密封油提纯装置在670MW超临界机组中的应用

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【摘 要】大唐黄岛发电有限责任公司5号发电机在正常运行中存在氢气纯度下降较快的问题，通过对发电机密封油系统的运行方式及参数进行分析，初步判断出了氢气纯度下降较快的原因，并对密封油空氢侧油压进行了相应的调整，使发电机氢气纯度下降过快的问题得到了相应改善。2013年利用5号机A修机会对5号发电机氢侧密封油回油箱补油系统做了优化改造，加装了密封油提纯装置，彻底解决了5号机氢气纯度下降过快的问题，每月可节约用以提高发电机氢气纯度而补排的氢气量约850立方米。

【关键词】氢气纯度；调整；密封油提纯装置；优化改造

大唐黄岛发电有限责任公司670mw机组发电机采用双流双环式密封瓦，空侧密封油压高于氢压84KPa。密封油系统向密封瓦提供两个独立循环的密封油源，分为空侧和氢侧油路两个部分。机组正常运行时空氢侧两个油路将油供应给密封瓦上的两个环状配油槽，这两路供油压力在密封瓦处相等，这样油就不会在两条配油槽之间的间隙中窜流。长期以来5号机正常运行中氢气纯度下降较快，为确保发电机氢气纯度合格，需通过频繁排污（发电机氢气置换）的方法来提高发电机的氢气纯度，加大了运行人员的工作量及操作风险，并且造成了资源的极大浪费。

1 5号机氢气纯度下降快原因分析及调整措施

针对5号机氢气纯度下降较快的情况，通过对造成发电机氢气纯度下降快的原因进行分析，认为可能存在以下几个方面的问题。

（1）氢站来氢纯度不合格。

（2）发电机氢气干燥器制冷效果差，造成发电机内氢气湿度不合格。

（3）发电机密封油系统平衡阀调节不灵敏，造成空氢侧密封油窜油，空侧密封油进入氢侧。

（4）发电机氢油差压不正常，密封油漏入发电机中使氢气含油量增大。

（5）定子线棒漏水或发电机定子冷却水进水温度低于冷氢温度造成发电机内部结露。

（6）发电机内部存在局部过热现象。

（7）发电机氢气纯度仪存在偏差，指示不准。

对以上可能存在的原因通过人工化验、参数分析、就地系统检查等方式进行了逐条排查，最终发现5号机空氢侧密封油存在窜油现象是5号机氢气纯度下降较快的主要原因。

目前，氢冷汽轮发电机采用的轴端密封很多是双流环式密封油系统，运行中由于受平衡阀自身调节精度、平衡阀油压信号、密封瓦磨损间隙变大等因素的影响，空氢侧窜油是不可避免的，这样溶解有空气和水分的空侧油就会窜向氢侧油造成氢侧油的污染，被污染的氢侧油中的空气和水分又扩散到发电机内，降低了发电机内的氢气纯度。

为解决发电机空氢侧密封油窜油问题，我们通过调整平衡阀、氢侧密封油泵再循环手动门等方式，调整发电机密封油空氢侧差压调至使氢侧油压略大于空侧油压（450Pa以内），以减少空氢侧窜油。同时采用加大氢气纯度仪排污等手段，使发电机排污量（氢气置换量）平均每月降低了300立方米，但5号机每月的排污、补氢总量仍达1000立方米，处于较高水平。

2 密封油系统优化改造

发电机机内氢气纯度的降低，不仅威胁发电机组的安全运行，而且也降低了发电机的氢气冷却效率和发电机效率。为提高发电机氢气纯度而进行的频繁的排污操作既增大了运行人员的工作量，操作风险也相应增加。

2013年利用5号机A修机会对5号机氢侧密封油箱补油系统做了优化改造，加装一套密封油提纯装置。将提纯装置并接于发电机密封油系统管路中（并接的连接方式不会影响发电机密封油系统整体的安全性），其主要功能是最大限度地脱去油中所含的水分、气体和杂质。降低了对平衡阀自身调节精度、平衡阀油压信号等因素的要求，可长期维持发电机氢气纯度在98%以上运行，减少了发电机的提纯用氢量，降低发电机风摩损耗，提高发电机运行的安全性和经济性。

2.1 密封油提纯装置的组成与工作原理

如上图所示，密封油提纯装置主要由供油、加热、雾化、排油、过滤、真空和电气控制等部分组成。根据水与油的沸点不同，利用薄膜蒸发原理，在真空罐内的真空状态下，不断降低油和水汽混合物中水汽的蒸汽分压，达到脱气、脱水及破乳的目的；然后利用网组原理设计的精密过滤器，滤除油中的颗粒杂质，达到油的精密净化的目的。

2.2 密封油提纯装置投运条件

密封油提纯装置投运后要取得良好的效果，必须保证密封油系统的氢侧油压高于空侧油压，使密封油系统氢侧回油箱处于补油状态，否则提纯装置将起不到应有的作用。

机组正常运行时，调整氢侧泵出口油压高于空侧泵出口油压一定的裕度。以空、氢侧密封油平衡表为准，调整氢侧油压高于空侧油压2.5KPa。此时可用手试摸氢侧油箱的补油管路和排油管路，补油管路应该是热的，排油管路是凉的。

3 密封油提纯装置运行效果分析

密封油提纯装置投运前后氢气纯度下降速率对比曲线

（1）上图是5号机密封油提纯装置运行时与停运后氢气纯度下降曲线，可以看出：密封油提纯装置停运后，5号机发电机氢气纯度下降速率明显增大。

（2）查历史曲线：密封油提纯装置投运前氢气纯度下降速率为0.2%/天，提纯装置投运后氢气纯度下降速率为0.1%/天，对发电机内氢气的提纯效果十分明显。

（3）由此计算：发电机因氢气纯度不合格而排污的次数由修前的每月5-6次，下降为修后的每月2-3次，这样每月可减少氢气排污量850立方米，据机组实际运行补氢量统计也证实了这一点。

4 结语

为解决5号机发电机氢气纯度下降过快的问题，对5号机氢气纯度下降的原因进行了认真分析。从一开始运行参数的分析、调整，到后来密封油系统的优化改造，彻底解决了5号机发电机氢气纯度下降过快的问题，达到了优化运行的目的，确保了机组安全经济运行。

参考文献：

[1]《670MW主机运行规程》

[2]《670MW辅机运行规程》

[3]《上汽密封油系统说明书》

[4]《密封油提纯装置使用说明书》