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秦山第二核电厂氢气干燥器的运行及故障处理

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【摘要】氢气湿度超标对氢冷发电机组内部部件会产生不良影响，甚至威胁到发电机组的安全可靠运行。调节氢气湿度的主要设备——氢气干燥器的运行状态好坏，直接关系到发电机运行状态的好坏。了解氢气干燥器的运行原理，及时处理氢气干燥器运行中出现的故障，是每一位电厂运行人员的必修功课。

论文关键词：发电机冷却方式,氢气湿度,氢气干燥器,故障处理

从20世纪30年代末，容量大于50MW的汽轮发电机由空气冷却逐步过渡到了氢气冷却。氢气的比重小，纯氢的密度仅为空气的1/14，导热系数为空气的7倍，在同一温度和流速下，放热系数为空气的1.4～1.5倍。由于密度小，因此，在相同气压下，氢气冷却的通风损耗、风摩耗均为空气的1/10，而且通风噪声亦可减小。氢冷电机的效率提高了，而且温升明显下降。由于电机内氢气必须维持规定纯度，为此必须额外设置一套供氢装置，给设计和安装带来了困难。另外，密封防爆问题始终是氢气冷却发电机安全运行的一个隐患。中和风险与收益，对于大容量汽轮发电机组，氢冷仍然是一个不错的选择。

发电机内氢气湿度增大，纯度就会降低，则发电机通风损耗会急剧上升，从而降低效率，严重影响定子和转子绕组对地绝缘强度，进而加速转子护环的应力腐蚀速度，影响发电机运行安全。所以，对氢气湿度的控制就显得尤为重要。

1秦山第二核电厂发电机的冷却方式

1.1发电机的冷却方式

汽轮发电机所采用的冷却方式较为丰富，包括空冷、氢冷、水冷、油冷及蒸发冷，其各有优缺点。选择一种适合的冷却方式是发电机安全经济运行的保障。

1.2秦山第二核电厂1/2号组发电机的冷却方式

秦山第二核电厂1/2号机组的两台发电机组是由哈尔滨电机有限责任公司制造，型号为：QFSN-650-2。其中：Q表示汽轮机；F表示发电机；S和N表示冷却方式为：水-氢-氢；发电机组的额定容量为722.2MVA，额定功率为650MW，额定功率因数为0.9。

本发电机采用“水-氢-氢”冷却方式，即：定子绕组水内冷，定子铁心及端部结构件氢气表面冷却，转子绕组气隙取氢气内冷的冷却方式。

2氢气湿度对发电机的影响

2.1发电机内氢气湿度超标的原因

2.1.1密封及润滑油系统对氢气湿度的影响

因氢冷发电机在正压下运行，为避免氢气泄漏，配有相应的密封油系统。密封油经过密封油泵送入密封瓦，通过密封油压差阀来调整氢油压力，达到密封发电机内氢气的作用。氢气直接同密封油接触，如果密封油内水分含量超标，将会引起发电机氢气的湿度超标。在秦山第二核电厂，润滑油系统为密封油系统提供补油并作为其紧急备用，由于润滑油系统在润滑汽轮机各轴瓦时受到轴封系统的影响，使润滑油的水分含量增加，从而密封油的水分含量也会增加，进而影响到氢气的湿度。

2.1.2发电机密封情况对氢气湿度的影响

发电机防止氢气泄漏的方式是用密封油进入密封瓦来达到密封，若密封瓦间隙过大，为避免发电机内氢气向外泄漏，有时将压差阀调整的比正常更负一些，而不考虑密封油可能向发电机内泄漏。一旦密封油流入发电机，同样会在很大程度上影响到氢气的湿度。

2.1.3设备泄露对氢气湿度的影响

由于发电机内部线棒、水接头、水盒等部位渗水，造成氢气湿度增大。

发电机氢气冷却器泄露引起氢气湿度增大。由于冷却器铜管破裂或制造存在砂眼，铜管与管板的胀口质量不良，音乐论文冷却器密封垫不严，将发生冷却水直接与氢气接触，造成氢气湿度增大。

2.1.4氢气补给对其湿度的影响

秦山第二核电厂使用采购的氢气，其生产厂家采用的是电解水产生的氢气，这样供给发电机的氢源就不可避免地含有一定的水分。因此，补氢或充氢会有一些水分进入发电机。

2.2氢气湿度过高或过低对发电机的危害

氢气是一种无色、无味、极轻且易燃、易爆的气体。使用氢气作为发电机冷却介质一定要严格控制好氢气的湿度和纯度，否则会给发电机的稳定运行带来巨大的安全隐患。

氢气湿度过高，会使发电机转子护环产生应力腐蚀纹损可使裂纹快速发展，并且会降低定子的电气绝缘强度，易使定子绝缘薄弱处发生表面爬电、闪络、相间短路等，还会使发电机通风损耗增大影响经济性。

若机内产生结露现象，不仅降低了气体的绝缘强度，也使定子绕组端部的绝缘水平进一步降低，成为短路事故发生的诱发因素。

氢气湿度过低，可导致定子端部垫块收缩和支撑环产生裂纹等。

3秦山第二核电厂氢气干燥器的运行说明

3.1氢气干燥装置

目前，人们已开发研究出基于吸附干燥和冷凝干燥两种原理，形式多样的氢气干燥器。吸附式干燥器干燥程度深，设备简单，省电节能，适应范围广，但氢气处理量小，需再生，存在吸附剂油雾污染而中毒失效的固有缺点；冷凝式干燥器能持续去湿，无需再生，操作简单并能对被干燥的氢气降温，加强了氢气对电机的冷却作用，但冷凝式氢气干燥器的制冷深度和干燥