摘　要　通過對石門電廠2臺機組氫氣純度偏低問題的治理，總結了影響氫氣純度的幾個主要因素，提出了同類型300MW發電機密封瓦安裝的理想間隙以及平衡閥的實際最佳工作精度范圍。

     0　引　言　　
     　　石門電廠裝有2臺300MM國產火力發電機組，1995年12月13日1號機組并網發電，2號機組也于1996年9月25日并網成功。2臺機組分別于1997年5月和1998年5月進行了一次檢查性大修。2號機組大修前曾出現過氫氣純度下降現象，后經調整密封油壓后恢復正常。除此之外，2臺機組于1998年5月前均未見氫氣純度大幅下降現象，但自1998年9月中旬（15日）開始，2號機組氫氣純度下降較快，每天需排補氫量50m3以上，但氫氣純度仍只能維持在91％左右，最低曾降至88％以下。其后1號機組也發現了類似情況，但較2號機組要相對穩定一些，雖經多次運行調整仍不見好轉，已嚴重危害到機組的運行安全。對此我們開展了一系列的摸索治理。
     1　氫氣純度化驗　　
     　　目前，國內各氫冷發電機組氫氣純度的化驗方法一般采用經典的吸收法。由于氫氣純度在線儀表一直無法投用，我廠目前也是采用這一化驗手段，經現場多次跟蹤分析，發現如下幾種因素可能會影響到氫氣純度化驗的準確性。
     a．氣樣采集
     　　氫氣純度取樣點設計在氫氣干燥器的進出口管道上。正常情況下，利用發電機轉子上的風扇使干燥器內的氫氣形成流動。由于氫氣干燥器及管道閥門系統一段時間內存在泄漏而使漏氫量增加，在氫氣濕度許可的情況下，運行人員往往將氫氣干燥器進口一次門及出口二次門關閉，以便將氫氣干燥器隔離開來。因此，化驗人員取樣時，往往因聯絡不好而采集到非發電機機內氫樣。同時由于氣體比重的差異，氣樣中非氫成分增加了，從而使氫氣純度偏低。
     　　另外，化驗人員采樣時沖洗取樣球膽的次數多少會影響到氫氣純度的化驗結果。
     　　為此，決定對氫氣干燥器管閥系統進行一次徹底的消缺，并規定任何情況下，不論氫氣濕度如何（運行中我廠氫氣濕度一般均在合格范圍內），氫氣干燥器必須投運，化驗人員取樣時，也應增加沖洗球膽次數。
     b．化驗儀器及環境因素
     　　化驗儀器可能的影響因素是玻璃旋塞的密封。現場化驗中往往會發現樣氣在被藥液充分吸收后其體積會增大2～5個百分點。究其原因主要是隨著化驗人員上下移動介液燒杯，當樣氣出現微負壓時外界空氣會被吸入。另一種可能就是環境溫度的影響。由于氫氣取樣時樣氣來自氫氣干燥器出口，其溫度一般會比較低，而當樣氣在實驗室化驗時，其溫度會逐漸升至室溫水平，從而會使其體積增大，這點在冬季有取暖設施的實驗室會更趨明顯。
     c．其它因素
     　　除上述因素外，還有如化驗人員的職業素質、化驗用藥的時效性等也可能影響氫氣純度化驗的準確性。
     2　發電機相關系統　　
     　　由于發電機機內氫氣運行中的工作壓力一般在270～300kPa，外界空氣是不可能進去的，因此，影響發電機氫氣純度的原因只可能與發電機相關的氣、油、水系統有關。經現場反復多次查找，排除了壓縮空氣進入發電機內的可能性；而發電機內冷水的工作壓力一般在200～250kPa之間，運行中很少發現內冷水有超壓現象，因此，內冷水進入發電機內的可能性也被排除；這樣發電機氫氣純度下降的主要原因只可能出在其密封油系統方面。運行中密封油壓一般高于氫氣壓力60～85kPa，而空、氫側油壓差按設計應在平衡閥維持的0．98 kPa以內，但由于平衡閥平衡精度較差，運行中空氫側油壓差一般在10～15kPa，大大超過設計值。即使不考慮密封瓦間隙誤差，密封瓦處空、氫側油的串油將大大超出設計允許值。由于空側密封油與主機潤滑油系統相通，受抽油煙機的負壓影響，其中會溶解或混有一定量的空氣成分；再加上為了消除原抽油煙風機的滲油現象，我們在2號機組大修中對原抽油煙機進行了改造，其抽吸能力也由原來的－4．9～－1．47kPa提高到－2．94kPa以上，這樣就更加重了空側油中的含氣量。隨著空氫側油的不斷串油，氫側油中的含氣量逐步增加，當氫側油自密封瓦中流出時，其中的氣體會從高速旋轉著的軸頸表面釋放出來，并進入發電機氫氣系統，從而使發電機氫氣純度下降，也許這就是造成發電機氫氣純度下降的主要原因。
         基于上面分析，我們采取了如下對策：
     a．調整密封油系統壓力，減少空、氫側串油量。這部分工作的關鍵就是要提高平衡閥的平衡精度。為了達此目的，我們對平衡閥多次解體清理調整，但其平衡精度一直無多大改善，無奈之下，我們退出平衡閥自動方式，采用人工手動跟蹤調整，但由于系統油壓波動，人工調整精度一般只達5kPa，瞬時值最高也只達3kPa，而且調整量大，必須有專人在現場跟蹤。針對這一情況，將平衡閥進行更換，并對其信號管進行了如下改造：加大管徑，減少彎頭數量，使每個平衡閥的空、氫側信號管從標高到走向基本一致等。經上述處理后，平衡閥的精度提高到了3kPa以內。
     b．調整潤滑油系統抽油煙機
     　　如前所述，經大修改造后，抽油煙機的出力遠遠大于設計出力，這勢必會導致空側油中含氣量的增加，因此必須將其出力下調。為此，我們在每臺抽油煙機出口加裝專用“U”形管水位計，以便對抽油煙機的出口擋板進行調整，使出力維持在－0．78～－0．98kPa之間。
     　　經上述處理后，2號機氫氣純度的下降趨勢有所緩解，但仍然下跌。顯然，氫氣純度下降的隱患還沒根本消除。此時，我們了解到西柏坡電廠采取在發電機密封瓦座上加裝引風管，使氫氣純度大改善的信息，立即派人到西柏坡電廠以及哈爾濱電機廠了解情況。經了解，該引風管原非西屋公司設計，而是哈爾濱電機廠對它們生產的某些300MW發電機機內漏油現象而專門設計的（見圖1）。
     

     　　為了防止漏油，自發電機高壓區引一股高壓氣至密封瓦座的a區，再自密封油箱引一根管路至發電機的低壓區，使密封瓦座的b區氫氣形成流動。經過反復討論研究，我們認為該引風管對氫氣純度的影響不大，但為了防止漏油，我們決定還是加裝引風管。為慎重起見，密封油箱至發電機低壓區的管道不裝，以防氫氣純度更加惡化。經加裝引風管后開機證明，我們的分析是正確的，發電機氫氣純度仍無多大改善。

     3　發電機密封裝置　　
     　　經上述一系列的治理，發電機的氫氣純度仍無根本改善，再一次進行全面深入的分析，在排除了所有其它可能性以后，認為空、氫側串油是導致氫氣純度惡化的原因，而影響串油量的因素除了密封油壓差以外，另一個主要因素就是密封瓦的密封間隙。哈電300MW發電機對密封間隙的要求是：徑向0．23～0．28 mm，軸向0．19～0．23mm，上述間隙值均大于國產機組的使用間隙值（徑向0．15～0．25 mm，軸向0．13～0．20mm）。2號機組密封瓦間隙在安裝階段就存在軸向間隙超標，其軸向間隙值達　0．3 mm，通過查找運行記錄發現，我廠2號機組在168h試運期間其氫氣純度一般均只可能維持在96％左右，如1996年10月22日11時氫氣純度為98％，但至17時純度就下降到95．48％，而1號機一般均可維持在98％以上，這也可證明發電機密封瓦間隙對氫氣純度有一定的影響。因此，經討論決定對1號、2號機密封瓦適時進行檢查或更換。1999年5月，在1號機擴大性小修中檢查發現，其密封瓦的徑向間隙最大過0．33mm；而且2個密封瓦均不同程度地存在變形與碰傷現象，必須換瓦。此外，經討論我們還決定將密封瓦的徑向和軸向間隙均調至0．15～0．18mm。由于1號機擴大性小修后開機時間僅20 h左右，經上述處理后，其氫氣純度雖一直穩定在96％左右，但密封瓦的更換效果有待進一步論證。
     
         1999年8月6日，利用停機機會，我們又將2號機密封瓦進行了檢查更換。2號機于1999年8月21日15時36分并網，23日22時解列，其間前后運行近3d，其氫氣純度在沒有補氫的情況下一直穩定在96％以上。結合1號機的開機情況，看來困擾我廠近1 a的氫氣純度問題已基本得到解決。
     4　結　論　　
     　　石門電廠發電機氫氣純度惡化的原因是多方面的，但密封瓦空、氫側串油是導致這一現象的主要根源，密封瓦的密封間隙以及空、氫側油壓差又是影響串油的2個主要方面，從氫氣純度的治理中可以看出：空、氫側密封油壓差應控制在3kPa以內，密封瓦徑向與軸向間隙應控制在0．15～0．18 mm內為宜。