1  制氢站

    发电机内氢气湿度的大小与制氢站供发电机充氢、补氢用的新鲜氢气的湿度有直接关系，因而应当限制其在允许的范围内，这是降低发电机内氢气湿度的首要环节，尤其是在发电机氢气系统严密性差、氢气纯度不好，需要大量和频繁补氢以及汽轮机透平油中带水和发电机氢气外循环系统没有足够去湿能力的情况下，尤需严格控制新鲜氢气的湿度。新的电力行业标准(以下简称“标准”)要求供发电机充氢、补氢用的新鲜氢气在常压下的允许湿度为：

    新建、扩建电厂(站)：露点温度≤-50 ℃；

已建电厂(站)：    露点温度≤-25 ℃

国产制氢设备仅仅采用水冷却去湿装置或制冷式除湿机，据调查常压下新鲜氢气的露点一般不低于-17 ℃(绝对湿度≈1.0 g/m³) ℃，达不到上述要求。

    最近，吸附式分子筛干燥装置在制氢站获得了广泛的应用，取得了满意的效果。仅天津市净化设备厂就先后为国内60多个电厂提供了70台套分子干燥装置。徐州发电厂1998年在DQ-4型电解槽的水冷却器后串接了QGZ8-10型分子筛干燥器，经测定干燥器入口氢气露点(常压下)为-15 ℃，出口氢气露点(常压下)达到-52 ℃，去湿效果非常显著。据了解，江苏省外运行情况最好的，如首阳山发电厂制氢站装设了上述干燥装置后，新鲜氢气的露点亦降到了-50 ℃的水平，均远远超过了“标准”的要求。如此高的除湿效果无疑对降低发电机氢气湿度产生良好的影响。以徐州发电厂为例，自从1998年6月制氢站新装的分子筛干燥器投运以后，全厂4台200  MW氢冷发电机补氢皆取自经过该干燥装置除湿后的氢气，与装设前同期相比，4台200 MW机组整体的氢气湿度水平明显好转。其中5号机组特意在1998年10月9日～10月12日连续3天每隔3小时测量一次机内的氢气湿度，平均露点为-2 ℃，已经达到了前述“标准”之要求(允许湿度高限：露点温度为0 ℃)。

    作者认为，今后制氢站的去湿设备配置吸附式分子筛干燥器是比较适宜的。

2  汽轮机

    国产200 MW氢冷发电机采用双流环式密封瓦，其密封油系统与汽轮机润滑油系统并非各自独立的系统。在平衡阀性能欠佳情况下，汽轮机透平油中带水对发电机内氢气的湿度也有间接影响。因此，在氢气湿度超标治理中，对防止和减少透平油带水应当给予足够的重视。通常以密封油中含水量作为控制指标，华东电力集团规定，已投产的200 MW机组密封油中含水量1 000 mg/l。 

    为了探索抑制汽轮机透平油带水的途径，陡河发电厂首先在哈汽55型200 MW汽轮机的汽封系统上进行了采用自密封系统的改进试点，证实该系统能有效地减少透平油带水。其后，徐州发电厂在2台东方200 MW汽轮机上进行了类似的改进尝试，主要包括：切断高压缸前、后和中压缸前汽封第三道汽室与供汽母管的连接，而将供汽母管与前述汽封的第二道汽室相连接。这样，在机组启、停过程中，将汽封供汽送到第二道汽封室，而在机组正常运行时，由第二道汽封室的泄汽排入汽封供汽母管，作为低压缸汽封的汽源。粗略计算，按照这样的系统运行可以使漏至最外端的汽量减少40%左右。为了降低供汽温度，将低压缸供汽管改走凝汽器喉部绕行，且加装一只疏水器。

    计算发现，原设计汽封系统中有些管道内径明显偏小。所以，在实施汽封系统改造中同时加大了部分管道的内径。并且相应增开了汽封回汽和低压缸汽封供汽上半瓦的通道，以保证汽封供汽、排汽的通畅，这点往往被忽视。

    在与汽封加热器相通的管道上加装汽封泄汽调整阀，与原来的汽封供汽调整阀相组合，实现运行中汽封供、泄汽的自动调整，保证汽封母管压力维持在0.02～0.035 MPa(表压)。

    系统改毕投运后运行情况正常，尤其是在减少透平油含水量方面比预期的效果要好，润滑油中含水量达到甚至低于100 mg/L的高水平。可以认为，国产200 MW汽轮机采用自密封汽封系统在防止透平油带水方面是非常成功的，值得推广。

    需要提及的是，为了减少透平油带水，前一阶段不少电厂还在汽轮机轴承上试用了浮动式档油环。但从江苏省内几个电厂的应用情况来看，效果多数不理想。供油量大，则向外漏油；反之，供油量减少，则轴承与油环之间不能形成油膜，发生磨擦，故有的电厂已将其拆除，恢复原来状态。

3  发电机

    为了保护发电机内氢气湿度在允许的范围内，在发电机氢气外循环系统中装设具有足够去湿能力的除湿装置是十分必要的，也是氢气湿度超标治理中的又一重要环节。以往应用的LQS-Ⅰ型制冷式干燥器，由于去湿能力低等原因已陆续被LQS-Ⅱ型所取代。根据实践经验，在正常情况下，Ⅱ型制冷式干燥器基本上能够满足200 MW氢冷发机机内氢气去湿的要求。然而，该装置至少还存在以下两点不足之处。

    (1) 氢气外循环系统依靠发电机转子上的风扇进行循环，因该风扇前后差压小，故氢气循环量少，去湿效果受到限制；

    (2) 发电机在停机状态且不退氢时无法对机内氢气进行除湿，这一点在冬季低温季节特别重要。现在推出的QGZ型发电机氢气循环系统干燥装置弥补了上述不足。该装置通过外循环风机驱动，对发电机内氢气进行外循环吸附干燥。由于装置内设有2只吸附干燥器(1只工作，1只再生)，可连续提供干燥合格的氢气，从而克服了制冷式干燥器断续工作的敝病，去湿效果优于前述制冷式干燥器。1999年太原第二热电厂7号机组(200 MW)大修时，在发电机氢气外循环系统中装设了1台该装置，投运后实测，机内氢气露点最低达到-12 ℃，受到用户的好评，前景看好。

    发电机密封油系统中的差压阀和平衡阀，国产设备近年来改进很大。黑龙江省肇东市发电机辅机厂生产的ZTQ-2型转动式差压阀由于采用了可转动的双向流量控制阀塞，克服了卡涩，灵敏度得到提高。徐州发电厂在采用此差压阀的同时，还增加了一路空侧密封油调节回路，使发电机两端的空、氢侧密封油压分开控制，均能达到设计要求。新近推出的XP-2型平衡阀

设计的氢、空侧密封油压差为±0.49 kPa，调整得当能够达到设计水平，从而可以减少窜入发电机内的油量。

    为了防止密封油窜入发电机内，徐州发电厂在200 MW机组的发电机两侧轴端加装了哈尔滨东能电器公司生产的TN系列接触式油档，其中5号机已经使用了将近3年，油档本身均正常。不过，由于东方型200 MW发电机结构的原因，其回油室位于该油档的内侧，故不得不在其底部加开回油口，因此还难免有油烟窜入发电机内部。

    针对18Mn5Cr奥氏体钢护环在相对湿度大于50%的潮湿环境中抗应力腐蚀性能变差及护环裂损时有发生的情况，国内、外电机制造厂家已在采用18Mn18Cr护环。10余年来，在装设18Mn18Cr钢种护环的众多发电机中，未曾看到有产生应力腐蚀裂损的报道。实践证明，18Mn18Cr钢材应用于发电机护环上是成功的，这是限制氢气湿度超标的又一途径。

4  氢气湿度监测

    氢气湿度监测也是氢气湿度超标治理工作的重要组成部分之一。随着氢气湿度新标准的颁布，我国电站氢气湿度监测的局面有了很大改观。

    (1) 愈来愈多的机组装设了发电机氢气湿度在线监测仪表。由于它能够及时、方便地直接显示出机内氢气的露点，指导运行人员操作，有利于降低氢气湿度，因而受到现场欢迎。在新装设的在线监测仪表中，芬兰维萨拉公司的在线氢气湿度表占相当大的比重，对国产仪表显然是一个很大的冲击，值得重视。

    (2) 过去普遍使用的DHM-2型通风干湿球计已经基本淘汰出局。现在，各种形式的进口便携式测氢湿仪纷纷涌入国内，如美国巴纳公司和英国沙氏公司的露点湿度计等等。这些仪器进入国内市场固然提高了电站测量氢湿的水平，但是由于国内代理机构一般技术力量薄弱，售后服务跟不上是普遍存在的问题。另外，仪器的定期校验也依然是急待解决的问题。

5  结束语

    (1) 氢冷发电机氢气湿度超标的治理是一项跨专业的综合性工程，牵涉面广，必须由厂部统一布署，调动各有关专业的积极性，密切配合，共同攻关方能奏效。

    (2) 治理工作应抓住主要环节和关键技术措施。具体而言，降低氢源湿度、抑制透平油带水和在发电机氢气外循环系统中装设具有足够去湿能力的干燥装置是治理工作的3个主要环节。本文所介绍的治理措施已被证明是行之有效的，可供借监。

    (3) 氢冷发电机氢气湿度过大对机组的危害是一个缓慢的过程。因此，巩固治理成果，长抓不懈尤为重要。发电厂应当把氢气湿度列为重要的运行指标进行动态考核，以切实提高发电机运行的安全性和经济性。

    (4) 加快氢气湿度监测仪表国产化步伐及建立与完善仪表监督检验体系是当务之急，期望尽快解决。