[发明专利]对氢侧密封油补油进行脱气的氢气纯度提高系统及方法

说明书

本发明公开了对氢侧密封油补油进行脱气的氢气纯度提高系统及方法，所述氢气纯度提高系统为并联在氢侧密封油补油管路上的脱气系统，该脱气系统包括进油阀、进油压力表、真空脱气罐、高液位浮球报警开关、真空表、隔膜式液位控制浮球阀、喷淋分散器、液位计、真空电磁阀、真空泵、排油泵、安全阀、出油压力表、精滤器和出油阀；该方法采用所述的脱气系统对补入氢侧密封油箱的空侧密封油进行脱气处理，避免含有大量气体的空侧密封油通过污染氢侧密封油来污染发电机内氢气。

技术领域

本发明属于氢冷发电机提高氢气纯度技术领域，具体涉及一种对氢侧密封油补油进行脱气的氢气纯度提高系统及方法。

背景技术

目前，我国大容量高参数的发电机组在运行过程中均使用氢气进行冷却，在氢冷发电机中，氢气的纯度直接影响发电机的运行。DL/T 1164《汽轮发电机运行导则》要求控制发电机氢气纯度≥96％，除保证安全外，还在于提高发电效率。从经济角度考虑，当氢气中混入空气或纯度下降时，混合气体的密度随氢气纯度的下降而增大，发电机的通风摩擦损耗上升。因此600MW以上的水-氢-氢型汽轮发电机，一般要求机内的氢气纯度不低于97％或98％。

现有技术简介

当发电机氢气纯度下降后，提高氢气纯度的现有技术包括以下几种。

第一种是调整密封油系统运行参数，避免空侧密封油向氢侧窜油。即适当调低密封油温，以降低氢侧密封油中气体向氢气释放的速度，同时整定密封油与氢气的差压、整定氢侧和空侧密封油的差压、整定密封瓦的间隙，尽可能减小空、氢侧密封油的压差，避免因窜油而引起氢侧密封油中空气含量的增加。然而，该方法只能从量上控制氢气纯度下降的速度，不能从根本上解决机内氢气纯度下降的实质问题。

第二种是通过置换补氢保持氢气纯度。在通过调整密封油系统运行参数无效的情况下，多个发电企业不得不采取排掉发电机内部分低纯度的氢气之后，再补入部分高纯度的新氢气，该过程叫置换补氢。通过置换补氢可使发电机中的氢气纯度提高至96％以上。然而，大量排放氢气会有燃爆的潜在危险，另外，制氢站的制氢能力有限，若同一电厂几台机组的日补氢量都很大时，会超出其制氢能力，且当制氢设备长期满负荷或超负荷运行时，一旦出现故障，就会导致发电机组停运的危险。

第三种是对密封油系统的油源——即对空侧密封油箱的密封油进行脱气处理。该技术是在发电机密封油系统空侧密封油箱至空侧密封油泵入口间的管路上接入旁路滤油机，来自空侧密封油箱的所有密封油经过该旁路滤油机进行脱气处理后再供至空侧密封油泵，进而再供至整个密封油系统。因该技术处理的为密封油的油源，处理油量大，为提高脱气效率，旁路滤油机的流量往往大于12m³/h，这种大流量旁路滤油机不但造价贵，使用维护成本也较高，且因设备体积大，一般需要50～60m³的安装空间，现场大多难以满足要求。

发明内容

研究表明，影响发电机氢气纯度的根本原因在于氢侧密封油中含有气体，这些气体在发电机密封瓦处扩散至机内氢气中，导致氢气受到污染、纯度下降。密封油系统一般包括两路分支系统，一路为空侧密封油系统，该系统用于提供整个密封油系统的油源，由空侧密封油泵将空侧密封油箱的密封油供至密封瓦的空气侧(即密封瓦与空气接触的一侧)后回到原空侧密封油箱形成循环回路；另一路为氢侧密封油系统，该系统油源来自于空侧密封油系统，由氢侧密封油泵将氢侧密封油箱的密封油供至密封瓦的氢气侧(即密封瓦与氢气接触的一侧)后回到原氢侧密封油箱形成循环回路。空侧密封油箱为敞开式系统，接触大气，氢侧密封油箱为密闭式系统，不接触空气。两个系统相对独立，正常运行时尽量保持油压相同以避免相互窜油。当氢侧密封油箱油位低时，由空侧密封油箱通过补油管路进行补油。然而在补油的过程中，含有大量气体的空侧密封油补入氢侧密封油箱中，再供至氢侧密封瓦，在密封瓦间隙处氢侧密封油中含有的其他气体会扩散至发电机内氢气中，导致这些气体污染机内氢气、氢气纯度下降。

结合以上研究成果，为了克服现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种对氢侧密封油补油进行脱气的氢气纯度提高系统及方法，解决发电机氢气纯度下降问题。