概述
我厂发电机为哈尔滨电机股份有限公司生产的QFSN4-600-2三相同步汽轮发电机。发电机采用水-氢-氢冷却方式：定子线圈直接水冷，转子线圈直接氢冷，转子本体及定子铁芯氢冷，定子出线水内冷。
1. 氢气湿度对机组的影响
正常运行中，对于氢气湿度的监视与控制对采用水氢氢冷却方式的发电机组有着重要意义，氢气湿度过高和过低均会影响到发电机组的安全运行。a、发电机内氢气湿度过低，会引起其内部绝缘材料的收缩，造成固定结构的松弛，甚至会使绝缘垫块产生裂纹；b、发电机内氢气湿度过高时，一方面会降低氢气纯度，使通风摩擦损耗增大，冷却效果降低，频繁补排氢气，效率降低从而影响经济性；与此同时，还会降低定子绕组的绝缘强度（特别是达到结露时），使定子绝缘薄弱处发生表面爬电、闪络、相间短路等，而且还会使发电机转子护环产生应力腐蚀纹损并使裂纹快速发展，特别是在机组高负荷的情况下，应力腐蚀会使转子护环出现裂纹，而且会急剧恶化。
2.现象描述
5月11日，发电机氢气湿度出现了缓慢增大的现象。检查氢气干燥器已正常投入运行,氢气湿度仍由-11℃逐步上升,5月25日已最高至-1℃左右(同负荷下#1机组氢气湿度为-10℃左右),除湿效果显然很不理想.
3.氢气湿度高原因分析
影响氢气湿度的各个主要因素有发电机定冷水系统、氢冷器、密封油系统、补排氢系统、氢气干燥器等,对各因素进行详细分析如下:
3.1 定冷水系统，氢冷器系统对氢气湿度的影响
若发电机内部线棒、水接头、水盒等部位发生渗漏,将造成氢气湿度增大。但定冷水压力低于氢压较多，定冷水系统压力稳定，可排除定冷水漏入的可能。
此外，氢冷器镍铜冷却水管破裂或存在沙眼、冷却水管与两端水箱的胀口质量不良，冷却器密封垫不严，也将发生冷却水直接与氢气接触，造成氢气湿度增大。而氢冷器采用开式水冷却，开式水压较为稳定，各氢冷器入口的实际水压在0.28MPa左右，低于氢压较多，亦可排除氢冷器系统漏水导致发电机导致机组氢气湿度大的可能。
3.2 密封油系统对氢气湿度的影响
我厂的密封油系统为集装式，其密封油路为双流环式，正常运行中，氢侧密封油压力略高于氢气压力，而氢气直接同密封油接触，如果密封油内水分含量超标，将会引起发电机氢气的湿度超标。我厂密封油系统的中氢侧密封油箱的补油来自空侧密封油供油管路上的过滤器出口，排油经油封箱内排油浮球阀排至空侧油泵来油总管，而空侧密封油油箱通过U型管结构管路与大机润滑油回油管道连接，空侧密封油的备用油源均由大机润滑油系统提供。
由于润滑油系统在润滑汽轮机各轴瓦时受到轴封系统的影响，会使润滑油的水分含量增加，从而密封油的水分含量也会增加，进而影响到氢气的湿度。但查询近期大机润滑油化验结果可知，大机润滑油水分含量处于正常范围内，因此可以排除大机润滑水分含量高造成氢气湿度增大。
我厂氢油差压目前设定值为85±10KPa，实际运行中，氢油差压能维持在92KPa左右，避免了氢侧密封油可能会进入发电机，或空侧密封油向氢侧密封油窜油现象的发生。并且主差压阀和平衡阀动作正常，发电机漏液监测装置也未发现漏液，因此可以排除密封油运行不良造成氢气湿度增大。
3.3 补氢系统对氢气湿度的影响
发电机补氢气源采用氢罐，氢罐中氢气由制氢站制得，因此罐内氢气的质量将直接影响补氢后发电机内氢气的湿度，而制氢机氢气湿度均在-50℃以下，补氢用氢罐氢气湿度均在-40℃以下，虽未满足规程要求，但对比氢气系统运行情况，补氢并非机组氢气湿度下降的主要原因，故可排除补氢因素。
3.4 氢气干燥器对氢气湿度的影响
我厂采用的氢气干燥器是牡丹江市联合电力设备有限公司生产的XFG-1F-1型氢气干燥器，发电机内湿氢气在转子两端风扇的作用下顺序经过：除湿装置入口湿度计、油分离器、吸附式干燥器，氢气进入吸附式干燥器后，所含水分被干燥剂吸附，被干燥后的氢气返回至发电机内。当活性氧化铝吸收水分达到一定程度后，程序将其切至再生过程，通过加热使氧化铝束缚的水分汽化，再通过存留氢气的循环将水汽带出，经冷凝器冷却后，水从疏水口排出，氢气返回再生塔继续循环。干燥剂的再生效果对整个干燥器的干燥效果影响至关重要，所以再生后的冷凝水要及时排出。
通过就地检查，确认氢气干燥器冷却水进口阀、出口阀；发电机至氢气干燥器进口阀、出口阀；发电机氢气进、出口管道阀门；冷凝器入口阀；汽水分离器疏水阀均已开启，各阀门处于正常状态，氢气干燥器正常投运。不过，其中冷凝器入口阀按照厂家说明书中要求理应开度为4-5圈左右，以防止通过氢气干燥冷却器的氢气量过多而导致冷却不充分，从而湿度过高。实际检查冷凝器入口阀为全开状态，于是将冷凝器入口阀开度关小至4圈，观察一段时间后发现氢气湿度由-2℃缓慢降至-4.5℃左右后便不再降低。氢气湿度下降幅度较小，仍不满足规程中的要求范围。排除冷凝器入口阀开度为氢气湿度过高主要因素。
然而在检查过程中触摸氢气干燥器冷却水进出口管道时发现，冷却水进出口管壁温度较高，测得温度为37℃左右，远高于开式水进、回水母管温度（正常夏季开式水进水温度为27.5℃，回水温度30.5℃），初步怀疑氢气干燥器冷却水进出口管道流量小、存在堵塞，冷却器换热效率下降，进而影响氢气中水分
冷凝分离，导致氢气湿度较高。（下图为氢气干燥器冷却器系统图）
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4.处理过程
为验证氢气干燥器冷却水进出口管道存在堵塞这一猜想，便将氢气干燥器冷却水出口管道上压力表卸下，打开冷却水出口压力表手动门，观察发现氢气干燥器出口冷却水浑浊，水中存在固体杂质，水质很差。在排放一段时间后，出口水质较为改善，但氢气湿度依旧未发生变化。在敲击进口管道时，出口水质再次出现浑浊、杂质的现象，因而可以确定氢气干燥器冷却水入口管道存在堵塞问题。
在考虑到开式水回水温度仅有30℃左右，压力在0.31MPa，可通过开式水回水反向流过氢气干燥器冷却器从而同样可以达到一定程度的冷却效果（励端、汽端氢气温度在41℃左右）。因而将氢气干燥器冷却水进出口手动门关闭，在入口管道与冷却器连接法兰处出分开，单独在氢气干燥器冷却水入口法兰处以一根软管接至放水槽中。再缓慢开启氢气干燥器冷却水出口手动门，可见开式水回水经氢气干燥器冷却水出口流经冷却器，再从入口软管稳定流出，水质干净。
虽然冷却水与氢气同向流动，冷却效果不如对流冷却，但在接下来的观察中发现氢气湿度正在逐步下降，28日已降至-12℃左右，已达到规程要求范围内。
5.总结与建议
a.此次关于#2机组氢气湿度高的原因分析过程中可以发现，影响氢气湿度及纯度的影响因素较多，在平常机组正常运行过程中，若发现此类现象，应逐条细致分析处理。
b.从之前观察到的氢气干燥器出口水质浑浊及杂质的情况，大体可以得出氢气干燥器冷却器冷却水入口门前管路存在堵塞，冷却水不通畅，干燥剂再生效果差导致氢气湿度偏高。
c.目前另一台机组氢气湿度为-10℃左右，平均比正常机组高3℃，初步怀疑机组氢气干燥器冷却器冷却水管道同样存在堵塞现象，监盘时需多加留意其变化趋势，提前做好相应措施的准备工作，待有停机机会时进行进一步检查。