摘要：叙述了水氢氢冷却发电机氢气湿度大的影响因素及处理办法，内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司3-12发电机组，发电机由东方电机股份公司制造，水-氢-氢冷却方式，发电机氢气干燥系统采用QXG-3型吸附式氢气干燥器。我国发电机运行规程规定，发电机内氢气纯度不能低于96%，露点温度应在-25-0℃。
关键词：发电机； 氢气；露点; 干燥器；措施
一、氢气露点超标的危害
露点是指气体中的水分从未饱和水蒸气变成饱和水蒸气的湿度。氢气湿度大是影响发电机绝缘性能的主要因素之一。运行中发电机内氢气湿度超过0℃，不仅会降低氢气纯度，导致气体平均密度增加，使通风摩擦损耗增大，而且水分在运行中蒸发为水蒸气，水汽吸附在绝缘层上，侵入绝缘内部的水将造成内部导体与外部绝缘表面电位相等，成为等电位体，危害发电机定子、转子绕组绝缘强度，并因此发生击穿闪络，造成发电机事故；此外，还可能使转子护环产生应力腐蚀裂纹。运行中发电机内氢气湿度低于-25℃，会使气体过于干燥，绝缘收缩，这样还可能导致定子端部垫块的收缩和支撑环的裂纹。
二、发电机内氢气露点升高的原因
2.1氢气本身带有一定的水分；氢站出口氢气湿度过大、氢气冷却器漏水或定子直接水冷系统漏水、干燥器工作不正常等，都会导致氢气湿度过大。经验总结，大多是氢气露点升高是由于氢气干燥器不能正常工作导致的。
2.2机组启动前遗留在发电机内的水汽，逐渐扩散到氢气中，造成氢气湿度增大，露点升高。
2.3氢冷器发生泄漏也可能使氢气露点升高，冷却器铜管破裂或制造存在砂眼，铜管质量不良，冷却器密封垫不严，并且在运行中冷却器通关内水压比铜管外氢压高，将发生冷却水直接漏入氢气内，造成氢气湿度增大。虽然氢压大于水压，大师仍有可能扩散到氢气系统中。
2.4 润滑油中含水量大，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。轴封蒸汽与润滑油的接触会导致润滑油含水量增加，而密封油又是与氢气直接接触的。由于密封油是使用经冷却后的润滑油，因而由轴封蒸汽进入润滑油中的水分会使发电机会使发电机氢气的湿度不断增大，这就是引起发电机氢气露点升高的根源。
2.5发电机定子冷却水温度低于冷氢温度使部分氢气过冷却。
三、 QXG-3型吸附式氢气干燥器工作原理及不正常工作的原因
3.1工作原理：该干燥器是一种全自动，双塔式连续运行的氢气干燥设备。自动连续运行是由PLC运行“控制程序”对设备进行控制实现的。运行过程分为定时运行和高效运行两种模式。定时运行模式为每个吸收塔进行8小时的吸湿过程和8小时的再生过程。再生过程又分为4小时加热和4小时冷却。
3.1.1吸湿过程：假设A塔进行吸湿过程，B塔进行再生过程。吸湿过程是：氢气从发电机高压端出来流进入设备，经底部的四通阀导向流进A塔的底部，经内置风机吹送流经干燥吸湿层，水分被干燥剂吸收，然后氢气经上部四通阀流出干燥器，返回发电机低压端入口。这一过程持续8小时。
3.1.2再生过程：假设A塔进行吸湿过程，B塔进行再生过程。B塔内埋置在干燥剂中的电加热器加热干燥剂，使其将吸收的水分放出，封闭在再生系统内的氢气经B吸收塔内置风机的推动流过干燥剂吸收层，将释放出的水蒸汽带走，然后湿气流经四通阀导向，通过阀门（气流控制阀门，通过控制氢气流量来调整再生温度。）流至冷却器，使水分在冷却器内部冷凝成水，进入分离器后水和氢气分离，水经自动排水阀排出系统，而氢气流经阀，由四通阀导向后，重新回到B塔底部，重复上述流动过程。这一过程为加热过程，持续4小时。B塔内电加热装置停止加热，封闭在再生系统内的氢气继续上述流动过程，冷却被加热的干燥剂。此过程也需要4个小时时间。
3.1.3定时循环运行过程：循环步骤和工作时间如下：第一步：A塔吸湿，B塔加热。（标准为4个小时时间）第二步：A塔吸湿，B塔冷却。（标准为4个小时时间）第三步：B塔吸湿，A塔加热。（标准为4个小时时间）第四步：B塔吸湿，A塔冷却。（标准为4个小时时间）以上四个步骤过后，两个塔的工作状态将转换至第一步，重复以上四个步骤。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆整个循环将一直持续下去，直到干燥器电源被切断或工作被停止。
3.2不正常工作的原因：
3.2.1 电气控制方面，电气控制箱内PLC程序紊乱、保险丝熔断、变压器、断路器损坏、温度控制器损坏等；
3.2.2内置风机问题，电机轴承损坏，电机绕组烧毁等；
3.2.3干燥剂长时间未更换，吸附效果差；
3.2.4自动排水器堵塞或冷却水阀门堵塞导致冷却效果差；
3.2.5加热器相间短路或对地短路导致无法加热；
3.2.6四通阀故障导致氢气不能循环加热。
四、 防止发电机氢气露点超标的措施
4.1 从源头抓起，保证所冲的氢气或补充的氢气符合标准，常压下湿度不大于1g/m3,露点不大于-45℃。在制氢站加装分子筛选氢气湿度干燥装置。夏天空气湿度大，要经常开起干燥装置并经常排污。
4.2 加强空气冷却器的漏水控制。在运行中确保冷却器铜管内水压低于管外氢压，以免发生冷却水漏入氢气中，造成氢气湿度增大。
4.3 严格监视密封油箱的油位，防止油满罐时进入机内或空罐时向外跑氢。正常运行时应保持合适位置，尽量降低汽轮机润滑油中含水量。
4.4 为确保不发生氢气泄漏，不造成密封油大量泄漏进入发电机，导致机内氢气湿度超标，根据补氢量对氢气循环回路的密封要求，重点应放在对汽轮机轴封漏气处理，平衡阀、压差阀的调整。
4.5 定期更换氢气干燥剂和疏通冷却水阀门，加强内置循环风机电机的巡检工作。
4.6机组正常运行中，发电机氢气露点保持在-25-0℃，纯度保持在96%以上。新补进的氢气露点应该不大于-25℃，并越低越好。
4.7发电机正常运行时，发电机氢气干燥器应该保持连续运行，停机备用无需将干燥器退出运行，但发电机内冷水泵停运前应该将氢气干燥器退出运行。
4.8用氮气打风压，应该保持氮气的干燥。一般采用打风压时提前开启氢气干燥器对冲到发电机的氮气进行持续干燥。
4.9对干燥器的运行状况进行持续跟踪，每天放水一次，每次放水应该将水放尽，并且记录干燥器的放水量。及时将油气分离器中的油放尽，防止污染干燥剂。发现干燥器放不出水并且发电机的露点持续升高，应该认为时干燥器发生故障。应该对氢气干燥器进行检查。
4.10严格氢气冷却器冷却水压和氢气压力的配合，尤其是在氢压不正常的情况下，氢气压力应该高于冷却水压力，防止氢冷器泄露造成冷却水串进氢气内。虽然氢压大于水压，但水汽仍有可能扩散到氢气系统中，应在检修期间对氢冷器检查引起高度重视，加强检查，及时发现隐患，提高检修质量。氢气压力下降伴随氢气露点升高应该怀疑氢冷器泄露，应该逐一停运氢气冷却器观察氢压变化情况，确认冷却器泄漏后应该解列冷却器并及时联系检修处理，处理好后方可投入使用。
结论
建议将氢气湿度列为重要的运行指标进行动态考核，以调动各方积极性，共同做好降低发电机氢气湿度的工作。降低发电机内的氢气湿度是一个涉及多方面的复杂问题，应采取各种综合治理措施，针对引起氢气湿度超标的各种原因，采用标本兼治的方法使氢气湿度达到要求。
参考文献：
【1】《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》，国家电力公司
【2】氢冷发电机氢气湿度的技术要求，中国电力出版社
【3】关于氢冷发电机氢气湿度标准的思考与建议，中国电机工程学会年会论文
论文作者:温凯
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/14
标签：氢气论文; 干燥器论文; 发电机论文; 湿度论文; 冷却器论文; 露点论文; 过程论文; 《基层建设》2019年第28期论文;