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浅析汽轮发电机氢气超标的危害及措施

作者：蒲 平

来源：《管理观察》2010年第36期

摘 要：目前大型汽轮发电机广泛采用氢气冷却,本文分析了氢气纯度、湿度超标的主要原
因及危害，并 提出了现场应对的几种措施，旨在为工程技术人员在实践中提供参考。
关键词：氢冷 氢气超标 危害 措施

1.引言
目前，随着我国电力生产规模的不断扩大和单机容量的提高， 300 MW及以上大型汽轮发
电机已成 为我国电网的主力机组，其绝大部分采用水－氢－氢（即定子绕组内冷，转子绕组氢
内冷，定子铁芯及构 件氢外冷）冷却方式。
大型汽轮发电机之所以广泛采用氢气冷却，一是氢气导热系数 较高，如氢气是空气导热系
数的6.69倍，有助于发电机的冷却；二是氢气的表面散热系数大，如氢气 为空气的1.51倍，
发电机损耗引起的热量可由氢气迅速带走，提高冷却效果；三是氢气密度小，如空 气密度是氢
气的14.3倍，故用氢气作冷却介质能够最大限度降低通风损耗，通常使效率提高0.8% ～
1.15%；四是氢冷发电机机壳内氧气含量＜2%,氢气中的绝缘材料不宜被氧化且电晕大大减小；五是氢气纯度符合要求 (发电机机壳内氢气纯度＞96%,含氧量小于2%)时,若发电机内部发生短路故障时,因氢气不助燃,从而可避免发生着火的危险。然而，氢气品质的好坏直接关系到
发电 机的安全运行，若氢冷汽轮发电机内若进入大量非氢气体，会使氢气纯度和湿度迅速降
低，直接影响氢气 冷却效果，进而对发电机组安全运行带来很大危害。因此，氢气超标不是一
个小问题，绝不容忽视。
2.氢气纯度、湿度超标的主要原因及危害
我国发电机运 行规程规定：“一般要求发电机内氢气纯度保持在96%以上，低于此值时，
应进行排污”。进口600 MW水氢氢汽轮发电机要求机内氢气纯度不低于97%或98%。
发电机运行时由于 密封瓦的氢侧回油带入溶于油的空气，或密封油箱的油位过低时从主油
箱的补充油中混入空气，致使机内 氢气纯度下降，一般情况下，当机壳内的氢压不变时，氢气
纯度每降低1%，其通风摩擦损耗约增加11 %，从而降低发电的效率，且造成机内构件局部过
热，同时有害气体的存在还会造成绝缘老化、铁芯及其 金属部件腐蚀。