发电机氢气系统介绍.ppt
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1、660MW660MW机组发电机机组发电机氢气系统氢气系统(马小军)(马小军)2016 2016年年1212月月n 氢气系统、密封油系统、定冷水系统概述氢气系统、密封油系统、定冷水系统概述n 氢气系统主要操作氢气系统主要操作 n 660MW 660MW机组氢气、密封油系统的案例分析机组氢气、密封油系统的案例分析n 氢气系统的相关制度氢气系统的相关制度 一、氢气系统、密封油系统、定冷水系统概述一、氢气系统、密封油系统、定冷水系统概述氢气系统概述氢气系统概述我厂汽轮发电机采用水氢氢冷却方式,定子绕组为水冷,转我厂汽轮发电机采用水氢氢冷却方式,定子绕组为水冷,转子绕组为氢气内冷,铁芯为氢气外部冷却。子
2、绕组为氢气内冷,铁芯为氢气外部冷却。发电机氢冷系统采发电机氢冷系统采用闭式氢气循环系统,热氢通过发电机的氢气冷却器由冷却水用闭式氢气循环系统,热氢通过发电机的氢气冷却器由冷却水冷却。冷却。采用氢气冷却优点:采用氢气冷却优点:(1 1)运运行行经经验验表表明明,发发电电机机通通风风损损耗耗的的大大小小取取决决于于冷冷却却介介质质的的质质量量,质质量量越越轻轻,损损耗耗越越小小,氢氢气气在在气气体体中中密密度度最最小,有利于降低损耗;小,有利于降低损耗;(2 2)另外氢气的传热系数是空气的)另外氢气的传热系数是空气的5 5倍,换热能力好;倍,换热能力好;(3 3)氢气的绝缘性能好,控制技术相对较为
3、成熟。)氢气的绝缘性能好,控制技术相对较为成熟。采用氢气冷却缺点:采用氢气冷却缺点:最最大大的的缺缺点点是是一一旦旦于于空空气气混混合合后后在在一一定定比比例例内内(4%4%74%74%)具具有有强强烈烈的的爆爆炸炸特特性性,所所以以发发电电机机外外壳壳都都设设计计成成防防爆爆型,气体置换采用型,气体置换采用COCO2 2作为中间介质。作为中间介质。氢气控制系统主要技术参数氢气控制系统主要技术参数氢气控制系统主要技术参数氢气控制系统主要技术参数l 额定氢压:额定氢压:0.45 MPa0.45 MPal 最大氢压:最大氢压:0.5 MPa0.5 MPal 氢气温度:氢气温度:35354646l
4、氢气纯度:氢气纯度:98%98%l 氢气露点:氢气露点:-5-5C C-25 -25 C Cl 氢气消耗量:氢气消耗量:131319 Nm3/d19 Nm3/dl 发电机充氢容积:发电机充氢容积:88 m388 m3l 供氢压力:供氢压力:3.2 MPa3.2 MPa 氢气系统氢气系统氢气系统氢气系统 简图简图简图简图纯度分析仪氢气控制站二氧化碳控制站循环风机漏液探测器除湿装置氢气湿度仪氢气系统主要设备氢气系统主要设备氢气系统主要设备氢气系统主要设备l 氢气控制站氢气控制站 (氢气压力控制氢气压力控制)l 二氧化碳控制站二氧化碳控制站 (二氧化碳减压控制二氧化碳减压控制)l 氢气干燥器氢气干燥
5、器 (氢气除湿氢气除湿)l 油水探测器油水探测器 (机内检漏机内检漏)l 纯度分析仪纯度分析仪 (纯度检测纯度检测)l 氢气湿度仪氢气湿度仪 (湿度检测湿度检测)l 漏氢检测装置漏氢检测装置 (检漏氢气)(检漏氢气)l 氢气冷却器氢气冷却器 (冷却氢气)(冷却氢气)l 氢气过滤器氢气过滤器 (过滤杂质)(过滤杂质)氢气系统特点氢气系统特点氢气系统特点氢气系统特点系统采用无泄漏焊接式波纹管阀系统采用无泄漏焊接式波纹管阀,确保系统无泄漏;确保系统无泄漏;系统配置氢气干燥器,保证机组湿度要求;系统配置氢气干燥器,保证机组湿度要求;配置氢气置换用设备和三范围纯度分析仪,气体置换操作简配置氢气置换用设备
6、和三范围纯度分析仪,气体置换操作简单方便;单方便;配置全套用于监测氢气压力、温度、纯度、湿度仪器仪表;配置全套用于监测氢气压力、温度、纯度、湿度仪器仪表;以上装置除设有就地显示外,还有远传以上装置除设有就地显示外,还有远传420mA420mA和报警信号;和报警信号;氢气冷却效果好,提高发电机效率;氢气冷却效果好,提高发电机效率;发电机壳采用防爆设计,在发电机关键地方设置有漏氢监测发电机壳采用防爆设计,在发电机关键地方设置有漏氢监测点,能及时探测漏氢点。点,能及时探测漏氢点。密封油控制系统概述密封油控制系统概述密封油控制系统概述密封油控制系统概述密封油系统用于向发电机密封瓦供密封油系统用于向发电
7、机密封瓦供油,且使油压高于发电机内氢压(气压)油,且使油压高于发电机内氢压(气压),防止发电机内氢气沿转轴与密封瓦之,防止发电机内氢气沿转轴与密封瓦之间的间隙向外泄漏,同时也防止油压过间的间隙向外泄漏,同时也防止油压过高而导致发电机内大量进油。高而导致发电机内大量进油。密封油系统按结构形式分为单流环密封油系统按结构形式分为单流环式密封油系统、双流环式密封油系统,式密封油系统、双流环式密封油系统,我我厂厂采用单流环式密封油系统。该系统采用单流环式密封油系统。该系统密封油路只有一路,分别进入汽轮机侧密封油路只有一路,分别进入汽轮机侧和励磁机侧的密封瓦,经中间油孔沿轴和励磁机侧的密封瓦,经中间油孔沿
8、轴向间隙流向空气侧和氢气侧,形成了油向间隙流向空气侧和氢气侧,形成了油膜起到了密封润滑作用。然后分两路膜起到了密封润滑作用。然后分两路(氢侧、空气侧)回油。(氢侧、空气侧)回油。(1 1)密封油系统氢侧:)密封油系统氢侧:主油箱来油主油箱来油 真空密封油箱真空密封油箱交流密封油泵交流密封油泵 滤网滤网 油油氢差氢差压阀旁路压阀旁路密封瓦进口油管密封瓦进口油管短接管短接管 氢侧出口油管氢侧出口油管 密封油回油扩密封油回油扩大槽大槽 浮子油箱浮子油箱空气抽出槽空气抽出槽汽机主油箱。汽机主油箱。(2 2)密封油系统空侧:)密封油系统空侧:真空密封油箱真空密封油箱交流密封油泵交流密封油泵滤网滤网油油氢
9、差压阀旁路氢差压阀旁路密封瓦密封瓦进口油管进口油管短接管短接管空侧出口油管空侧出口油管 空气抽出槽空气抽出槽汽机主油箱。汽机主油箱。(3 3)事故密封油回路:)事故密封油回路:汽机润滑油管路汽机润滑油管路直流密封油泵直流密封油泵滤网滤网油油氢差压阀旁路氢差压阀旁路密封密封瓦进口油管瓦进口油管短接管短接管空侧出口油管(氢侧出口油管空侧出口油管(氢侧出口油管 密封油回油扩密封油回油扩大槽大槽 浮子油箱)浮子油箱)空气抽出槽空气抽出槽汽机主油箱。汽机主油箱。(4 4)紧急密封油回路:)紧急密封油回路:轴承润滑油管直接供密封瓦用油。此运行回路的作用是在主密封油泵轴承润滑油管直接供密封瓦用油。此运行回路
10、的作用是在主密封油泵和直流油泵都失去作用的情况下,轴承润滑油直接作为密封油源密封发和直流油泵都失去作用的情况下,轴承润滑油直接作为密封油源密封发电机内氢气。此时发电机内的氢气压力必须降到电机内氢气。此时发电机内的氢气压力必须降到0.05 MPa0.05 MPa,尽快停机。,尽快停机。密封油系统密封油系统密封油系统密封油系统简图简图简图简图定子冷却水控制系统概述定子冷却水控制系统概述定子冷却水控制系统概述定子冷却水控制系统概述发电机定子冷却水系统的主要作用是:向发电机定子线圈不间断发电机定子冷却水系统的主要作用是:向发电机定子线圈不间断的供水,使定子线圈得到冷却,使定子线圈温度保持在允许范围内。
11、的供水,使定子线圈得到冷却,使定子线圈温度保持在允许范围内。监视进出水温、水压、流量和水的导电率等参数。系统还设有自动水监视进出水温、水压、流量和水的导电率等参数。系统还设有自动水温调节器,以调节定子线圈进水温度,使之保持基本稳定,另外,系温调节器,以调节定子线圈进水温度,使之保持基本稳定,另外,系统还设置了离子交换器,用以提高和保持冷却水的水质。统还设置了离子交换器,用以提高和保持冷却水的水质。该冷却水系统自成为一个独立的封闭循环系统。水泵从水箱中吸该冷却水系统自成为一个独立的封闭循环系统。水泵从水箱中吸水后送入冷却器降温,然后经过过滤器除去机械杂质。经流量信号装水后送入冷却器降温,然后经过
12、过滤器除去机械杂质。经流量信号装置后进入发电机定子线棒中的空导线和引线定子出线套管,冷却水由置后进入发电机定子线棒中的空导线和引线定子出线套管,冷却水由励端进入,由汽端流出,出水流回至水箱中,如此循环。为了冲洗发励端进入,由汽端流出,出水流回至水箱中,如此循环。为了冲洗发电机内冷却管方便,系统中还设有反冲洗管逆向流回至水箱。电机内冷却管方便,系统中还设有反冲洗管逆向流回至水箱。定子冷却水系统简图定子冷却水系统简图定子冷却水系统简图定子冷却水系统简图 二、二、氢气系统主要操作氢气系统主要操作气体置换方法:气体置换方法:1.1.采用中间介质置换法,即利用采用中间介质置换法,即利用COCO2 2置换
13、发电机内的空气(或氢置换发电机内的空气(或氢气),然后用氢气(或空气)置换气),然后用氢气(或空气)置换COCO2 2。2.2.充氢时先用充氢时先用COCO2 2置换发电机内的空气,待机内置换发电机内的空气,待机内COCO2 2含量超过含量超过8585以后,再充入氢气置换以后,再充入氢气置换COCO2 2,最后置换到氢气状态。,最后置换到氢气状态。3.3.排氢时,先向发电机内引入排氢时,先向发电机内引入COCO2 2,用以置换机内氢气,当,用以置换机内氢气,当COCO2 2含含量超过量超过9595以后,才可以引进压缩空气驱赶以后,才可以引进压缩空气驱赶COCO2 2,当,当COCO2 2低于低
14、于1515以后,以后,可以停止向发电机内送压缩空气。可以停止向发电机内送压缩空气。发电机置换的有关规定:发电机置换的有关规定:1.1.整整个个置置换换过过程程期期间间不不允允许许发发电电机机做做任任何何电电气气试试验验,距距发发电电机及排氢口机及排氢口2121米范围内不准有明火作业。米范围内不准有明火作业。2.2.当氢气系统严密性试验不合格时,不可置换为氢气运行。当氢气系统严密性试验不合格时,不可置换为氢气运行。3.3.开开启启COCO2 2瓶瓶门门时时,应应缓缓慢慢进进行行,开开启启减减压压阀阀后后应应投投入入加加热热器器运运行行。可可用用数数个个COCO2 2瓶瓶同同时时供供给给。注注意意
15、COCO2 2瓶瓶表表面面的的霜霜层层情情况况,并并应应将将压压力力不不足足的的气气瓶瓶及及时时调调换换。一一旦旦停停止止充充COCO2 2,应应立立即即将将加加热热器器断电,以防烧损加热器。断电,以防烧损加热器。4.4.气气体体置置换换过过程程,应应在在低低氢氢压压方方式式下下,并并尽尽可可能能在在发发电电机机静静止止时时(或或盘盘车车状状态态)进进行行。整整个个置置换换过过程程,应应严严密密监监视视发发电电机机氢氢压、氢温、密封油压、油温、油流、油氢差压。压、氢温、密封油压、油温、油流、油氢差压。气体置换注意事项:气体置换注意事项:1.1.气体置换过程中,操作现场必须始终有人监视。气体置换
16、过程中,操作现场必须始终有人监视。2.2.发电机置换为合格空气后,应将所有排大气、排污门开发电机置换为合格空气后,应将所有排大气、排污门开启,使发电机与大气连通,不能憋有死压。启,使发电机与大气连通,不能憋有死压。3.3.氢气干燥器及氢气循环风机必须参与置换。氢气干燥器及氢气循环风机必须参与置换。4.4.对于较大容器和较长管线,排死角必须大于对于较大容器和较长管线,排死角必须大于5 5分钟,以分钟,以保证死角排放彻底,并用便携式纯度仪测量合格。保证死角排放彻底,并用便携式纯度仪测量合格。5.5.气体置换过程中,发电机内压力不能大幅波动,泄压时气体置换过程中,发电机内压力不能大幅波动,泄压时要缓
17、慢进行,防止发电机内进油。要缓慢进行,防止发电机内进油。6.6.向机内充压缩空气前应检查压缩空气湿度,合格后方向机内充压缩空气前应检查压缩空气湿度,合格后方可向发电机内充气可向发电机内充气。7.7.氢系统操作必须使用防爆工具。氢系统操作必须使用防爆工具。8.8.适当控制气流流动的速度,以免因气流速度太快而使管适当控制气流流动的速度,以免因气流速度太快而使管路变径处出现高热点。路变径处出现高热点。9.9.置换过程发电机内应保持一定的压力。置换过程发电机内应保持一定的压力。10.10.现场(特别是排气管口附近)杜绝明火。现场(特别是排气管口附近)杜绝明火。11.11.取样前应先将相应的排气门开启取
18、样前应先将相应的排气门开启30S30S,在气体流动时取,在气体流动时取样,以保证化验的准确性。取样地点正确,气体排放管路及气样,以保证化验的准确性。取样地点正确,气体排放管路及气体不易流通的死角,应勤排放。体不易流通的死角,应勤排放。12.12.用于置换的用于置换的COCO2 2气瓶,应抽样化验合格。气瓶,应抽样化验合格。13.13.置换过程中应加强监视各气体纯度。置换过程中应加强监视各气体纯度。14.14.充充COCO2 2时,应投入时,应投入COCO2 2管路电加热器。管路电加热器。15.CO15.CO2 2在发电机内停留时间不能超过在发电机内停留时间不能超过2424小时。小时。气体置换准
19、备和要求:气体置换准备和要求:1.1.气密性试验合格(向发电机内充入气密性试验合格(向发电机内充入0.45MPa0.45MPa的清洁干燥空气,的清洁干燥空气,2424小时内气体泄漏量小于小时内气体泄漏量小于10Nm3/d10Nm3/d为合格)。为合格)。2.2.发电机本体上、下部应布置供灭火用的发电机本体上、下部应布置供灭火用的CO2CO2灭火器,在发电灭火器,在发电机本体上、下部周围挂机本体上、下部周围挂“氢气运行,严禁烟火氢气运行,严禁烟火”标示牌,在发电机标示牌,在发电机周围周围10m10m内无烟火及电焊作业。内无烟火及电焊作业。3.3.合格的合格的COCO2 2瓶不少于瓶不少于6060
20、瓶,以满足气体置换使用,瓶,以满足气体置换使用,COCO2 2含量按容含量按容积计不低于积计不低于9898。4.4.确认氢站来氢纯度不低于确认氢站来氢纯度不低于99.599.5,含氧量不大于,含氧量不大于0.50.5,湿,湿度不大于度不大于1g1gm3m3。5.5.检查确定主机润滑油系统、密封油系统已投入,且运行正常。检查确定主机润滑油系统、密封油系统已投入,且运行正常。检查密封油压、油氢差压、浮子油箱油位、真空油箱油位等应正常。检查密封油压、油氢差压、浮子油箱油位、真空油箱油位等应正常。所需气体种类所需气体种类被置换气体种类被置换气体种类所需气体容积所需气体容积约需时间约需时间二氧化碳(纯度
21、二氧化碳(纯度85%85%)空气空气350m3350m35 57 7小时小时氢气(纯度氢气(纯度96%96%)二氧化碳二氧化碳350m3350m35 57 7小时小时发电机升压至发电机升压至0.45MPa0.45MPa375m3375m31.51.52 2小时小时二氧化碳(纯度二氧化碳(纯度96%96%)氢气氢气350m3350m35 57 7小时小时气体置换过程中所需气体容积、时间见下表:发电机充氢操作:1.CO1.CO2 2置换发电机内空气:置换发电机内空气:1 1)全面检查发电机氢系统完好,检修工作结束,工作票终结,)全面检查发电机氢系统完好,检修工作结束,工作票终结,安全措施拆除。安全
22、措施拆除。2 2)确认发电机风压试验完成并且合格。)确认发电机风压试验完成并且合格。3 3)确认主机润滑油、密封油系统正常,油)确认主机润滑油、密封油系统正常,油-氢差压正常。氢差压正常。4 4)检查发电机检漏装置投入,现场消防设备完好。)检查发电机检漏装置投入,现场消防设备完好。5 5)确认现场已准备好充足、合格的)确认现场已准备好充足、合格的COCO2 2。6 6)检查氢气系统及)检查氢气系统及COCO2 2系统各仪表齐全、完好、投入正常系统各仪表齐全、完好、投入正常。7 7)检查浮子油箱旁路门开启。)检查浮子油箱旁路门开启。8 8)检查发电机处于静止状态(盘车状态可以置换,但所需时)检查
23、发电机处于静止状态(盘车状态可以置换,但所需时间及气体量较大。)。间及气体量较大。)。9 9)检查确认压缩空气至发电机系统解列。检查确认压缩空气至发电机系统解列。1010)检查确认氢气至发电机检查确认氢气至发电机2121手动门前系统解列。手动门前系统解列。1111)检查确认检查确认发电机氢气干燥器进发电机氢气干燥器进、出、出口湿度仪口湿度仪走旁路。走旁路。1212)检查发电机循环风机走主路。检查发电机循环风机走主路。1313)检查发电机氢气干燥器投入。检查发电机氢气干燥器投入。1414)开启)开启COCO2 2至发电机供气门至发电机供气门2222。1515)开启发电机排氢手动门开启发电机排氢手
24、动门120120、1616)关闭发电机排)关闭发电机排COCO2 2手动门手动门121121。1717)投入)投入COCO2 2至发电机系统,及时投入至发电机系统,及时投入COCO2 2加热装置。加热装置。1 18 8)投入氢气纯度仪并排污。)投入氢气纯度仪并排污。1919)调整调整COCO2 2减压器一级减压阀后压力达减压器一级减压阀后压力达1.0Mpa1.0Mpa,调整,调整COCO2 2减压器二减压器二级减压阀后压力达级减压阀后压力达0.2Mpa0.2Mpa。2020)调节发电机排气总门)调节发电机排气总门119119维持机内气体压力在维持机内气体压力在0.030.030.04MPa0.
25、04MPa左右。左右。2121)注意离发电机)注意离发电机3m3m处的处的COCO2 2进气管上不应有霜,当进气管上不应有霜,当COCO2 2瓶口压力瓶口压力下降至下降至0.3MPa0.3MPa时应换瓶。时应换瓶。2222)置换过程中,注意维持密封油氢)置换过程中,注意维持密封油氢-油差压在油差压在50Kpa50Kpa左右。左右。2323)监视置换过程中,定期开启系统中各死角排污门排污)监视置换过程中,定期开启系统中各死角排污门排污5 5分钟分钟后关闭。后关闭。2424)发电机纯度分析仪表发电机纯度分析仪表COCO2 2纯度达纯度达85%85%,联系化学取样校核。开,联系化学取样校核。开启系统
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