670MW机组发电机密封油提纯装置的应用

摘 要： 通过对机组密封油系统实施设备改造和运行方式优化，使机组发电机氢气排污量明显降低，取得了较为明显的节能效果，方法和结论为同类机组优化运行提供了一定的参考。

关键词：氢气纯度；密封油；提纯

1 引言

目前采用氢冷方式的汽轮发电机其内部充有一定压力的氢气，用于对转子绕组、转子本体及定子铁芯进行冷却，为防止氢气沿发电机转子轴向窜出，在发电机两侧轴端设置双流环密封油系统进行密封，靠近发电机一侧的密封油称为氢侧密封油，其外侧的密封油称为空侧密封油，运行中通过平衡阀自动调整空侧油与氢侧油压力相等。但实际运行中往往因为密封瓦间隙过大、平衡阀自身调节品质差等因素的影响，不可避免地造成空氢侧窜油，由于空侧油含有空气和水分，当空侧油窜向氢侧油，就会造成氢侧油的污染，使得氢侧油中也含有空气和水分，当这部分空气和水分扩散到发电机内时就降低了发电机内的氢气纯度。发电机内氢气纯度降低以后，可能造成发电机绕组绝缘下降，严重威胁发电机的安全，同时还是造成发电机护环氢致裂纹的主要原因；发电机氢气纯度降低还将影响冷却效果，降低发电机效率，氢气纯度每下降1%，通风损耗及转子摩擦损耗将增加11%。为保证发电机氢气纯度在合格范围内，当氢气纯度降到一定数值时需进行氢气排污，即首先排除发电机内一部分纯度低的氢气，然后再补入纯度高的氢气，这种提纯方式不仅造成运行人员工作量的增加，同时又造成了经济的损失。

2 设备概况

某电厂#4发电机组为上海汽轮发电机有限公司生产的QFSN-670-2型三相同步汽轮发电机，采用水氢氢冷却方式，密封油系统采用双流双环式密封瓦，密封油分空侧和氢侧两个油路分别供给。运行中控制氢气纯度>97%，氢气纯度≤97%时进行氢气排污，即排除发电机内一部分纯度低的氢气，然后补入纯度高的氢气来提高发电机内氢气纯度。该机组较长时间以来存在氢气排污频繁，氢气消耗量大的问题，一般每48小时即进行氢气排污一次，每次氢气消耗量在100m?左右。针对此问题该电厂从设备改造和运行方式优化两方面进行了改进，在实际应用中取得较明显的节能效果。

3 改进方法

3.1 设备改造

利用机组检修机会，在发电机密封油系统氢侧油箱补油管道上并接密封油提纯装置，以脱去密封油中所含的水份、气体和杂质，使发电机内氢气纯度、湿度能维持在较高的水平下运行，系统接入如图1所示。

密封油提纯装置如图2所示，密封油经过供油截止阀、供油电磁阀、浮球阀、旋转雾化喷头然后进入真空油箱，旋转雾化喷头可使油液形成薄膜，从而具有极大的气化表面，真空泵维持油箱保持在真空状态下，可以连续降低油和水汽混合物中水汽的蒸汽分压，由于水和油的沸点不同，在这种状态下可以比较容易达到脱水、脱气以及破乳的目的。经过净化后的密封油被排油泵排出，一部分油液经精滤网去除油中的颗粒杂质，以达到进一步净化的目的，然后经单向阀、排油截止阀进入发电机密封油系统；另一部分油液经旁路阀再次流回真空油箱，继续进行真空净化处理。排油泵采用变频控制，能自动控制排油泵的工作流量与密封油系统所需的流量相一致。真空油箱与真空泵之间设有冷凝器，真空油箱内的水汽、油气通过冷凝器时发生冷凝，由水、油组成的废液就积存在冷凝器的底部，废气则经过真空电磁阀后，被真空泵抽吸排向大气。冷凝器设有观察窗，可以看到废液的积存情况，当发现废液较多时，应及时通过冷凝器底部的放油阀把废液排放掉。

3.2 运行方式优化

4 结语

经过对机组密封油系统实施设备改造和运行方式优化后，发电机氢气排污由原来的每48小时排污一次延长到每120小时排污一次，氢气消耗量仅为原来的1/3左右，取得了较为明显的节能效果，但是与先进机组相比还存在一定的差距，下一步将继续针对机组现状进行分析，制定对策，以进一步降低发电机氢气排污量。