（浙江浙能金华燃机发电有限责任公司浙江长兴313100）
摘要：伴随燃气轮机组作为调峰机组的广泛应用，机组出现长期调停的情况已经屡见不鲜。由于氢冷发电机组长期停运，发电机内氢气湿度得不到有效改善，容易出现氢气露点高的情况。本文针对某燃气轮机组出现的发电机氢气露点高的情况，介绍了其维护对策，确保避免发电机氢气露点高的发生。
关键词：燃气轮机组；氢冷发电机；氢气露点
1概况
某F级燃气轮机组配备1台480MW全氢冷发电机，发电机内氢气容积约为120m³，机内工作氢压为0.5MPa。发电机系统中采用一台吸附式氢气干燥器对系统中的氢气进行干燥；发电机补充氢压的方式，除了大量补氢时采用高纯氢气钢瓶外，还采用一台在线制氢机对发电机进行日常损耗补氢。
机组2016年上半年连续几个月调停后，于7月并网发电。机组带基本负荷时，发电机氢气系统表计柜上氢气露点仪显示露点温度为由启机前的-5℃升高到6℃，并有持续缓慢升高的趋势。该公司专业人员对发电机氢气露点高原因进行了分析，调整了设备工作状态，并提出了进一步的改善措施。
2发电机氢气露点高的危害
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温度。当未饱和水蒸气变成饱和水蒸气时，有极细的露珠出现，因此将此转换温度叫做露点。露点高低表示气体中含水量的多少，露点越高，表示气体中含水量越多，气体湿度越大。
根据电力行业标准DL/T651—1998《氢冷发电机氢气湿度的技术要求》规定，发电机内最低温度≥10℃时，氢气露点温度要求范围在-25～0℃。显然该机组发电机氢气露点已超出了标准。发电机内氢气露点过高时，在发电机定子线圈表面发生结露，会造成灾难性的后果。湿度过高的环境下，发电机定子绕组线棒绝缘性能下降，易发生表面爬电、闪络，导致拉弧放电，造成短路事故。如绝缘达不到要求有可能造成发电机匝间短路，严重可能发生发电机相间短路而烧坏发电机。氢气湿度过高，不仅危害发电机定子、转子绕组的绝缘强度，还会使转子护环产生应力腐蚀裂纹，危害极大。
3原因分析及措施
在发现发电机氢气露点高的情况后，该公司专业人员从几个方面对露点高原因展开了分析。
3.1检查在线表计是否有误
发电机氢气系统表计柜上氢气露点仪显示露点温度为由启机前的-5℃升高到6℃，并有持续缓慢升高的趋势。有可能是表计不准造成的。在使用便捷式氢气露点测量仪进行取样核对后，确定在线测量表计准确无误，发电机氢气露点确有升高。露点温度短时间从-5℃升高到6℃，分析为机组长时间调停，在线分析仪表取样点没有气体流动，无法测得发电机内氢气实际湿度。在发电机运行后，形成气流，此时测得数据才是发电机内氢气实际湿度。
3.2检查密封油真空泵是否故障
氢冷发电机为避免氢气泄漏，都配有相应的密封油系统。润滑油中含水量大，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。由于密封油是补油来自润滑油，若密封油真空泵故障，密封油中的水分无法有效去除，就会使氢气的湿度不断增加，是造成氢气露点升高因素之一。
经检查确认，密封油真空泵运行正常，真空值达到要求，排水量正常。遂排除此原因造成的露点升高。
3.3检查氢气干燥器是否故障
该机组配置的吸附式氢气干燥器是一个完全自动的，具有双塔而且可以连续操作的氢气干燥系统，再生气流是利用在内部吹向吸收容器的风机来帮助解决的，它的工作循环时间是8个小时的吸湿和8个小时的再生，再生过程又包括4个小时的加热和4个小时的冷却。
加热：吸湿塔吸湿，再生塔加热，再生塔内被加热的干燥剂所蒸发的水蒸汽经过冷却器及分离器，把冷凝出的水从疏水阀中排出。
冷却：加热4个小时以后，吸湿塔吸湿，再生塔冷却，加热器断电。再生气流经过加热结束的塔冷却干燥剂，冷却4个小时后，两个塔交换工作状态，吸湿塔吸湿，再生塔再生，这种循环持续下去。
经过检查，发现氢气干燥器干燥塔加热温度偏低，除水量偏少。加热4小时仅仅在105℃。要求加热2小时的时候，温度大约在163±28℃。判断氢气干燥器工作不正常，是造成氢气露点升高的主要原因。
氢气干燥器通过再生气流控制阀来调整再生气流量，再生气流太高，气体在再生塔内加热时间短，温度达不到要求，无法把干燥剂内吸附的水分蒸发出来；再生气流太低，再生塔内温度达到要求了，又会使带出的水蒸气偏少，达不到彻底烘干干燥剂的作用，使得干燥剂在下次的吸湿过程中吸湿能力下降。
通过调整氢气干燥器干燥塔再生氢气流量调节阀，调整再生气流在一个平衡的位置，即让干燥塔内加热温度上升，又保证再生气流不会太低。经观察再生过程除水效果明显，能提高干燥塔的吸湿效用，氢气露点开始呈下降趋势。而后经观察发现，再生的冷却过程不需要4个小时即可达到要求的温度。该公司对氢气干燥器运行方式进行了调整，冷却过程缩短为3小时，增强了氢气干燥器除湿效率。
3.4检查补氢气源是否含水
为补充发电机日常的氢气损耗，该机组配置了一台在线制氢机对发电机进行补氢。由于补氢管线较长，氢管道中若含有水分，补氢时水分就会被带入发电机中，造成氢气露点升高。在对发电机补充的氢气进行取样分析后，发现补氢初期确实有少量水分会被带入发电机中，影响氢气露点。但含水量很低，并不是主要原因。采取的对策是，在补氢初期将通过放散管道排放带有水分的氢气，当在线检验仪表显示露点合格后，再往发电机内充氢。
3.5检查发电机是否有遗留水汽
发电机经过解体检修，长时间暴露在大气环境中；或发电机在充压缩空气气密性试验时，误充入未经除湿的空气等，都可能把空气中的水分留在发电机内，造成发电机氢气湿度增大，氢气露点升高。经检查该机组有1年以上未进行过发电机相关的检修，未对氢气进行置换等操作，且最近一次发电时未出现氢气露点高的情况发生，遂排除了此原因造成的露点升高。
4改进方法
该机组发电机依靠氢气流经氢气干燥器达到除湿的作用，而氢气循环依靠的是发电机运行时内部压差带动，停机时无压差则只能停运氢气干燥器，失去对氢气的干燥作用。虽然该公司在对氢气干燥器的工作状态和运行方式进行调整后，氢气露点开始呈下降趋势；但是只要出现机组调停时间较长的情况，必然会再次发生氢气露点高的现象。
作为调峰的燃气轮机组与燃煤机组不同，长期调停的情况已成常态。为避免氢气露点升高，就必须提高氢气干燥器的投入使用时间。于是该公司针对此情况做出的改进方法是，在氢气干燥器进口增设一台循环风机，循环风机能形成独立的正向运行气流，提高氢气干燥器干燥效果，加大被干燥气体处理能力。特别是发电机停运情况下，氢气干燥器能够持续运行，不停止氢气干燥效果。循环风机在该机组上使用后，氢气干燥器持续对发电机内氢气进行干燥，即使在机组调停了3个月后，机组发电时在线氢气露点仪显示露点温度保持在＜-11℃的水平，完全解决了燃气轮机组发电机氢气露点高的问题。
5结语
引起发电机氢气露点高的原因有很多，较常出现的原因是氢气除湿设备故障。要使发电机氢气露点达到技术要求的规定值，就必须及时解决氢气除湿设备故障，并做好氢气除湿设备的保养维护工作。对于燃气轮机组，面临长期调停的形式下，应该及时对设备进行有效改进，提高除湿设备的处理能力，以保证发电机氢气露点温度达标。本文对某燃气轮机组发电机氢气露点高的问题进行了分析，对处理情况及改进方法进行了探讨，为其他燃气轮机组解决同类问题提供借鉴。
参考文献：
[1]赵峰李征.发电机氢气露点超标原因分析[J].科技信息，2011（3）：378.
[2]韩国宁.发电机氢气露点升高原因分析及防范措施[J].电力安全技术，2009（7）：51.