200MW集控四值QC成果

预祝本次QC成果发布会圆满成功！发布人：赵永胜中国华能·北方联合电力公司呼和浩特热电厂发电部技术攻关QC小组

降低#1发电机排补氢气次数小组名称呼和浩特热电厂技术攻关QC小组

成立日期2009.1

小组人数7人课题类型现场型注册日期2011.1注册编号HRD-JK-04

活动周期2011.1～2011.12活动次数15平均每次活动时间2小时成员参加率100%课题名称降低#1发电机排补氢气次数小组成员简介姓名组内分工年龄文化程度组内职务赵方

方案决策37本科组长田志刚技术培训指导35本科副组长金建强对策实施34本科组员王亮对策实施32本科组员郑贵成对策实施38专科组员高建春对策实施33本科组员赵永胜记录统计25本科组员小组概括北方联合电力呼和浩特热电厂背景简介北方联合电力呼和浩特热电厂

我公司1、2号机组为2台200MW国产机组，其中1号机组2001年12月投产发电，其发电机系哈尔滨电机厂生产的QFSN—200—2型水氢氢冷却发电机。为了密封发电机内的氢气，机组设置了密封油系统,采用双流环式密封瓦密封，在正常运行时可有效地密封发电机内的氢气及防止密封油进入发电机内。发电机氢侧密封油空侧密封油氢侧密封油发电机氢气冷却系统图选题理由北方联合电力呼和浩特热电厂部门要求发电机72小时内排补氢气次数≤2次设备现状

小组对2010年9月到11月#1发电机排补氢气次数进行了统计，平均排补氢气次数为16.6次。时间9月10月11月平均平均排补氢气次数15.316.218.416.6注：1、平均排补氢气次数=∑每72小时排补氢气次数/102、数据来源于氢站运行记录本日期月份123456789101112131415161718192021222324252627282930累计964557476657457465654445654354515310546557364657457556655476754765162117668657675667556765576767856471842010年9月-11月#1发电机排补氢气次数统计表

2010年9月至11月#1发电机排补氢气次数折线图如下：结论：2010年9月到11月，#1发电机的平均排补氢气次数为16.6次，与部门要求值2次相比，存在较大的差距。选定课题

降低#1发电机排补氢气次数#1发电机排补氢气次数活动目标柱状图制图人：赵永胜制图日期：2011年3月12日

北方联合电力呼和浩特热电厂目标值确立及可行性分析1、目标值确立将#1发电机排补氢气次数由现状的16.6次减少到2次北方联合电力呼和浩特热电厂目标值确立及可行性分析2、目标值可行性分析（1）目标现状分析，对造成#1发电机排补氢气次数高的主要问题进行统计。序号项目频数（次）占比率（%）1发电机内氢气纯度低25450.92发电机内氢压低22845.73启停机工况要求102.04人员操作调节不规范71.4序号项目9月10月11月合计1发电机内氢气纯度低（≤96%）7383982542发电机内氢压低（≤0.270Mpa）7869812283启停机工况要求10104人员操作调节不规范257合计1531621844991）调查表2）统计表3）根据统计表制出饼分图45.7%50.9%3.4%从图中可以看出，发电机内氢气纯度低、发电机内氢压低是造成#1发电机排补氢气次数高的主要问题。制图人：赵永胜制图日期：2011年3月12日

北方联合电力呼和浩特热电厂3、目标可行同类型设备#2机组平均排补氢气次数时间2010.92010.102010.11平均值符合规程要求！72h内平均排补氢气次数1.51.71.31.5横向对比比照同一问题在同类型设备#2机组上的运行情况主要问题#1K排补氢气次数#2K排补氢气次数分析结论发电机内氢气纯度低25414两者条件相同，预计可解决的次数：254-14=240问题解决后，预计可达到的平均排补氢气次数为：[499-（240+211]/30=1.6发电机内氢压低22817两者条件相同，预计可解决的次数：228-18=211纵向对比：查阅记录我厂#1发电机2010年3月的平均排补氢气次数仅为1.3次，因此从理论上讲，实现72小时内发电机的排补氢气次数≤2次的目标是可行的。北方联合电力呼和浩特热电厂目标可行！目标值确立及可行性分析原因分析制图人：赵永胜制图日期：2011年4月7日

北方联合电力呼和浩特热电厂

针对主要问题发电机内氢气纯度低和发电机内氢压低采用关联图进行原因分析。发电机内氢气纯度低发电机内氢压低氢站来气纯度低制氢系统漏气氢站值班员技术不过关氢站化验不准确氢气化验仪表故障外界空气漏入空侧油压波动空侧密封油工作不正常平衡阀调节性能差密封油系统工作不稳定发电机本体漏氢机壳结合面漏氢氢油压差波动氢压取样信号不稳定氢侧密封油工作不正常氢气管阀漏氢外部连接管道漏氢定冷水系统漏氢定子绕组引出线套管漏氢氢气干燥器漏氢根据以上分析,我们共得出了如下九条末端因素:序号末端因素1氢站值班员技术不过关2氢气化验仪表故障3制氢系统漏气4氢压取样信号不稳定5空侧油压波动6平衡阀调节性能差7机壳结合面漏氢8外部连接管道漏氢9定子绕组引出线套管漏氢北方联合电力呼和浩特热电厂要因确认北方联合电力呼和浩特热电厂要因一氢站值班员技术不过关确认时间4月29日-5月10日确认人高建春赵永胜确认方法检查考核确认标准《发电部员工培训上岗管理标准》规定：岗位值班人员经岗前培训学习后，考试成绩必须达到85分以上方可上岗值班

班组对氢站值班员4人次进行摸底考试和考问讲解，其中理论知识占40%,实操技能占60%,成绩统计如下表:结论花名类别高风华陈海英薛翠霞邢丽运规考试（30分）27252526现场考问（30分）25262425实践操作（40分）32333735总分94948696统计:赵永胜时间:2011年5月10日确认结果：氢站值班人员理论扎实，操作技能熟练，考试成绩均达到了85分，技术水平达到了岗位值班要求。北方联合电力呼和浩特热电厂要因二氢气化验仪表故障确认时间4月29日-5月10日确认人高建春赵永胜确认方法查看缺陷记录确认标准《设备部设备缺陷控制》要求：机组设备缺陷不超过1次/年我厂氢气纯度化验仪器用的是“491型工业气体分析仪”，我们通过查阅2010年1月到12月氢站BFS++上缺陷记录情况：

氢气纯度化验仪月度故障次数统计结论要因确认月份123456氢气纯度化验仪故障次数000000月份789101112氢气纯度化验仪故障次数0000002010年1至12月氢气纯度化验仪未出现故障。

确认结果：2010年1至12月氢气纯度化验仪未出现缺陷，符合设备缺陷控制要求。北方联合电力呼和浩特热电厂要因三制氢系统漏气确认时间4月29日-5月10日确认人高建春赵永胜确认方法检查化验确认标准《氢站设备规范和技术标准

》规定：氢站所生产的氢气纯度≥99%

我厂所用制氢装置为苏州竞立制氢有限公司生产的DQ-5/3.2型中压水电解制氢装置系统，氢气生产流程为：结论要因确认电解槽氢分离器气水分离器气动薄膜调节阀干燥装置氢气储罐各阶段氢气纯度化验结果：氢分离器干燥装置氢气储罐99%99.8%99.9%确认结果：制氢各阶段氢气品质良好，氢气纯度达到了99%以上，符合技术标准要求。北方联合电力呼和浩特热电厂要因四氢压取样信号不稳定确认时间5月21日-6月4日确认人王亮确认方法现场检查确认标准《集控运行规程》说明：在稳定工况下，发电机氢油差压应保持在40—60KPa结论要因确认时间1：213：085：328：1710：22

最大值实时氢油差压48KPa36KPa52KPa66KPa51KPa71KPa时间12：5515：2318：0221：4323：16最小值实时氢油差压46KPa57KPa54KPa61KPa39KPa34KPa确认结果：在稳定工况下，发电机氢油差压在34—71KPa

波动，不符合规程要求。

我们通过差压阀工作原理示意图可以看出，差压阀的活塞上面引入机内氢气压力信号，活塞下面引入被调节并输出的空侧密封油压信号，密封油压随氢压信号的变化而变化。如果氢压信号不稳定，势必会引起密封油压跟随发生变化，因此造成氢油压差发生大幅波动。小组成员对2011年5月3日#1发电机密封油氢油差压曲线进行了调阅，并对部分时间点的氢油压差值作了如下统计：负荷氢油压差北方联合电力呼和浩特热电厂要因五空侧油泵出口压力波动确认时间5月21日-6月4日确认人高建春确认方法检查、查阅确认标准《集控运行规程》说明：在稳定工况下油泵的出口压力保持在0.4±0.05MPa为了检查空侧密封油泵的运行稳定情况，我们首先对密封油泵的运行电流历史曲线进行了查阅：同时，我们又对空侧密封油泵的出口压力进行了不定期记录统计（单位：MPa）：结论要因确认时间4.54.94.144.174.214.254.274.295.2压力0.410.420.390.430.420.410.430,420.43负荷氢压油泵电流确认结果：油泵电流和出口压力稳定，符合规程要求。北方联合电力呼和浩特热电厂要因六平衡阀调节性能差确认时间5月21日-6月4日确认人高建春确认方法检查考核确认标准《集控运行规程》说明：稳定工况下发电机两侧平衡阀的氢侧与空侧密封油差压应保持在±0.5Kpa之间根据密封油平衡阀的工作原理，应保持氢侧密封瓦两侧的油压相等，以防止两侧油流相互串动。但在实际运行中很难保持两侧油压相等，因此运行调整中一般保持密封瓦的两侧油压差值不超过0.5Kpa（5cmH2O），防止氢气外泄。我们在现场连续数天检查密封瓦油压平衡表时发现，发电机两侧密封瓦差压超过了0.5Kpa（5cmH2O），如图所示，造成氢侧油窜入空侧，带走大量的氢气。发电机两侧平衡表指示值（单位：cmH2O）结论要因确认确认结果:密封瓦氢侧油压高于空侧油压超过0.5Kpa（5cmH2O）,不符合运行规程要求。日期5.225.245.265.285.306.2励侧687567汽侧456655北方联合电力呼和浩特热电厂要因七机壳结合面漏氢确认时间6月25日-7月1日确认人赵方高建春确认方法检查分析确认标准《SQJ-IA型可燃气体检漏仪使用说明》规定：周围环境中可燃气体浓度达到1%，仪器发报警发电机机壳结合面结合面积大，密封难度也大，是极易造成漏氢部位，电气检修人员曾针对日常检查中发现的漏氢部位进行了多次注胶处理。此外，固定端盖的螺孔可能在运行中由于振动而变形松动，造成漏氢。我们针对可能引起漏氢的部位进行了检查，各部位检测结果如下表：结论要因确认检测地点氢气浓度端盖与机座结合面处0.6%上下端盖结合面处0.2%固定端盖的螺孔处0.3%进、出风温度计结合面处0.1%四角冷却器上部端盖处0.5%确认结果：发电机机壳结合面虽然是极易漏氢部位，但在日常维护中已基本处理，各测点的氢气浓度均未超标，符合要求。北方联合电力呼和浩特热电厂要因八外部连接管道漏氢确认时间6月25日-7月1日确认人赵方高建春确认方法检查考核确认标准《SQJ-IA型可燃气体检漏仪使用说明》规定：周围环境中可燃气体浓度达到1%，仪器发报警由于氢气管路在厂房内通过多道阀门及连接法兰，极易受振动等原因造成氢气连接法兰垫片的松动，引起漏氢。为了查找氢气管路上是否有漏点，我们分别对氢系统的各管路、阀门进行了检测，结果如下表：结论要因确认检测地点氢气浓度发电机排补氢气阀门处0.8%氢气干燥器管路各阀门处0.2%确认结果：发电机氢系统各管路、阀门处氢气浓度未超标，符合要求。北方联合电力呼和浩特热电厂要因九定子绕组引出线套管漏氢确认时间6月25日-7月1日确认人赵方高建春确认方法检查考核确认标准《SQJ-IA型可燃气体检漏仪使用说明》规定：周围环境中可燃气体浓度达到1%，仪器发报警在水氢氢冷却的发电机上，定子绕组采用水内冷，其空心导线内的水压低于机内氢压，所以当空心导线的严密性遭到破坏，氢气便先漏入定子绕组空心导线内冷水中。为了检查定子绕组的严密性，我们在发电机定子冷却水箱对空排气管处进行检测，结果如下表：结论要因确认检测地点定子冷却水箱对空排气管处氢气浓度0.7%确认结果：发电机定子水箱排气管处氢气浓度未超标，符合要求。经过对以上九条末端因素的逐条分析，确定两条要因：氢压取样信号不稳定平衡阀调节性能差北方联合电力呼和浩特热电厂对策实施计划表制表人：赵永胜制表日期：2011年7月03日北方联合电力呼和浩特热电厂序号项目对策目标措施负责人地点时间1氢压取样信号不稳定重新选取氢压信号取样位置保证在稳定工况下发电机氢油差压保持在40—60KPa1、设计选取发电机内氢压取样信号位置金建强200MW集控室2011.07.05至07.062、办理工作票，改造安装氢压取样信号管郑贵成#1K密封油系统区域2011.07.08至07.123、通过频率直方图验证效果王亮#1K密封油系统区域2011.07.14至07.182平衡阀调节性能差优化氢侧密封油运行工况值保证发电机两侧平衡阀的氢侧与空侧密封油差≤±0.5KPa1、通过正交试验确定氢侧密封油运行工况参数金建强高建春#1K密封油系统区域2011.07.20至08.052、对新确定运行工况参数进行调试田志刚赵永胜#1K密封油系统区域2011.08.16至08.19制定对策针对要因，我们制定了对策、确立了目标、提出了实施措施，并明确实施时间、地点、负责人。对策实施北方联合电力呼和浩特热电厂发电机差压阀氢压信号空侧油压信号发电机差压阀氢压信号空侧油压信号实施一：重新选取氢压信号取样位置1、设计选取发电机内氢压取样信号位置实施前实施后实施时间：2011.7.5-2011.7.6

实施人员：金建强田志刚2、办理工作票，改造安装氢压取样信号管按照改造设计图，办理了热力机械工作票（201107Q007），在4.5米处发电机底部截断原先的机内氢压信号取样管并堵死，在氢侧回油U形管处重新打孔取样，安装与原取样管材质相同的Φ22的烙锰钢管，用高压氩弧焊焊接。实施时间：2011.7.8-2011.7.12

实施人员：郑贵成北方联合电力呼和浩特热电厂３、调试在改造完成后，小组决定通过用频率直方图来验证其效果.

过程如下:制表人：赵永胜时间：2011.7.18注：表中数据是实测数据减去40Kpa简化值测试单位（Kpa）396961179710941210131112129111375121479101811979567139661489849898111110109118111211148791411131011689101491114910710915761012811109（1）

收集数据

小组成员在2011.7.15-2011.7.18日，收集了90个发电机密封油氢油差压变化的测试数据。这是我们收集的数据表,整理如下:密封油氢油差压数据表北方联合电力呼和浩特热电厂(2)

确定数据的极差（R）

用数据的最大值减去最小值求得：最大值Ｘmax＝18（Kpa

），最小值Ｘmin＝1（Kpa

）

所以极差

Ｒ＝18–1=17(Kpa)

(3)

确定组距（h）组数K＝9，将数据分为9组。组距h＝Ｒ／Ｋ＝17／7≈1.9(Kpa)，即组距h=2.0（Kpa）

(4)确定各组的界限值（Kpa）最小测量单位是个位，其界限值应取0.5。第一组下限值：0.5；第一组上限值：0.5＋2.0＝2.5；第二组下限值：2.5；第二组上限值：2.5＋2.0＝4.5；第三组下限值：4.5；第三组上限值：4.5＋2.0＝6.5；第四组下限值：6.5；第四组上限值：6.5＋2.0＝8.5；第五组下限值：8.5；第五组上限值：8.5＋2.0＝10.5；第六组下限值：10.5；第六组上限值：10.5＋2.0＝12.5；第七组下限值：12.5；第组七上限值：12.5＋2.0＝14.5；第八组下限值：14.5；第组七上限值：14.5＋2.0＝16.5；第七组下限值：16.5；第组七上限值：16.5＋2.0＝18.5；北方联合电力呼和浩特热电厂制表人：赵永胜时间：2011.7.18(5)

画出直方图频率分布表编号组界小到大组中值频率统计频率值10.5—2.51.5★122.5—4.53.5★★★334.5—6.55.5★★★★★★★★846.5—8.57.5★★★★★★★★★★★★★★★★★1758.5—10.59.5★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★30610.5—12.511.5★★★★★★★★★★★★★★★★★★18712.5—14.513.5★★★★★★★★★★10814.5—16.515.5★★2916.5—18.517.5★1合计90北方联合电力呼和浩特热电厂密封油氢油差压直方图制图人：赵永胜时间：2011.7.18实施结论：在稳定负荷下，发电机密封油氢油差压变化范围由原来34Kpa）-71（Kpa）降到41（Kpa）-58（Kpa）

，在标准范围40（Kpa）-60（Kpa）之内，完成了实施目标。实施时间：2011.7.15-2011.7.18

实施人员：王亮2.5Ｘ０２５２０１５１０５３０ＴＬＴＵＴＭ-n=90X=9.5(Kpa)M=10.0(Kpa)-0差压（Kpa）20.0频率0.54.56.58.510.512.514.516.518.5

(6)

形状分析和判断

从图中可以看出中部有一顶峰,左右两边逐渐降低,近似对称.因此可以判断其是正常型直方图.此型可以判断设备运行正常,处于稳定状态.氢油差压变化范围在41Kpa（1+40）-58Kpa（18+40）之间,平均值达到了49.5Kpa（9.5+40)。北方联合电力呼和浩特热电厂实施二：优化氢侧密封油运行工况1、正交试验过程为了使发电机密封油达到最佳效果，小组决定通过做正交试验来优化氢侧密封油运行工况，过程如下：（1）明确试验目的

我们希望通过正交试验，调整发电机氢侧密封油系统运行工况，使发电机氢侧密封瓦内空氢侧油压达到平衡，从而提高发电机内氢气纯度。（２）确定考察指标

考察指标：发电机内氢气纯度（≥96%）；氢侧密封油平衡表指示值（≤±5cmH2O）（３）挑因素，选水平，制定因素水平表

通过分析矛盾,选择平衡阀入口截止阀开度、密封油箱补油电磁阀旁路门开度、氢侧密封油温、防爆风机入口闸阀开度这四个参数作为考察因素，并各自选出了三个水平，制定了的因素水平表。如下表所示：对策实施北方联合电力呼和浩特热电厂

因素

水平平衡阀入口截止阀开度(扣)密封油箱补油电磁阀旁路门开度(扣)氢侧密封油温（℃）防爆风机入口闸阀开度(扣)一31/2353二61404三93/2455因素水平表（４）设计并实施试验方案我们选用标准的L9(34)正交试验表进行试验。将平衡阀入口截止阀开度，密封油箱补油电磁阀旁路门开度，氢侧密封油温，防爆风机入口闸阀开度分别按因素水平表内确定的数值进行了9种不同配置（运行15天）的试验，通过试验得出了9个结果。北方联合电力呼和浩特热电厂

试验号

因素、列号试验结果平衡阀入口截止阀开度A补油电磁阀旁路门开度B氢侧密封油温度

C防爆风机入口闸阀开度D发电机内氢气纯度（%）氢侧密封油平衡表指示值（cmH2O）1１（３扣）1（1/2扣）3（45℃）2（3扣）96.0+322（６扣）11（35℃）1（4扣）96.5+533（９扣）12（40℃）3（5扣）96.3+8412（１扣）2197.5+15223396.9+36321296.8+4713（3/2扣）1396.7-48232296.4

-59333195.1-10Ⅰ290.2288.8290.0289.1Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ=868.2Ⅱ289.8291.2290.2289.2Ⅲ288.2288.2288.0289.9R2.03.02.20.8制表人：高建春时间：2011.7.20北方联合电力呼和浩特热电厂（5）试验结果分析

看一看：第4号配比A1B2C2D1氢气纯度最高达到了97.5%，并且平衡表指示值为1cmH2O，符合要求，因此从直观看第四号配置效果最好。

算一算：从各因素的和数Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ来看，最好的位级是A1B2C2D3

，第四号配比有三个级位相同。因此，第四号配比效果最好。

从极差R分析：B因素密封油箱补油电磁阀旁路门开度的极差值为3.0高于其它因素，是重要因素；C因素氢侧密封油温和A因素平衡阀入口截止阀开度的极差值分别是2.2和2.0为次重要因素；D因素防爆风机入口闸阀开度的极差值为0.8为再次重要因素。第4号配置的A1B2C2D1的重要、次重要因素的位级都是最佳位级。因此第四号配置的效果最好。

综合分析第4号配置最佳。因此，我们采用位级为A1B2C1D1。平衡阀入口截止阀开度（3扣），密封油箱补油电磁阀旁路门开度（1扣），氢侧密封油温（40℃），防爆风机入口闸阀开度（3扣）。即4号试验配比方案。

实施时间：2011.7.20-2011.8.5

实施人员：金建强高建春北方联合电力呼和浩特热电厂2、调试过程按照第4号试验配比方案，小组成员在2011.8.16-2011.8.18日对发电机密封油系统进行了调试，调试过程中我们对氢侧密封油平衡表指示值进行了记录,统计结果如下:氢侧密封油平衡表指示值统计表时间（8.16）04:0008:0012:0016:0020:0024:00平衡表指示值（cmH2O）+1.2+1.3+1.3+1.4+1.5+1.3时间（8.17）04:0008:0012:0016:0020:0024:00平衡表指示值（cmH2O）+1.4+1.3+1.1+1.0+1.1+0.9时间（8.18）04:0008:0012:0016:0020:0024:00平衡表指示值（cmH2O）+0.9+1.0+1.2+1.1+1.4+1.3平衡表平均指示值1.2cmH2O实施结论：通过调试试验后，氢侧密封油平衡表的平均指示值降低到1.2cmH2O，完成目标要求（≤±5cmH2O），达到了发电机氢侧密封瓦内空侧油压与氢侧油压的平衡。实施时间：2011.8.16-2011.8.18实施人员：田志刚赵永胜效果检查北方联合电力呼和浩特热电厂效果检查一效果检查期发电机补排氢气次数实施之后，我们从2011年9月～11月对发电机补排氢气次数进行跟踪调查，调查结果汇总如下：时间9月10月11月发电机补排氢气次数15131772小时内发电机平均补排氢气次数1.51.31.772小时