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【摘要】本文分析了氢气品质的重要性及氢气品质下降的原因，从实际角度出发提出了几点提高氢气品质的措施，具有一定的参考价值。
【关键词】氢气；品质；措施
1、氢冷发电机中氢气的作用及密封油系统
发电机在运行中， 由于发电机在由机械能转变为电能时，难免会有一部分能量转变成热能而损耗。这些损耗的能量包括电气损耗和通风损耗两部分。电气损耗又分铜损和铁损两种，铜损又分定子铜损和转子铜损，它们都是由于电流通过铜线绕组时，电阻发热而损耗的能量；铁损也分定子铁损和转子铁损，它们都是由于磁通通过铁芯时产生涡流发热而损耗的能量。通风损耗包括风扇动力所消耗的能量和流动的气流相互摩擦而产生的能量损耗。
除此之外，还有轴承摩擦而造成的轴承损耗。这些损耗的能量最后会变成热量，使发电机各个部件的温度升高。发电机绕组的温度升高就会产生电晕现象，影响绝缘材料的使用寿命，严重时甚至可能将发电机烧毁。
所以，要想保证发电机组能在绕组绝缘材料允许的温度下长期安全运转，除采用耐热性能良好的绝缘材料之外，还必须采取一定的强制冷却措施，以连续不断地将发电机内产生的热量导出，避免这些热量在各部件上积累，引起部件的温度升高。现代的大型机组无一例外的采用水氢氢的强制冷却方式，既转子及定子铁芯和端部采用氢冷却，氢气品质的好坏对发电机的经济和安全运行至关重要。
为了密封发电机组内的氢气，必须配置一套密封油系统，该系统主要由双流环式密封瓦，工作（备用）差压阀，励端（汽端）平衡阀，密封油箱，过滤器，冷却器，密封油泵等组成。密封油控制系统由空侧和氢侧两条独立的油路组成，氢侧的油流沿发电机内侧流动，空侧油流沿着轴朝外侧流动，油流在这两条供油槽之间保持相对平衡，当两个系统中的油压平衡时，油流就不会在两个供油槽之间的空隙中流动。
2、氢气品质下降的危害
氢气纯度下降，直接影响冷却效果，对发电机安全运行带来危害.油烟和水气使氢气介质性能变差，易在线棒及端部绝缘表面构成击穿放电通道；氢气的密度增大，增大发电机的通风损耗，降低发电机的运行效率；排补氢又会增加氢站的负担，降低了我厂的经济性。
3、氢气品质下降的主要原因
3.1密封瓦与轴间隙大
发电机轴瓦间隙的大小，决定了密封油流量的多少。以下是四台机密封瓦间隙与氢气消耗量之间的对比
项目 轴向间隙 径向间隙 耗氢量
一号机组 56.35um 22.35um 11.36m3
二号机组 52.62um 23.62um 11.89m3
三号机组 53.58um 22.25um 9.85m3
四号机组 67.95um 24.25um 12.58m3
耗氢量为今年前9个月的日平均值
从上表可以看出，密封瓦间隙的大小对耗氢量有极大的影响。
3.2密封油系统中的空，氢侧油压不平衡
根据双流环密封瓦的工作原理，空，氢侧油压应该平衡。这样就能保证两股油不互窜。但是，当空侧密封油压高于氢侧油压时，该侧的油便向氢侧窜动，这样空侧油中含有的水汽及非氢气体便进入氢侧密封油。当氢侧油压高于空侧时，就会造成油封箱油位下降而需补油，但油源却来自空侧。所以，只要两股油不平衡，主机油系统中的水汽和非氢气便进入密封油系统。发电机高速旋转时的机械甩油和油温上升的热作用，将使密封瓦回油腔室中的混合气体气化和雾化而形成油烟，在发电机风扇作用下，这些气体便进入发电机内，使氢气品质下降。
3.3密封油中的含水量高
空侧密封油的油源来自主机润滑油系统，而主机润滑油系统中由于轴封，冷却器等的影响必定含有一定量的水份，因此，空侧密封油中必定含有一定量的水份，在发电机运行时，油中的水份由于机械甩油和热作用便会形成水雾和水蒸气，在发电机风扇的作用下进入发电机内，使氢气品质下降。
3.4密封油温度偏高
粘度是描述流体流动状态的重要参数，他的实质是揭示了流体中各质点间凝聚力的大小，与流体所处的温度场关系极大。温度高，则油分子的动能增加，相互间的凝聚力减弱，分子间隙增大，这样密封油中便会溶进氢气及非氢气。在密封油循环中，逐步使使氢气品质下降。
4、提高氢气品质的主要措施
4.1调整密封瓦间隙，控制密封油流量
由3.1可知密封瓦间隙的大小对耗氢量有极大的影响。因此在机组检修中，密封瓦的间隙尽量取下限，根据电力安装法规资料，径向间隙0.15—0.25mm；轴向间隙0.13—0.20mm.现在我厂机组的密封瓦间隙明显过大，也就是安全裕度过高了。轴向间隙对漏氢影响较小，但径向间隙对漏氢影响是非常的大，建议按照厂家资料合理调整间隙。
4.2提高平衡阀精度，保证两股油压平衡
在双流环密封瓦中，氢侧的油压和流量是靠平衡阀来控制的，平衡阀的作用是使氢侧油压自动跟踪空侧油压，使两者的差压趋于最小，根据设计，其精度可达0.5KPa。实际中，我们的平衡阀精度很低，氢侧的油压明显低于空侧油压，造成油封箱频繁补油，使氢气品质下降。因此，提高平衡阀精度是提高氢气品质的重要手段。
4.3降低密封油温度
降低密封油温度，就是提高了油的粘度，增加了油质分子间的凝聚力，减小了分子间的距离，从而压缩了油中的含气量，阻止氢气的污染。规程规定密封油温度40℃至49℃，建议取下限40℃，对发电机无任何影响。
4.4提高检修质量，保证氢气干燥器和净油装置的正常运行，运行人员按照标准操作票精心操作，精心调整
5、结论
提高氢气品质是一个综合工程，需要检修人员提高检修质量，合理调整密封瓦间隙，保证平衡阀的精度，保证氢气干燥器和净油装置的正常运行，运行人员精心调整，保证密封油温度维持40℃，只有这样才能保证氢气的品质。
参考文献
[1]汽轮机运行技术问答.中国电力出版社，2000
作者简介
张铁（1963.10- ）：男，汉族，河北张家口人，大学专科，浙江大唐乌沙山发电有限责任公司，助理工程师，主要从事热能与动力工程专业工作。
【关键词】氢气；品质；措施
1、氢冷发电机中氢气的作用及密封油系统
发电机在运行中， 由于发电机在由机械能转变为电能时，难免会有一部分能量转变成热能而损耗。这些损耗的能量包括电气损耗和通风损耗两部分。电气损耗又分铜损和铁损两种，铜损又分定子铜损和转子铜损，它们都是由于电流通过铜线绕组时，电阻发热而损耗的能量；铁损也分定子铁损和转子铁损，它们都是由于磁通通过铁芯时产生涡流发热而损耗的能量。通风损耗包括风扇动力所消耗的能量和流动的气流相互摩擦而产生的能量损耗。
除此之外，还有轴承摩擦而造成的轴承损耗。这些损耗的能量最后会变成热量，使发电机各个部件的温度升高。发电机绕组的温度升高就会产生电晕现象，影响绝缘材料的使用寿命，严重时甚至可能将发电机烧毁。
所以，要想保证发电机组能在绕组绝缘材料允许的温度下长期安全运转，除采用耐热性能良好的绝缘材料之外，还必须采取一定的强制冷却措施，以连续不断地将发电机内产生的热量导出，避免这些热量在各部件上积累，引起部件的温度升高。现代的大型机组无一例外的采用水氢氢的强制冷却方式，既转子及定子铁芯和端部采用氢冷却，氢气品质的好坏对发电机的经济和安全运行至关重要。
为了密封发电机组内的氢气，必须配置一套密封油系统，该系统主要由双流环式密封瓦，工作（备用）差压阀，励端（汽端）平衡阀，密封油箱，过滤器，冷却器，密封油泵等组成。密封油控制系统由空侧和氢侧两条独立的油路组成，氢侧的油流沿发电机内侧流动，空侧油流沿着轴朝外侧流动，油流在这两条供油槽之间保持相对平衡，当两个系统中的油压平衡时，油流就不会在两个供油槽之间的空隙中流动。
2、氢气品质下降的危害
氢气纯度下降，直接影响冷却效果，对发电机安全运行带来危害.油烟和水气使氢气介质性能变差，易在线棒及端部绝缘表面构成击穿放电通道；氢气的密度增大，增大发电机的通风损耗，降低发电机的运行效率；排补氢又会增加氢站的负担，降低了我厂的经济性。
3、氢气品质下降的主要原因
3.1密封瓦与轴间隙大
发电机轴瓦间隙的大小，决定了密封油流量的多少。以下是四台机密封瓦间隙与氢气消耗量之间的对比
项目 轴向间隙 径向间隙 耗氢量
一号机组 56.35um 22.35um 11.36m3
二号机组 52.62um 23.62um 11.89m3
三号机组 53.58um 22.25um 9.85m3
四号机组 67.95um 24.25um 12.58m3
耗氢量为今年前9个月的日平均值
从上表可以看出，密封瓦间隙的大小对耗氢量有极大的影响。
3.2密封油系统中的空，氢侧油压不平衡
根据双流环密封瓦的工作原理，空，氢侧油压应该平衡。这样就能保证两股油不互窜。但是，当空侧密封油压高于氢侧油压时，该侧的油便向氢侧窜动，这样空侧油中含有的水汽及非氢气体便进入氢侧密封油。当氢侧油压高于空侧时，就会造成油封箱油位下降而需补油，但油源却来自空侧。所以，只要两股油不平衡，主机油系统中的水汽和非氢气便进入密封油系统。发电机高速旋转时的机械甩油和油温上升的热作用，将使密封瓦回油腔室中的混合气体气化和雾化而形成油烟，在发电机风扇作用下，这些气体便进入发电机内，使氢气品质下降。
3.3密封油中的含水量高
空侧密封油的油源来自主机润滑油系统，而主机润滑油系统中由于轴封，冷却器等的影响必定含有一定量的水份，因此，空侧密封油中必定含有一定量的水份，在发电机运行时，油中的水份由于机械甩油和热作用便会形成水雾和水蒸气，在发电机风扇的作用下进入发电机内，使氢气品质下降。
3.4密封油温度偏高
粘度是描述流体流动状态的重要参数，他的实质是揭示了流体中各质点间凝聚力的大小，与流体所处的温度场关系极大。温度高，则油分子的动能增加，相互间的凝聚力减弱，分子间隙增大，这样密封油中便会溶进氢气及非氢气。在密封油循环中，逐步使使氢气品质下降。
4、提高氢气品质的主要措施
4.1调整密封瓦间隙，控制密封油流量
由3.1可知密封瓦间隙的大小对耗氢量有极大的影响。因此在机组检修中，密封瓦的间隙尽量取下限，根据电力安装法规资料，径向间隙0.15—0.25mm；轴向间隙0.13—0.20mm.现在我厂机组的密封瓦间隙明显过大，也就是安全裕度过高了。轴向间隙对漏氢影响较小，但径向间隙对漏氢影响是非常的大，建议按照厂家资料合理调整间隙。
4.2提高平衡阀精度，保证两股油压平衡
在双流环密封瓦中，氢侧的油压和流量是靠平衡阀来控制的，平衡阀的作用是使氢侧油压自动跟踪空侧油压，使两者的差压趋于最小，根据设计，其精度可达0.5KPa。实际中，我们的平衡阀精度很低，氢侧的油压明显低于空侧油压，造成油封箱频繁补油，使氢气品质下降。因此，提高平衡阀精度是提高氢气品质的重要手段。
4.3降低密封油温度
降低密封油温度，就是提高了油的粘度，增加了油质分子间的凝聚力，减小了分子间的距离，从而压缩了油中的含气量，阻止氢气的污染。规程规定密封油温度40℃至49℃，建议取下限40℃，对发电机无任何影响。
4.4提高检修质量，保证氢气干燥器和净油装置的正常运行，运行人员按照标准操作票精心操作，精心调整
5、结论
提高氢气品质是一个综合工程，需要检修人员提高检修质量，合理调整密封瓦间隙，保证平衡阀的精度，保证氢气干燥器和净油装置的正常运行，运行人员精心调整，保证密封油温度维持40℃，只有这样才能保证氢气的品质。
参考文献
[1]汽轮机运行技术问答.中国电力出版社，2000
作者简介
张铁（1963.10- ）：男，汉族，河北张家口人，大学专科，浙江大唐乌沙山发电有限责任公司，助理工程师，主要从事热能与动力工程专业工作。