1、概述

某电厂60万机组汽轮机为哈尔滨汽轮机厂生产的超临界汽轮机，配套发电机为哈尔滨电机厂有限责任公司生产直接拖动的隐极式、二极、三相同步发电机，发电机冷却方式为水-氢-氢，即定子绕组直接水内冷，转子绕组冷却为氢冷，定子铁芯冷却方式为氢冷，氢气系统采用牡丹江市联和电力设备有限公司生产的XFG-1F吸附式氢气干燥器。

2、问题的提出

近期#4发电机正常运行中氢气露点温度持续上升，从开始的-6℃到后来上升至-2.8℃，07月12日以来尤其明显，咨询同类型#1、#2机组同样存在这种现象，为了查明原因，解决问题，组织技术人员进行攻关。

3、氢气干燥器工作原理

XFG-1F氢气干燥器对氢气进行干燥处理的原理是利用活性氧化铝对水分子具有吸引力特性。活性氧化铝是一种固态干燥剂，清除氢冷发电机氢气中的水蒸气，是将氢气通过一定量的活性氧化铝的吸收塔来实现的。高疏松度的活性氧化铝具有非常大的表面积和强吸湿能力，对绝大数气体和水蒸气来说，使用活性氧化铝作为干燥剂主要是利用它的化学惰性和无毒特性。当活性氧化铝吸收水分达到饱和后。再生-通过加热来清除干燥剂自身束缚的水分，从而恢复它的吸湿能力，并且活性氧化铝的性能和效率并不受重复再生的影响。

在设备的干燥塔中，埋入式的高密电加热器加热干燥剂使束缚的水分汽化；与此同时一股封装的氢气流过吸附层带走释放出的水蒸气，干燥剂恢复特性，然后将氢气（含有水蒸气）冷却，冷凝水通过汽水分离器排出，一般情况下活性氧化铝的吸湿性能可通过加热方式来完成它的再生，并可重复进行。

设备设计有两个干燥塔，当一个干燥塔处于吸湿状态时，另外一个干燥塔处于再生状态。所以吸附式干燥器能连续对氢气干燥。在设定工作周期，可编程序控制器自动的通过气阀控制四通阀门，并把干燥剂饱和的干燥塔自动转换到再生循环状态；同时干燥剂再生完成的干燥塔切换到在线吸湿状态，完全实现设备的自动切换。

4、露点、湿度的定义以及露点过高的危害

露点就是饱和温度点，对应压力下氢气中水蒸气凝结时的温度叫露点。相对湿度的定义：气体中实际所含水蒸汽密度和同温度下饱和水蒸汽密度的比值，叫气体的相对湿度。发电机内氢气露点温度升高，可能造成发电机定子绕组相间短路事故。发电机内氢气露点过高时，会在发电机定子线圈表面结露，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，易于发生表面闪络，以至于拉弧放电，造成短路事故。如果绝缘达不到要求就有可能造成发电机匝间短路，严重时可能造成发电机内部相间短路而烧坏发电机。氢气中的湿度大（露点高）是影响发电机绝缘的主要危害因素之一。

5、发电机内氢气露点升高的常见原因

5.1定子冷却水温度低于发电机内氢气温度，使部分氢气过冷却。

5.2密封油中含水量较大。

5.3发电机密封瓦内的油压过高，密封油窜入发电机内部，油中析出的水分使发电机内氢气湿度增加。

5.4发电机氢冷器冷却水管泄漏可能导致氢气湿度增加，虽然氢气压力高于冷却水压力，但水蒸汽可能扩散到氢气中。

5.5补入了湿度较大的氢气。

5.6氢气干燥器故障，是导致氢气露点升高的普遍原因。

6、本次发电机氢气露点升高的治理

6.1通过对现场对发电机氢气系统各死角的排污情况来看，未发现有水迹、油迹，且密封油压差一直保持在84KPa左右稳定运行，氢气纯度正常，基本可以排除发电机冷却水或者密封油泄漏导致氢气湿度增加。

6.2近一周未进行补氢操作，可以排除发电机补入湿度大氢气导致发电机氢气露点温度升高。

6.3发电机定子冷却水温度40℃，低于氢冷器出口冷氢温度2℃，运行人员立即对定冷水温度进行调整，观察4个小时后未见明显变化。

6.4查看近期#4机润滑油油质化验单，油质合格，水分较低。

6.5通过进一步检查发现氢气干燥器排水量减少，地面仅有少许水迹，便对氢气干燥器运行情况进行仔细排查。干燥器冷却水进、出水温升正常，再生塔加热温度设定204℃，加热至180℃左右，属于正常值。再生塔出口气体温度为60℃，按照说明书要求该温度在82±11℃。

针对再生塔出口温度问题，咨询氢气干燥器厂家，环境温度升高导致冷却水温度相应高，冷却效果下降导致氢气干燥器冷凝效果差，加上再生装置出口气体温度过小，导致再生塔内高温蒸汽无法及时换热，使发电机内氢气湿度增加，这种情况须及时对再生装置流量控制阀进行调整。在干燥器出厂时该控制阀一般在1/2开度，现场根据再生塔出口温度进行调整，该阀门开度须适中，流量过大可能导致再生塔温度达不到设定要求，流量太小则不能及时将高温蒸汽中的水汽换热、凝结析出，根据厂家技术人员要求，控制再生塔出口气体温度在82±11℃时将会达到除湿效果。经过多次尝试将出口温度调整控制在75℃，运行八个小时后氢气露点温度明显下降，现在稳定在-9℃左右，符合厂家要求（-5～-25℃），氢气干燥器排水量也随之增加，问题得以解决。

7、结束语

氢气湿度是氢冷发电机控制的一个重要指标，由于环境温度的变化导致氢气湿度的变化，要及时发现并分析原因处理，本次氢气湿度问题的成功处理，可对同类型机组的相关问题提供解决思路。