（深圳妈湾电力有限公司广东深圳518052）
摘要：国产300MW氢冷发电机组大多数采用双流环式密封油结构，正常运行时，分别由氢侧与空侧两股密封油通过密封瓦对发电机氢气进行密封。随着运行时间的加长，密封瓦不同程度的磨损，密封油调节机构的老化与卡涩，空氢侧油压出现失衡，两侧密封油频繁出现交换使得氢侧油质品质下降，进而污染氢气，最终导致发电机氢气纯度降低甚至出现恶化。深圳妈湾电力有限公司1#—6#机自投产至今大多数已运行20多年，密封油系统改造前，氢气运行纯度不是很理想（93%-96%），技改后，密封油系统加装提纯装置，氢气纯度大为改善（97%-98%），机组运行安全性也大幅度提高。
关键词：氢气纯度；提纯装置
一、妈湾公司机组密封油系统改造前的现状
妈湾1-6#机密封油系统改造前（附图），机组大多数都已运行20多年，各台机组氢气运行纯度都不是很理想，有时还会出现恶化的情况（小于93%）。鉴于此情况，运行中不得不频繁采用补排氢的方式加以改善氢气品质。大量氢气的补排，不仅增加了机组运行成本，而且也增加了运行人员的工作强度；另外由于氢气纯度的下降引起风摩损耗增大（氢气纯度每下降1%，风摩损失将增大11%），长期下来经济损失非常可观。分析妈湾公司6台机氢气纯度不同程度的下降的原因主要是空、氢侧密封油压力不平衡引起的油量交换，空侧油中油烟、水分通过交换进入到氢侧油，进而再通过油档被发电机风扇吸入到发电机内，造成发电机内氢气的污染。空、氢侧密封油油量交换的原因是氢侧密封油系统的平衡阀调节精度运行中变差。目前，平衡阀要求的精度为上下5cm水柱，运行中由于平衡阀活塞和油缸之间间隙较小，稍有杂质就可能造成平衡阀卡涩，就此难以精确调节和控制空、氢侧密封油压力的平衡。所以提高氢气纯度必须提高平衡阀精度和密封油来油品质，但多年经验告诉我们，更换和维护了平衡阀后，由于平衡阀运行精细度高、要求密封油品质高，经过不长的时间后，纯度又会下降，在可靠度和稳定性上都不是很尽人意。
1---6#机密封油系统图
二、密封油加装提纯装置，提高氢气纯度
经过长期考察和实地调研，我们选择了改造密封油系统，加装ZKJK-60Ⅲ密封油提纯装置方案，具体实施是在空侧密封油补油管路上加装一套密封油提纯装置，让经过提纯后的优质油补回到氢侧密封油箱中（如下图），从而提高氢侧密封油的品质，改善氢气的纯度。提纯装置运行的前提是必须保证氢侧密封油油压高于空侧密封油油压30cm水柱，使密封油氢侧油箱始终处于补油状态。实际当中，就是要调整平衡阀底部螺丝，以平衡表为准，调整压差30cm水柱。因为原来的平衡阀精度有限，我们实际中还更换了平衡阀弹簧，以满足调节精度的需要。
改造后的系统部分图
提纯装置的工作原理为：根据水与油的沸点不同，在真空罐内真空状态下，利用薄膜蒸发原理，不断降低油和水汽的蒸汽分压，达到脱气、脱水及破乳的目的。然后利用网组原理设计的精密过滤器，滤除油中的颗粒杂质，达到油的精密净化目的。整个提纯装置的组成为：供油、加热、雾化、排油、过滤、真空和电气控制部分组成（如下图）。提纯装置接入密封油系统是并联接入方式，实际运行中即便是提纯装置故障跳闸也不会影响发电机密封油系统的整体安全性。由于提纯装置出口油压大于空侧油压，空侧未提纯的油不能进入到密封油箱，只能是提纯装置的高压油补充到密封油箱。
提纯装置实际图
提纯装置的特点是：（1）脱水、脱气效率高。采用先进的立体旋转雾化喷头，使油液雾化更均匀，并与真空脱水、脱气技术相结合，能迅速分离油液中的水分和气体，提高油品质量。（2）安全可靠。提纯装置的承压部件都是按密封油工作压力1.5倍设计，并在进出口油管上加装逆止阀，使系统退出运行时与密封油系统自动隔离。（3）操作灵活，适应性强。提纯装置采用PLC、变频器以及人机界面控制技术，可实现数据参数监控，装置的就地与远方之间的转换。操作灵活可靠，能最大限度地与实际工况相适应，达到最佳的工作效果。
三、改造后妈湾公司机组发电机氢气纯度的状况
ZKJK-60Ⅲ密封油提纯装置投运后，妈湾公司6台机组发电机氢气纯度大大改善，正常状况下机组氢气平均纯度都稳定运行在97%至99%之间。由于氢气纯度的提高，发电机补氢量也大幅度下降，发电机正常的补氢量只跟漏氢量有关，极少出现因为氢气纯度的问题而进行补排氢气。总之，密封油系统的改造和提纯装置的使用，最少给公司带来以下收益：1.降低了对密封瓦间隙的要求，即使密封瓦磨损径向间隙（0.23—0.28mm）超标也可维持发电机氢气纯度和湿度在合格范围内长期运行。2.不仅节约了大量的氢气，减少了机组运行成本，而且也减少了运行人员排补氢的工作量，降低了制氢站的设备投运率。3.由于氢气纯度的提高，降低了发电机风摩损耗（氢气纯度每下降1%，风摩损耗将增加11%）。4.提高了发电机运行的安全性、经济性和可靠性。
最后，妈湾6台机密封油系统的改造无论在安全、经济还是可靠性上都收到了实实在在的益处，但纵观整个提高氢气运行纯度的解决方案，问题的处理还停留在治标不治本的层面，如果要深入到问题的实质层面，可能花费的成本会大幅度提高。时至今日，面对日益严苛的环保要求，国内300MW机组关停大都已提到议事日程。所以在机组运行时间有限的状况下，从投入和收益及安全多方面比较，改造密封油系统和加装提纯装置，这一提高氢气运行纯度的方案是可行和务实的。
参考文献：
[1]涂光瑜，汽轮发电机及电气设备，北京：中国电力出版社，1998
[2]剪天聪，汽轮机原理，北京：水力电力出版社，1992