发电机氢气系统

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发电机氢气系统学习资料仅供交流 发电机氢气运行监督技术发电机氢冷系统的功能是用于冷却发电机的定子铁芯和转子，并采用二氧化碳作为置换介质。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冷却。运行经验表明，发电机通风损耗的大小取决于冷却介质的质量，质量越轻，损耗越小，氢气在气体中密度最小，有利于降低损耗；另外氢气的传热系数是空气的5倍，换热能力好；氢气的绝缘性能好，控制技术相对较为成熟。但是最大的缺点是一旦于空气混合后在一定比例内（4%～74%）具有强烈的爆炸特性，所以发电机外壳都设计成防爆型，气体置换采用CO2作为中间介质。 发电机氢气运行监督技术系统及设备描述1氢气系统的工作原理发电机内空气和氢气不允许直接置换，以免形成具有爆炸浓度的混合气体。通常应采用CO2气体作为中间介质实现机内空气和氢气的置换。本氢气控制系统设置专用管路、CO2控制排、置换控制阀和气体置换盘用以实现机内气体间接置换。发电机内氢气不可避免地会混合在密封油中，并随着密封油回油被带出发电机，有时还可能出现其它泄漏点。因此机内氢压总是呈下降趋势，氢压下降可能引起机内温度上升，故机内氢压必须保持在规定范围之内，本控制系统在氢气的控制排中设置有两套氢气减压器。氢气中的含水量过高对发电机将造成多方面的影响，通常均在机外设置专用的氢气干燥器，它的进氢管路接至转子风扇的高压侧，它的回氢管路接至风扇的低压侧，从而使机内部分氢气不断的流进干燥器得到干燥。 发电机氢气运行监督技术发电机内氢气纯度必须维持在98％左右，氢气纯度低，一是影响冷却效果，二是增加通风损耗。发电机内氢气纯度、压力、温度是必须进行经常性监视的运行参数，机内是否出现油水也是应当定期监视的。 发电机氢气运行监督技术2氢气系统的运行控制我公司发电机设计机内压力为0.414MPa，机组在正常运行中，氢气会通过密封油系统及其它不严密部分泄漏出去，为维持气体压力在规定值，就要不断的进行补充，补充氢气来自储氢站。本机组补氢为手动操作，由汽机零米处的双回路系统进行补充，设计最大泄漏量为10m3/天。当发现补氢量异常增大时，应当对系统进行检漏。在正常运行中，也应当利用氢气检漏仪在发电机氢气等有关区域进行检漏。在汽机零米设由就地氢气控制盘，可以实时监视氢气压力、温度、纯度。当纯度低于95%时要进行排氢再补充操作，直至纯度合格。 发电机氢气运行监督技术氢气的冷却氢气冷却器共设四组，采用绕片式结构，两侧氢气冷却器冷却水流量分别由两个阀门分路控制，氢气冷却器进出水管路应对称布置。本系统在发电机的四角上布置了四组冷却器，停运一组冷却器，机组最高可带80%额定负荷。冷却介质为开式水，回水母管上设一调门，通过水量的调节可控制合适的冷氢气温度在40～46℃。2.1进入和排出发电机机壳的氢气管道装在发电机的上部，二氧化碳进入和排出的管道装在发电机的下部。氢气与空气的混合物当氢气含量在4％～74%范围内，均为可爆性气体。与氧接触时，极易形成具有爆炸浓度的氢、氧混合气体。因此。在向发电机内充入氢气时，应避免氢气与空气接触。为此，必须经过中间介质进行置换。中间介质一般为惰性气体CO2。 发电机氢气运行监督技术4气体置换作业时的注意事项1）密封油系统必须保证供油的可靠性，且油--气压差维持在0.056MPa左右，发电机转子处于静止状态。（盘车状态也可进行气体置换，但耗气量将大幅增加）2）密封油系统中的扩大槽在气体置换过程中应定时手动排气。每次连续5min（分钟）左右。置换过程中使用的每种气体含量接近要求值之前应当排一次气。3）氢气去湿装置排空管路上的阀门、氢气系统中的有关阀门应定时手动操作排污，排污完毕应关严这些阀门之后操作人员才能离开。4）气体置换之前，应对气体置换盘中的分析仪表进行校验，仪表指示的CO2和H2纯度值应与化验结果相对照，误差不超过1％，否则给出的纯度值应相应提高，以补偿分析仪表的误差。 发电机氢气运行监督技术5）气体置换期间，系统装设的氢气湿度仪必须切除。因为该仪器的传感器不能接触CO2气体，否则传感器将“中毒”，导致不能正常工作6）开关阀门应使用铜制工具，如无铜制工具时，应在使用的工具上涂黄甘油，防止碰撞时产生火花。7）开关阀门一定要缓慢进行，特别是补氢、充氢、排氢时，更要严加注意，防止氢气与阀门、管道剧烈摩擦而产生火花。8）在对外排氢时，一定要首先检查氢气排出地点20米以内有无明火和可燃物，严禁向室内排氢。9）气体置换期间，机组上空吊车应停止运行，严禁在附近进行测绝缘等电气操作。5对供给发电机的氢气要求a.压力不高于3.2MPa,b.纯度不低于99.5%,c.露点温度≤-21℃，6.发电机充氢容积117立方米 发电机氢气运行监督技术7氢气系统的运行维护7.1发电机正常运行时机内氢压应保持在380～414kPa（就地控制盘指示）之间，高于435kPa或低于375kPa，将发出报警。氢压过高时可开启排气阀来排去部分H2，降压到正常值。氢压低于380kPa，应向发电机内补氢，最大补氢率10m3/天，超过此限值，应进行检漏。7.2发电机运行中H2纯度大于98%，纯度降到95％，应及时补排，纯度最低限值90％，湿度小于4g/Nm3，发电机正常运行中氢气干燥器应投运。7.3发电机正常运行时，要使氢冷系统良好运行，必须保持密封油系统正常运行，应特别注意密封油压恒定地大于机内H2压力35～55kPa。7.4发电机正常运行，四台氢冷却器投入运行。一台氢冷器退出运行，发电机负荷限制为80％额定负荷。7.5机组启动前，发电机内需充满纯度合格的氢气。并网后，及时投入各氢冷器冷却水，保持冷氢温度35～46℃。机组解列后，停用氢冷器冷却水及氢气干燥装置。 发电机氢气运行监督技术7.6正常运行，氢气干燥装置应投入，有水时要及时放水。氢气湿度、纯度要由化学定期化验。夏季补氢时，为防湿度过大，补前应先对补氢母管排污。7.7机内氢压下降较快时，须及时查找系统漏点，并开启屋顶风机以防积氢。如在定冷水系统中发现大量氢气，应立即停机查找定冷水系统的漏点。8氢纯度检测装置氢纯度检测装置是用以测量机内氢气纯度的分析器（量程80％～100％氢气），使用前还须进行2h（小时）通电预热，其反馈的数据和信号才准确。该检测装置出厂时，下限报警点已设置在92％，下下限报警点设置在90％。 发电机氢气运行监督技术9.氢气干燥装置氢气去湿装置采用冷凝式，基本工作原理是使进入去湿装置内的氢气冷却至－10℃以下，氢气中的部分水蒸汽将在干燥器内凝结成霜，然后定时自动（停用）化霜，霜溶化成的水流进集水箱（筒）中，达到一定量之后发出信号，由人工手动排水。使发电机内氢气含水分逐渐减少。冷凝式氢气去湿装置的制冷原元件是压缩机。经过冷却脱水的氢气回送至发电机之前重新加温至18℃左右，加温设备也设置在去湿装置内。氢气的循环仍然依靠发电机内风扇两端的压差，去湿装置本身的气阻力约1KPa，故氢气进、出管路的阻力应尽可能缩小。 发电机氢气运行监督技术氢气干燥器进出口均设有氢气湿度在线检测仪，保证在额定氢压下机内氢气露点不大于－5℃同时又不低于－25℃。发电机充、补氢气的露点应≤－50℃。干燥器氢气处理量应不小于100Nm3/h。10系统专用循环风机循环风机主要用于氢冷发电机冷凝式氢气去湿装置的除湿系统中，在发电机停机或盘车状态下，开启循环风机，使氢气去湿装置能正常工作。 发电机氢气运行监督技术11油水探测报警器如果发电机内部漏进水或油，油水将流入报警器内。报警器内设置有一个浮子，浮子上端载有永久磁钢，报警器上部设有磁性开关。当报警器内油水积聚液位上升时，浮子随之上升，永久磁钢随之吸合，磁性开关接通报警装置，运行人员接到报警信号后，即可手动操作报警器底部的排污阀进行排污。相同的油水探测报警器氢气系统中设置有两件。另外在密封油系统中设置一件，用于探测密封油扩大槽的油位是否超限。 发电机氢气运行监督技术油水报警器是氢冷发电机组中监测发电机是否漏油的关键设备，其结构简单，安装方便。本产品主要由壳体、浮漂、永久磁铁、磁开关组成，当壳体内进入一定体积的液体时，浮漂开始动作。浮漂的长杆上部装有永久磁铁。当浮漂上升到一定距离时，磁开关开始动作，接通电信号，发出报警。当壳体内部液体排出时，浮漂依靠自重下落，磁开关动作切断电信号，报警解除。另外，报警器的壳体上直接装有观测窗便于直观地检查液面情况。 发电机氢气运行监督技术12温湿度变送器在发电机氢气干燥器的入口和出口各装有一台温湿度变送器，以便在线监测发电机内氢气的湿度状况。13氢气纯度检测装置的工作原理氢气纯度分析仪是利用每一种气体有其独自的导热性（在单位时间内通过单位空间的热量）来测量气体纯度的。当一种气体与另一种气体混合时，混合气体的导热性与气体混合比成正比变化。再按热--电变化原理可测量气体的纯度。它由一个检测器和一个指示仪表组成，用以指示氢气的纯度分析仪入口经滤网接至发电机内高压风区，其出口经用于分析仪的流量计接至电机内低压风区，靠出入口间压差使气体连续通过检测分析仪，并迅速显示氢气纯度的变化。 发电机氢气运行监督技术14纯度仪故障时，通知检修并联系化学每4个小时取样。15当氢系统爆炸或冒烟着火无法扑灭时，应紧急停机并排氢，操作如下：（1）全关补氢一次、二次阀。（2）全开补氢一次、二次阀，二氧化碳置换排放阀，气体置换排放总阀。（3）当机内氢气压力降到0.02MPa时，打开充CO2一、二次阀，然后升高压力到0.1-0.2MPa，在尽可能短时间内注入CO2。（4）排氢过程中，停止氢冷却器运行。 发电机氢气运行监督技术16氢压降低现象1)氢压指示下降或报警。2)补氢量增加。3)发电机风扇差压降低。4)氢、水差压降低。原因1)补氢调节阀失灵或供氢系统压力下降。2)密封油压力降低。3)氢冷器出口氢气温度突降。4)氢系统泄漏或误操作。5)表计失灵 发电机氢气运行监督技术处理1)如密封油中断，应紧急停机并排氢。2)发现氢压降低，应核对就地表计，确认氢压下降，必须立即查明原因予以处理，并增加补氢量以维持发电机内额定氢压，同时加强对氢气纯度及发电机铁芯、线圈温度的监视。3)检查氢温自动调节是否正常，如失灵应切至手动调节。4)若氢冷系统泄漏，应查出泄漏点。同时做好防火防爆的安全措施，查漏时，应用检漏计或肥皂水。5)管子破裂、阀门法兰、发电机各测量引线处泄漏等引起漏氢。在不影响机组正常运行的前提下设法处理，不能处理时停机处理。6)发电机密封瓦或出线套管损坏，应迅速汇报值长，停机处理。7)误操作或排氢阀未关严，立即纠正误操作，关严排氢阀，同时补氢至正常氢压。8)怀疑发电机定子线圈或氢冷器泄漏时，应立即报告值长，必要时停机处理。9)氢气泄漏到厂房内，应立即开启有关区域门窗，启动屋顶风机，加强通风换气，禁止一切动火工作。10)若氢压下降无法维持额定值，应根据定子铁芯温度情况，联系值长相应降低机组负荷直至停机。11)密封油压低，无法维持正常油氢差压。设法将其调整至正常或增开备用泵，若密封油压无法提高，则降低氢压运行。氢压下降时按氢压与负荷对应曲线控制负荷。