过高或过低，使中间环处的空、氢侧密封油平衡被破坏，使空、氢侧密封油之间的串流增大。当氢侧油压过高时，氢侧密封油通过中间环流至空侧密封油当中，氢侧密封油箱油位下降，为维持氢侧密封油箱油位，空侧密封油自动补油至氢侧油箱，这样，富含空气和湿气的油使氢侧油受到污染，特别是在消泡箱内扩容时会将其中的空气和湿气基本上全部释放，使氢气纯度下降。当氢侧密封油压过低时，空侧密封油直接进入氢侧油，回至消泡箱，扩容并释放空气和湿气，使氢气品质恶化。
综上分析可知：影响发电机内氢气纯度的直接原因是空、氢侧密封油的串流，而影响串流的因素有以下几方面原因。

1．2平衡阀调节失灵对H₂纯度的影响
造成氢侧密封油平衡阀调节不灵敏的主要原因是调节阀的卡涩以及平衡阀信号室内有杂物。由于密封瓦处空、氢侧密封油压压差仅几个mmH₂O，油路或信号管稍有堵塞或杂质均会使平衡阀调节不灵敏现象的发生。
1．3密封瓦间隙对氢气纯度的影响
发电机轴与密封瓦之间间隙对串流量的影响如下式所示：
Q＝πdΔp／c³／（12μl）（1）

其中Q—密封油间的串流量　　

Δp—空、氢侧密封油微差压

d—转子轴径

c—中间环和轴间的间隙
　　μ—透平油的动力粘度
　　l—中间环长度
　　由上式可见，密封油间的串油量与密封瓦中间环与轴的间隙成三次方关系，间隙越小，氢气越容易密封，空、氢侧密封油间的串流量也会越小。但密封瓦与发电机轴之间的间隙是一个比较难协调的矛盾，由于密封瓦是浮动在轴上的，该间隙太小，极容易引起发电机两侧轴承振动的增大。该间隙太大，不但引起串流量的增加，同时由于空侧密封油流量大，流阻小，空侧油直接通过中间间隙流至氢侧油处，会造成氢侧油的虚假油压，此时虽然空、氢侧密封油微差压计上显示空、氢侧密封油已达到较好的平衡，但实际上密封瓦中间环的串流量还是很大。

1．4密封油温度对氢气纯度的影响
密封油温度对氢气纯度的影响主要表现在密封油温度的改变使密封瓦与轴之间的间隙改变，从而使油的串流量改变。油温改变对间隙的影响关系式如下：
Δc1＝αsealdΔt（2）
Δc2＝αrotor dΔt
Δc＝Δc1－Δc2
其中Δc—间隙改变量
αseal—密封瓦线形膨胀系数
αrotor—轴线形膨胀系数
d—轴径
Δt—温度改变量
　　同时油温的改变使得油的动力粘度改变，油的流动特性改变使油的串流量改变。

1．5氢侧供油管路节流对氢气纯度的影响
氢侧密封油供油管路的意外节流造成氢侧油供油不足，密封瓦氢侧油腔内油压无法正常建立，使得中间密封环空、氢侧密封油压无法达到平衡，从而使空侧密封油向氢侧密封油中串流。但不同的节流点表现出来的现象是不同的，由于空、氢侧密封油微差压管路取样点是取在发电机端盖处的，在取样点前出现节流时，表现在调节氢侧油母管压力时空、氢侧密封油微差压计上反映迟钝。当取样点后有节流时，调节氢侧密封油压，则微差压计上的动作幅度会很大。

1．6平衡阀信号管管路有节流时对氢气纯度的影响
平衡阀时刻处于跟踪空侧密封油压调节氢侧密封油压，使得空、氢侧密封油压基本一致，因此平衡阀信号管内一直有微量油流动。当管路中有节流时，会造成油压信号传递失真，平衡阀调节滞后，影响调节品质，使空、氢侧间的串流增加，氢气纯度下降。

1．7排烟风机的运行以及氢冷器泄漏对氢气纯度的影响
排烟风机出力不足或不运行会造成更多的空气和湿气溶入空侧密封油中，这样极少量的串油量就会使氢气纯度出现较大的下降。排烟风机出口管疏油不畅是使排烟风机出现出力不足的重要原因。
氢冷器的泄漏或渗漏主要造成氢气湿度的恶化，但由于物理交换的不可避免性，水中的空气会析出，氢气纯度势必下降。

2 1号机组氢气纯度低缺陷的分析与处理

2．1问题的出现

1号机组在1996年大修后一直出现氢气纯度较低的现象，但故障现象并不明显，通过氢气正常泄漏和补充发电机氢气纯度基本上能维持在上海电机厂要求的95％以上。在1997年10月份1号机组小修后，氢气纯度的下降速度较多，为维持发电机氢气纯度在95％以上，每天都要进行排补氢的工作，排补氢量达到平均每天40个标准m³以上。不但增加了汽机房运行的不安全性，还增加了汽机巡检人员的工作量，同时，也造成了大量的氢气被排放掉，既造成能源的浪费，也使制氢站的工作量大大增加。

2．2问题的分析及初步处理
就现场的现象来看，1号机组氢侧油箱排油管温度很高，基本与油箱温度持平，而补油管温度基本为环境温度，由此可以判断密封瓦处存在较大的串流，使得氢侧密封油箱油位高，自动排油阀打开连续排油。励端空、氢侧密封油微差压为1．47～1．96 kPa（15－20 cmH₂O）（空侧高），汽端为2．646～3．136 kPa（27－32 cmH₂O）（空侧高），这也反映了空、氢侧密封油压的不平衡。氢侧密封油温53℃、空侧密封油温52℃、空侧密封油母管压力0．5 MPa、氢侧密封油母管压力0．51MPa、油氢差压84 kPa、氢干燥装置出口氢气露点－68℃左右，排烟风机运行正常，基本能排除氢冷器泄漏和排烟风机对其的影响。同时对汽、励端氢侧密封油平衡阀信号管进行了在线清洗，无节流及堵塞现象。而且主要由于汽端空、氢侧密封油压力无法平衡，对汽端氢侧密封油平衡阀及信号室进行了清洗，未能收到效果，更换汽端氢侧密封油平衡阀也未能收到成效。这样也就排除了平衡阀调节不灵敏造成氢气纯度低的可能性。
　　从日常调整的现象来看，当抬高氢侧密封油母管压力时，励端平衡阀微差压计反映明显，升幅较大，而汽端则反映迟钝。这一点说明有可能汽端氢侧密封油供油管存在意外节流。另外，发电机两侧密封瓦进油处空侧密封油压分别为汽端0．33 MPa、励端0．37 MPa，相差较大，这一点说明汽端密封瓦间隙磨损较大，泄油量较大，油压偏低。在某种程度上也会反映在汽端密封油微差压计反映迟钝上，因为泄油量大了，母管压力虽然改变了，但通过平衡阀节流调节后的改变量并不大，泄流快了，取样点处压力自然就不大变化了。
由于这两种情况均可能出现，但又无法在线处理，因此决定采用下述临时措施以减缓氢气纯度的下降速度。具体措施如下：将油氢差压调整至70 kPa左右运行，抬高氢侧密封油母管压力至0．55 MPa，适当降低密封油供油温度至空侧50℃、氢侧51℃ 。此时汽端空、氢侧密封油微差压在1．764～2．254 kPa（18～23 cmH₂O）（空侧高）、励端空、氢侧密封油微差压在0．196 kPa（±2cmH₂O）左右。这样氢气纯度的下降有了一定的好转，每天平均的排补氢量在20个标准m³左右。　　在随后的1号机中修过程中对1号机发电机两侧密封瓦块进行了检查，其中汽端密封瓦间隙超标（比标准超出一倍），励端密封瓦间隙合格。氢侧密封油供油管无堵塞和节流现象。更换汽端密封瓦瓦块后，运行情况正常，汽、励端空、氢侧密封油微差压均在±0．196 kPa（±2 cmH₂O）左右，氢

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