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秦热5号机氢气湿度波动分析 宋海英 （秦皇岛发电有限责任公司） 摘要：秦热5号机发电机采用吸附式氢气干燥器。初期运行效果良好。2007年1月5日开始氢气露点每至晚上开始由-10℃逐渐升高至20℃。在几小时后又会逐渐恢复。经观察分析之前，5号机氢气干燥器再生回路流量已经不正常下降，同时其循环风机出口压力上升。氢气露点上升过程恰处于干燥塔切换过程中。可判断氢气干燥器再生回路堵塞致使再生作用失去，干燥塔积累了大量水分。一旦干燥塔切换，投入加热，干燥塔内水分析出，因再生回路失效，水分会部分正向流至湿度仪，导致湿度指示超标。在对氢气干燥器检修彻底清理之后，其工作恢复正常。 关键词：发电机；氢气干燥器；再生循环；露点 1　系统介绍 秦皇岛发电厂5号发电机于2006年11月投产，是上海电机厂生产的QFQS—300—2型定子水冷转子氢冷发电机。采用上海化工研究院生产的DGH氢气干燥器。为双筒循环吸附氢气干燥器用分子筛硅胶作为吸附材料，通过外配磁力驱动防爆风机，对发电机内氢气进行机外循环吸附干燥，降低发电机内氢气露点(湿度)。通过PLC控制器自动控制双筒的切换及干燥或再生，从而把发电机内的氢气露点控制在要求的范围内。磁力驱动磁力驱动5号发电机氢气干燥效果显著，氢气露点可达到－35（绝对湿度02g／m3）。磁力驱动 降低绝缘水平，促使定子绝缘薄弱处发生相间短路事故。 水汽不仅对发电机转子护环具有腐蚀作用，而且还溶解和凝聚其它有害元素。 氢气湿度过大时，气体的平均密度增大，导致氢气发电机通风损耗急剧上升，降低了发电机的正常运行效率。严重时可导致发电机出力下降10～20％，对于20 万kW 或者30 万kW 的发电机组来说，就是2～4 万kW 发电量的损失对发电厂的经济效益，影响很大。 4　工作流程分析 图1　秦热5号机氢气干燥器系统 如图1，5号机氢气干燥器采用循环风机作为发电机内氢气循环干燥系统的动力源，通过吸附脱除氢气中的水分，再生时利用变温变压技术，通过自动切换保证装置连续自动运行，达到循环干燥的目的。装置共有两个干燥塔，来自发电机的含高湿的氢气由阀V2经Y型过滤器F1送入磁力驱动循环风机，由风机增压，经除油器除油。除油后的氢气通过气动三通阀Z1进入A（或B）干燥塔进行吸附干燥。干燥后氢气分成两路，大部分氢气经粉末过滤器(用于过滤因分子筛破碎及其它原因产生的粉末)后经过冷却器冷却，冷却后测定此处的露点（出口露点），再经阀V19进入发电机。另有小部分氢气进入处于再生状态的干燥塔B（或A），在干燥塔内筒由加热器加热，逆向流过吸附剂床层，进行加热再生，吸附剂由常温逐渐升高100～150℃，加热1小时后自然冷却，吸附剂中的水分在加热和冷却器冷却作用下解析出来，吸附剂得以再生恢复吸附能力。再生后出干燥器的氢气经气动三通阀Z2进入冷却器冷却。然后经水分离器分离出水分。通过流量计阀V14返回风机入口循环使用。露点显示仪接于氢气干燥器出、入口门后，采用WLY 露点显示仪，它是专门为干燥装置测量露点而设计的一种专用仪器。其气体水分传感部分采用目前国际新兴的高分子薄膜电容型传感器。 5　故障分析 5.1　故障现象 之前十几天5号机氢气干燥器再生流量已经逐渐下降至10 M3/H（正常要求40 M3/H左右）因为已经到了流量计的最低指示，实际流量可能更低。而且经校验确认再生流量计本身没有问题。 在发电机氢压为0.34Mpa时，干燥器磁力驱动循风机出口压力高达0.34Mpa—0.35Mpa。保护设定干燥器风机出口压力到0.35Mpa时，风机跳闸，所以，燥器磁力驱动循环风机在2007年1月初以来频频跳闸。 发电机机湿度仪正好安装在氢气干燥器回路入口门后，出口门前。在氢气干燥器系统有问题时首先反映该系统氢气湿度变化。 在5号发电机露点大幅度波动之前，氢气露点已经逐渐由-10℃上升至-2℃ 每次氢气干燥器放水只能放出微量的水 每一次发电机露点大幅度上升都是发生在氢气干燥器处于切换的时候。而几个小时后又逐渐恢复 经对氢气湿度仪进行校验及更换，故障现象仍未消失。排除了湿度仪故障的可能。而且在由磁力驱动 图2 不同温度下的分子筛解吸曲线 根据图2不同温度下的分子筛解吸曲线可知解吸温度越高，解吸效果越强，当解吸时间超过4 小时，含水量不再随时间有明显变化。随着再复制再生状态干燥塔温度升高，水分析出。这样，因干燥塔已经长期以来积累了大量水分，在加热的作用下会大量析出。析出的水分本应对通过再生循环回路的氢气逆向流动将其携带到冷却器，然后经水分离器将水分分离出来。但是此时因再生循环回路已经堵塞，只有很少的水分会从再生回路解析出来。 因为此时处于再生状态的干燥塔内分子筛已经近于饱和，一经加热膨胀，分子筛中的会有大量水汽析出，同时再生回路堵塞，再生状态干燥塔压力升高，便会有相当一部分湿