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發(fā)電機(jī)氫氣干燥器故障分析和處理的電子方式論文
【摘 要】2009年6月1日在更換干燥器露點(diǎn)儀和發(fā)電機(jī)露點(diǎn)儀后，發(fā)電機(jī)和干燥器出口露點(diǎn)大幅上升，最終導(dǎo)致干燥器出口露點(diǎn)高報(bào)警，本文首先描述了問題發(fā)生的經(jīng)過，并初步提出了可能的原因。在經(jīng)過運(yùn)行、維修人員多次分析和檢查后，逐步排查發(fā)現(xiàn)入口分離器堵塞和部分干燥劑變黃，露點(diǎn)探頭不能真實(shí)反映發(fā)電機(jī)內(nèi)露點(diǎn)，以及干燥器加熱器加熱效果低等問題，最后提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施。
【關(guān)鍵詞】干燥器;露點(diǎn)儀;再生;干燥;干燥劑
1 問題產(chǎn)生的經(jīng)過
2009年6月1日，維修人員對(duì)發(fā)電機(jī)001/002露點(diǎn)儀作了預(yù)防性更換工作，更換后發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)和干燥器露點(diǎn)逐漸上升，并且更換一個(gè)半月后出現(xiàn)發(fā)電機(jī)露點(diǎn)高報(bào)警，002露點(diǎn)儀（發(fā)電機(jī)露點(diǎn)）前后的數(shù)據(jù)對(duì)照如下：
002露點(diǎn)儀更換前為：-52.2℃;更換后為：-26℃（24H后）;一個(gè)半月后：-15℃
報(bào)警后運(yùn)行人員按照?qǐng)?bào)警處理流程，檢查干燥器疏水罐，發(fā)現(xiàn)疏水罐無水排出，懷疑干燥器已經(jīng)失效，2009年7月13日運(yùn)行發(fā)出工作申請(qǐng)，要求對(duì)發(fā)電機(jī)干燥器進(jìn)行解體檢查。
2 發(fā)電機(jī)干燥器簡介
2.1 發(fā)電機(jī)干燥器的功能
一個(gè)可自行再生的氣體干燥器與發(fā)電機(jī)相連接，將發(fā)電機(jī)氫冷卻劑的露點(diǎn)保持在可接受的水平。
氣體干燥器是一個(gè)全自動(dòng)、連續(xù)工作、自行再生的雙室型干燥器，并帶有一個(gè)增壓鼓風(fēng)機(jī)。氣體干燥器從結(jié)構(gòu)上來說是由兩個(gè)完全相同的垂直腔室構(gòu)成，其中裝有活性的凡土干燥劑。當(dāng)發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣被一根管線引入到發(fā)電機(jī)干燥器，其中一股氫氣被引入干燥器一個(gè)腔室進(jìn)行干燥。而另一個(gè)股氫氣被引入另一個(gè)腔室對(duì)干燥劑進(jìn)行再生。當(dāng)在再生時(shí)，該腔室首先通過電加熱40分鐘，然后冷卻80分鐘，氫氣通過該腔室時(shí)，將干燥劑的水份帶出，經(jīng)過一個(gè)冷凝器、分離器，分離器將氫氣中水份分離出來，進(jìn)入一個(gè)小的疏水箱。這樣每隔兩小時(shí)，就有一個(gè)經(jīng)過再生的再生腔室來替換在前兩小時(shí)用來干燥發(fā)電機(jī)氣體的干燥腔室，以此循環(huán)往復(fù)。干燥器氫氣流程如下圖所示。
2.2 001/002露點(diǎn)儀及其功能
露點(diǎn)是：使空氣里原來所含的未飽和水蒸汽變成飽和時(shí)的溫度;當(dāng)空氣的相對(duì)濕度變成100%時(shí)，也就是實(shí)際水蒸汽壓強(qiáng)等于飽和水蒸汽壓強(qiáng)時(shí)的溫度，習(xí)慣上其單位常用攝氏度（℃）表示。
001/002露點(diǎn)儀，用來監(jiān)測流經(jīng)氣體的露點(diǎn)。001露點(diǎn)儀是用來監(jiān)測氣體干燥器出口露點(diǎn)的，由電纜與氣體柜（電氣部分）內(nèi)的處理機(jī)相連。002露點(diǎn)儀用來監(jiān)測發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣的露點(diǎn)，連續(xù)地監(jiān)測發(fā)電機(jī)氫冷卻劑的露點(diǎn)。
3 故障處理過程
根據(jù)故障現(xiàn)象的描述，分析其最有可能的兩個(gè)原因是：（1）001/002露點(diǎn)儀探頭的故障造成的數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確;（2）干燥器內(nèi)的干燥劑失效，造成干燥效果不好。首先對(duì)原因一進(jìn)行分析，在預(yù)防性更換001/002露點(diǎn)儀后一個(gè)半月就出現(xiàn)干燥器出口露點(diǎn)高報(bào)警，露點(diǎn)是一個(gè)逐漸上升的過程，因此可以排除露點(diǎn)儀故障的可能。其次對(duì)原因二進(jìn)行分析，由于疏水箱從2009.4月開始就沒有任何疏水排出來，而一個(gè)正常運(yùn)行的干燥器不可能長時(shí)間不疏水，因此干燥劑失效可能性極大，問題的焦點(diǎn)就集中到干燥器的再生部分和干燥劑本身上。
3.1 第一次故障處理
2009年7月16日，對(duì)干燥器進(jìn)行了解體檢查，檢查的重點(diǎn)是干燥器的兩個(gè)腔室，同時(shí)更換干燥劑。在解體檢查干燥劑時(shí)發(fā)現(xiàn)有部分干燥劑由白色變成黃色，約占總量的1/5，這些干燥劑已經(jīng)完全被油氣污染而失效，其余部分也由原來的雪白色變?yōu)榈疑�。同時(shí)發(fā)現(xiàn)干燥器入口氫油分離網(wǎng)全部被黃色油污粘附，布滿約100mm厚的分離網(wǎng)，且分離器桶壁也粘附大量的黃色結(jié)晶物，導(dǎo)致嚴(yán)重堵塞。
在第一次解體檢修后，發(fā)現(xiàn)干燥劑大部分已經(jīng)失效，同時(shí)干燥器入口油氣分離濾網(wǎng)也堵塞嚴(yán)重，所以造成干燥器無法正常工作，在處理這些問題后，2009年7月18日將干燥器投入運(yùn)行，投運(yùn)后露點(diǎn)變化：
002露點(diǎn)儀（發(fā)電機(jī)露點(diǎn)）：解體前-10℃;解體后為：-20℃（24H后）;
001露點(diǎn)儀（干燥器出口露點(diǎn)）：解體前-9℃;解體后為：-46℃（24H后）。
3.2 第二次故障處理
2009年7月21日現(xiàn)場巡視發(fā)現(xiàn)干燥器中A室在再生時(shí)，加熱溫度在395～400℃之間變化，沒有達(dá)到要求的500度。觀察B室生產(chǎn)時(shí)干燥器出口露點(diǎn)為-32.3℃，發(fā)電機(jī)露點(diǎn)為-19.9℃;觀察A室生產(chǎn)時(shí)干燥器出口露點(diǎn)為-17.2℃，發(fā)電機(jī)露點(diǎn)為-19.4℃，干燥器出口露點(diǎn)高于發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣露點(diǎn)，說明干燥器A室已經(jīng)不具備干燥功能，若繼續(xù)按該狀態(tài)運(yùn)行，A室的干燥劑將快速失效，干燥器出口露點(diǎn)高報(bào)警將再次出現(xiàn)。
在干燥器完成解體檢修投運(yùn)三天后，再次出現(xiàn)干燥器出口露點(diǎn)緩慢上升現(xiàn)象，而且上升速率明顯在加快，短時(shí)間內(nèi)干燥器內(nèi)的干燥劑再次失效，但按照以往經(jīng)驗(yàn)干燥劑一般運(yùn)行一年左右才可能出現(xiàn)逐步失效，而露點(diǎn)的快速上升說明干燥劑失效非常迅速，不符合以往干燥劑失效特性。因此在大家討論分析后懷疑干燥器切換閥存在內(nèi)漏，導(dǎo)致再生濕氣體通過旁路直接進(jìn)入干燥器出口管道，影響干燥器出口露點(diǎn)。為了驗(yàn)證閥門是否存在內(nèi)漏，于是決定對(duì)干燥器進(jìn)行再次解體檢查，重點(diǎn)檢查再生回路。
2009年8月2日再次對(duì)干燥器解體檢查，通過解體檢查發(fā)現(xiàn)干燥劑沒有失效，但B腔室的出口隔離閥存在內(nèi)漏，這樣在A室干燥、B室再生時(shí)，B室內(nèi)的再生濕氣體通過內(nèi)漏的隔離閥直接進(jìn)入干燥器出口管道，從而造成A室干燥時(shí)干燥器出口的露點(diǎn)下降明顯的假象。
2009年8月6日，干燥器再次已投運(yùn)，發(fā)電機(jī)氫氣露點(diǎn)-12.5℃，干燥器出口氫氣露點(diǎn)-41.7℃，A/B列切換時(shí)干燥器出口氫氣露點(diǎn)溫度無異常變化。
3.3 第三次故障處理
2009年8月10日，干燥器在投運(yùn)四天后再次出現(xiàn)露點(diǎn)逐漸上升現(xiàn)象，干燥器露點(diǎn)達(dá)到-15℃，發(fā)電機(jī)露點(diǎn)為-14℃，而且A/B室干燥時(shí)，干燥器出口露點(diǎn)變化不大，說明干燥劑再次失效，而且露點(diǎn)惡化速率與第二次基本一致。
從上次解體可以肯定干燥劑短時(shí)間不會(huì)失效，而造成干燥劑無法正常工作可能還是出現(xiàn)在再生回路上，如果干燥器再生失效，導(dǎo)致干燥劑飽和后失去干燥能力，則干燥器出口露點(diǎn)自然上升。經(jīng)過上次解體可以排除閥門上存在問題可能，此時(shí)最大的疑點(diǎn)在干燥器加熱回路上。
2009年8月11日維修人員對(duì)干燥器A、B腔室的加熱器溫度探頭進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)加熱器探頭深入到A、B腔室太短，造成探頭不能真實(shí)反應(yīng)A、B腔 室內(nèi)的溫度，當(dāng)探頭檢測到溫度達(dá)到500度時(shí)，實(shí)際上A、B腔室底部的溫度還偏低，這樣內(nèi)部的干燥劑無法加熱到要求溫度，從而導(dǎo)致干燥劑中的水份無法分離出來被再生氣體帶走，隨著多次的再生不充分最終導(dǎo)致干燥劑飽和。
在維修人員調(diào)整探頭位置后，2009年8月12日檢查，發(fā)電機(jī)及干燥器露點(diǎn)情況明顯好轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)氫氣露點(diǎn)溫度為-17.7℃（調(diào)整前為-14℃左右）;干燥器出口氫氣露點(diǎn)溫度為-30℃（調(diào)整前為-15℃左右）。A、B腔室外殼溫度上升明顯加快，15分鐘內(nèi)即達(dá)到70℃（調(diào)整前為60分鐘后達(dá)到70℃），桶壁最高溫度達(dá)到100℃（調(diào)整前最高溫度為70℃），說明加熱器效率已得到明顯改善。
4 故障原因總結(jié)
實(shí)際上本次干燥器故障模式，是多重故障疊加造成，具體過程如下：
發(fā)電機(jī)和干燥器露點(diǎn)儀故障造成了不能真實(shí)反應(yīng)發(fā)電機(jī)和干燥器的露點(diǎn)，從而失去了發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常的有效手段，當(dāng)進(jìn)行例行更換露點(diǎn)儀工作時(shí)才將設(shè)備故障問題暴露。
在第一故障處理過程中，發(fā)現(xiàn)了干燥劑的失效和入口濾網(wǎng)的堵塞，但忽視了再生回路的檢查，通過干燥器的再次投運(yùn)才發(fā)現(xiàn)再生回路存在內(nèi)漏的可能。
在第二次故障處理過程中，發(fā)現(xiàn)了隔離閥的內(nèi)漏造成的再生回路被旁路，但這樣內(nèi)漏應(yīng)該不足以造成干燥劑短時(shí)間失效，說明干燥劑無法正常干燥還有更深層次的原因。
在第三次故障處理中才真正找到干燥劑短時(shí)間失效的原因，加熱器加熱溫度不足，而加熱溫度不足是溫度探頭位置不適當(dāng)造成的。因此干燥器再生回路失效主因是加熱器加熱溫度不足，輔因是閥門存在內(nèi)漏，這兩項(xiàng)故障的疊加造成了再生回路的故障。
本次干燥器故障是由四個(gè)故障原因疊加造成的，其中露點(diǎn)儀的失效造成設(shè)備監(jiān)測功能的失效，干燥劑的失效和入口濾網(wǎng)的堵塞造成了干燥功能的失效，而隔離閥門內(nèi)漏和加熱器加熱效率不足造成了再生回路的失效，這樣的故障模式非常少見，收集和總結(jié)這樣的故障處理過程，對(duì)以后干燥器的故障分析和處理具有一定的借鑒意義。
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