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商丘裕东发电有限责任公司(以下简称裕东电厂)2x 300 Mw机组系国产引进型QFSN一300—2型汽轮发电机组，其冷却方式为水、氢、氢，即定子线圈水内冷，转子绕组和定子铁芯采用氢冷。
1 裕东电厂双流环密封油系统概况
1．1 密封油系统简介
裕东电厂2×315Mw 水氢氢冷汽轮发电机组采用目前较成熟的双流环密封油系统对发电机的氢气进行密封。该密封技术是比较完善的供油系统，其密封油系统分空侧和氢侧油路二个部分。
空侧密封油抽路：由交流电动机驱动的空侧密封油油泵，从空侧回油箱取得油源，它把一部分油泵入油冷却器、滤油器，然后注入密封瓦的空侧，另一部分油则经过差压阀流回到油泵的进油侧。通过差压调节阀将密封瓦处的空侧密封油油压始终保持在高出发电机机内气体压力(84±8)kPa的水平上，另外空侧密封油直流备用泵使油以相同方式循环。
氢侧密封油油路：氢侧密封油油路中的油泵从氢侧控制箱取得油源。它把一部分油经油冷却器、滤油器、平衡阀泵往密封瓦的氢侧。在油泵旁装有旁路管道，通过节流阀对氢侧油压进行粗调。氢侧油路的油压则通过平衡阀进行细调，并使之自动跟踪空侧油压，以达到基本相同的水平，密封油表盘上差压计的压力差要求不大于±490 Pa。另外氢侧密封油直流备用油泵(并联在交流油泵的两端，使氢侧直流油泵，以相同的方式循环)。氢侧密封油箱油位通过空侧密封油泵出口补油或向空侧密封油泵入口排油来控制。
1．2 双流环密封油结构汽轮发电机提纯补氢量大的原因分析
通过对密封油系统的分析，氢侧密封油与发电机内冷却用氢气直接接触，只要能保持空氢侧密封油压力完全相等，氢侧密封油路完全独立运行，与空气失去接触机会，氢气纯度就不会下降。但是，空、氢侧密封瓦油环间密封油总是存在或大或小的压力差，不管是空侧密封油在密封瓦内向氢侧窜油，或是氢侧密封油在密封瓦内向空侧窜油，都存在含有空气的密封油在进行相互交换的现象，只是交换的位置不同而已，前者发生在密封瓦内，后者发生在氢侧密封油箱内。在现场，通过对氢侧密封油箱油位的升降及幅度的大小来判断交换量的强弱。所有的交换最终通过氢侧密封油与氢气的接触，密封油中的部分空气析出造成氢气纯度下降，补气量增大。
从设备结构及工作原理分析，形成空侧密封油和氢侧密封油压力不平衡有两个主要原因，一是氢侧密封油系统的平衡阀调节精度不是很高。虽然要求平衡阀的精度为±490 Pa，在结构上通过控制平衡活塞的加工装配精度(配合间隙)来保障，在实际运行过程中，油中总是含有少量杂质，造成活塞的运动阻力增大，甚至卡涩，导致平衡阀调节精度变差，不能总是维持空、氢侧密封油压力差为标准范围内，进而造成氢气污染、增大补氢量。
另一个原因是空、氢侧密封油压力的测量误差。真实反映密封瓦内油压平衡的压力测点从信号采集上有困难，现只能测量密封瓦上的空、氢侧密封油进油处的压力作为平衡阀的调节信号。管路的布置及走向不可能完全相同，焊口的多少及焊口处局部阻力也不可能完全相同，最终导致测量存在误差，反映在平衡阀上。就不能有效维持空、氢侧密封油压力的平衡，引起发电机补氢量增大。
因此，双流环密封瓦的密封油系统空、氢侧密封油压力在运行中很难达到真正平衡，导致空气进入氢气系统，是氢冷发电机提纯补氢量大的根本原因。
从原理上分析，可通过调节平衡阀，使氢侧油箱油位无变化，达到真正的空氢侧油压的平衡，来达到最佳调节的目的，但这只是各参数稳定工况下的点平衡。不过可以通过它，在一定时问段内较好的平衡，作为我们提高氢气纯度调节手段的有效可用依据。
2 裕东电厂撑1、2发电机氢气纯度下降较快的原因分析
2．1 补氢量大的原因
氢冷发电机的氢气系统中影响发电机氢气纯度的因素有以下几个方面：(1)制氢站来氢的纯度和湿度；(2)补氢管路中有压缩空气漏入；(3)发电机中氢气湿度；(4)密封油系统空氢侧窜油(上面分析的双流环密封瓦结构原因)；(5)氢气纯度的测量仪表有问题。
2．2 裕东电厂氢纯运行情况简介
裕东电厂#2机组自2006年机组大修后一直存在为了提高氢气纯度而补氢量大的问题。进入2008年8月以来，平均不到4天需排换氢气(纯度在96％时开始提纯至98％)一次，补氢量每天达45 m，；氢纯下降速度每天达0．6％，最快时一天达l％。
#1机组自2005年大修后平均l5天左右补氢一次，到2008年9月后，平均5天左右补氢一次，补氢量每天达20 m3；氢纯下降速度每天达0．4％，最快时一天达0．6％。
大量的补排氢量造成制氢站的高负荷运行和极大浪费，且危及机组的安全和运行经济。为了减少II'~F氢次数和补氢量，对氢油水系统的运行参数进行调整，并观察分析，开始对氢气系统和密封油系统进行排查，并对在线氢气纯度仪进行校验，原因一一排查。最后只有第4条原因未能排除。
经过跟踪观察发现平衡阀在参与调节过程中很不灵敏，氢侧油箱进排油管有时冷有时热，油箱油位在120~200间每天摆动一两次。
2．3 检修内容及发现的问题
2008年l1月对#2、l机组的氢侧油路进行调节观察，并停运检修平衡阀、检查油信号管等，发现如下问题：(1)#2机的油压信号管的压力阀门未全开；(2)#2、1机的密封油平衡阀的阀芯有卡涩现象；(3)#l机的主差压阀在油温高于46℃ 以上时，油氢差压只能维持在O．07 MPa左右：(4)平衡阀的压力信号管中油质较差，有杂质；(5)#l机组氢侧油箱油位高，处于排油运行状态；(6)查大修的检修记录，#l机密封瓦间隙空侧环0．37 mm、氢侧环O．30 mm，#2机密封瓦间隙空侧环O．30 mm、氢侧环0．25 mm。查裕东电厂上海汽轮发电机QFSN一300—2型机组的图纸，核对密封瓦的装配技术要求，密封瓦与转轴直径间隙为0．15～0．28 mm。
2．4 防止氢纯下降过快、减少补氢量的措施
(1)现在发电厂设备管理方面都推行状态检修，对于密封瓦的检修通常只有在A、B级检修时才进行检查。因此应把握好检修时机，严格按厂家的技术要求对密封瓦间隙进行调整修复，并尽量靠近轴与瓦间隙技术指标的下限，可以减少密封油流量，从总量上降低密封油中空气携带量。
(2)保持密封油油质。密封油刮片式滤网每班要定期清理一次，保证供油稳定，减少油中杂质。由于刮片式滤网不能有效过滤掉密封油中的微小颗粒，颗粒在密封油的携带下，进入到密封瓦中，造成密封瓦磨损，轴颈被划伤，在解体检查时，通常可看到轴径和瓦的乌金层上有多道深度在0．O5～O．2O inm左右的沟道，致使密封瓦在运行中实际间隙增大的原因。
因密封油系统相对封闭，在密封油箱上加装在线油净化装置，保持油质质量和较低的水分及杂质。防止平衡阀卡涩，调节失灵。
(3)提高平衡阀的调节精度和运行可靠性，每次A、B级检修后或日常点检分析中发现氢纯下降情况异常时，要求专业维护人员对平衡阀进行调节，保证其调节动作灵活准确，当氢压、油温等变化时，确保空、氢侧密封油压力能达到随时平衡状态。
平衡阀的作用就是通过空、氢侧油压信号的强弱变化影响阀内活塞上下力的变化，调节阀门开度，控制氢侧密封油量，从而保证密封瓦油环内氢侧油压与空侧密封油环内的油压接近相等，这时由于没有压差或很有限的压差，空、氢密封油就没有流动的动力，相互交换就停止，由于氢侧油箱独立性最好，可根据油箱油位的变化，反映密封油在密封瓦中的运行状况。根据此原理，在密封油系统的调试中，利用氢侧密封油箱油位的变化，间接反映平衡阀平衡性能，通常点检员及维护人员可定期采取关闭密封油箱补、排油门(前提是补、排油门无内漏)，20 min定时观察氢侧密封油箱油位升降及油位变化量，判断油箱是补油或排油以及补、排油量的大小，对平衡阀进行调整，当达到20 min内密封油箱油位基本稳定，上下波动在4rain以内，说明空、氢侧密封油在密封瓦内交换量是可接受的，根据多次调整经验，氢侧油箱油位处于不变或微降时，氢纯保持得相对较好。
日常工作中，每班要对补排油管温度变化进行监督，及时发现平衡阀跟踪情况是否灵敏。
(4)调节密封油的温度，从而控制密封油的粘度，在同样的空、氢侧油压差下，可控制密封油的需求量及交换量。基于这个原理，根据厂家技术说明书中对密封油温标准上下限的要求，进行油温变动的调试试验(根据运行经验，发现油温太低，会导致发电机转轴的振动增大)，尽量保持密封油温在厂家要求标准和经验温度范尼电阻在系统正常时要可靠投入，不然会引起系统不平衡电压。此后城南变、新区变两个变电所又发生过类似异常电压，当值调度员在确认系统无故障的情况下，优先采用停用消弧线圈，改变档位，强制手动调档后，再将消弧线圈投入系统。这样的处理方法减少了对用户停电，提高了供电可靠性。城南变之后改为手动调档至今，一直未出现如上异常电压。围的低限运行(裕东电厂冷油器后油温控制在40℃以内，不得超过45℃)，从而达到减少密封油进油流量，降低氢气的污染。
(5)保持密封油油氢差压在0．084 MPa的标准范围内。防止氢气外漏和空气漏入氢气系统。确保主差压阀动作灵敏和安全阀无泄漏，油泵出力不降低是关键。
(6)根据气体在油中的溶解度随压力的降低而减少的原理，在正常运行中，可采取开大排烟风机入口调阀，提高排烟风机的运行出力，从而维持氢油分离器有较高的负压，使气体能较多地从油中析出，减少空侧密封油中的含空气量和含水量，可有效减少因空、氢侧密封油交换对氢气的污染。
(7)切实控制好发电机的运行风温和水温，一般进风温度35～40℃，内冷水温40℃为佳。
(8)建立氢气系统异常分析台账，当发现氢压或氢纯不正常变化时，及时分析原因并处理。
(9)补氢量应纳入指标监督管理考核范畴。监督管理上的忽视是造成大型发电机氢气纯度下降过快、补氢量大的原因之一。
3 结语
通过对氢气系统的排查及密封油系统各设备的检查检修调整试验，以及日常管理工作的配套实施，氢气纯度下降速度得到了有效控制。从2009年3一l0月MIS系统统计数据分析，裕东电厂#1、2机组合计补氢量平均每天为7．5 m3、提纯用氢量平均每天为5．5 m’；#2机组提纯时间间隔提高到33天左右，}}1机组提纯时间间隔提高到14天左右。#2机组氢纯下降速度快问题得到了根治，而#1机组仍未达到理想状态，需待停机时对密封瓦间隙进行调整。提高了机组运行的安全经济性，取得了较好的效果。
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