发电机氢气系统(水氢氢)

氢气系统主要内容一、氢气系统概述二、系统设备介绍三、氢气置换四、氢气系统的运行维护和注意事项五、系统异常和事故处理一、氢气系统概述发电机氢气系统的功能是用于冷却发电机的定子铁芯和转子。氢气置换采用二氧化碳作为中间置换介质。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。为什么要使用氢气作为冷却介质，有什么优缺点？氢气系统的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。本厂采用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控制站、置换控制阀等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站中设置有两套自动补氢装置，用以实现机内氢气压力的自动调节。氢气中的含水量过高对发电机将造成多方面的影响，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。氢气系统的主要技术参数额定氢压：0.3MPa（表压，下同）氢气纯度：＞96%（容积比）氢气露点：-5~-25℃发电机及氢气管路充氢容积：71m3发电机及氢气管路系统漏氢量≤充氢容积5%气体置换所需气体容积和时间如下表：所需气体种类被置换气体需要气体容积估计所用时间二氧化碳（纯度≥85%）空气180m35~6h氢气（纯度≥96%）二氧化碳200m34~5h发电机升氢压至0.3MPa210m31~1.5h二氧化碳（纯度≥96%）氢气150m34~5h二、氢气系统设备介绍氢气控制站二氧化碳控制站循环风机除湿装置纯度分析仪油水探测器氢气湿度仪氢气控制站氢气控制站可以控制向发电机内供给氢气，设置两套自动补氢装置。一是电磁阀，它和压力控制器中的常闭开关串联在一个电气回路中，当发电机内氢压降至低限整定值时，压力控制器中的开关闭合，电磁阀带电开启，氢气通过电磁阀进入发电机内。当机内氢压升至高限整定值，压力控制器开关断开，电磁阀断电关闭，补氢停止。二是减压器，减压器的输出压力值整定为发电机的额定氢气压力，只要机内氢压降低，减压器的输出端就会有氢气输出，直至机内氢气压力恢复到额定值为止。氢气控制站上装有一只角型安全阀，它的开启和回座压力取决于内装弹簧的松紧程度。当机内氢压过高时，可以释放机内氢压。氢气控制站以及氢气系统中所使用的氢气阀门，均采用波纹管焊接式截止阀。这种阀门的阀芯与阀座之间采用的是软密封垫结构，其优点是密封性能好。若发现阀门关不严，一般应检查密封垫，发现磨损或变形严重，则应更换软密封垫。该阀门焊接时一定要处于开启状态，以免软密封垫灼伤受损。氢气控制站以及CO2控制站上装有气体过滤器。如其被脏物堵塞，则需取出滤芯进行清洁。氢气控制排上还设置有压力监视表计，其中压力控制器用于氢气压力偏低时发报警信号，普通型压力表用来监测减压器进出口的氢气压力。二氧化碳控制站CO2控制站在发电机需要进行气体置换时投入使用，以控制CO2气体进入发电机内的压力在所需值（通常情况下，在整个置换过程中发电机内气压保持在0.01～0.03MPa之间）。CO2控制排设置有一套减压器，还有安全阀、气体阀门等，这些部套件的结构、型式与氢气控制排上的相应部套件相同。CO2气体通常由瓶装供给。瓶装CO2一般呈液态且压力很高，必须经过另行设置的汇流排释放气化，降压后再用管路引至CO2控制排经过过滤器、减压器调至所需压力0.2～0.5MPa，然后供给发电机。CO2汇流排一般应有五至十个瓶位。液态CO2从气瓶中释放气化，必须大量吸热，致使管路及其减压器等冻结，释放速度因而受到限制。多设置瓶位，可以轮流释放、解冻。另外还可采用水淋办法解冻，但必须另接供水管，且开设排水沟，采用这两种办法的目的均是为了缩短气体置换所需时间。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。除湿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（100mm水柱），故氢气进、出管路的阻力应尽可能缩小。1、氢气去湿装置双机交替运行首先合上A、B去湿装置电源开关。分别按下A、B去湿装置“双机”和“化霜投入”按钮。按A去湿装置“启动”按钮，A去湿装置进氢电磁阀301自行打开（电磁阀301为常开型，通电关闭），B去湿装置进氢电磁阀301自行关闭。热湿氢气流经A去湿装置在冷却器中与制冷系统的蒸发器表面进行热交换，而降温去湿。去湿装置的运行由时间控制计时。当制冷运行时间结束（此时，制冷压缩机组仍继续运行），A去湿装置即自行关闭进氢电磁阀301，热汽化霜电磁阀103自动开启，来自压缩机的高温高压制冷剂蒸汽从旁路管道进入蒸发器，对蒸发器进行化霜；化霜后的凝结水直接流入贮水箱。A去湿装置进氢电磁阀301关闭的同时，B去湿装置进氢电磁阀301自动打开，并投入运行去湿。B去湿装置化霜时，A去湿装置投入运行，如此双机交替运行去湿。2、氢气去湿装置单机运行如A去湿装置作为运行去湿装置，应关闭B去湿装置的电源开关，并将B去湿装置的前一级阀门关闭，则B去湿装置退出运行。按A去湿装置“单机”和“化霜投入”按钮，再按“启动”按钮，A去湿装置做单机自循环运行去湿。返回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四个。纯度分析仪气体纯度分析仪是用以测量机内氢气和二氧化碳纯度的分析器，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。氢气湿度仪在发电机氢气干燥装置的入口和出口各装有一台氢气温湿度仪，以便在线监测发电机内氢气的湿度状况。氢气的湿度用氢气露点表示，在0.3MPa的压力工况下，氢气露点要控制在-5~-25℃。注意：气体置换期间，氢气湿度仪必须切除，因为该仪器的传感器不能接触二氧化碳气体，否则传感器将“中毒”导致不能正常工作！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℃。三、氢气系统气体置换氢气系统气体置换原则1、气体置换过程中，应在低风压下，并尽可能在转子静止或盘车时进行，若为条件所迫，亦可在发电机转速＜500r/min。整个置换过程中，应严密监视发电机风压，密封油压力及油温的变化。严密监视差压阀的跟踪情况，严密监视密封油真空油箱油位以及油水泄露液位开关动作与否。2、氢气系统投入时，应先用二氧化碳置换空气，再用氢气置换二氧化碳。3、氢气系统停运时，应先用二氧化碳置换氢气，再用空气置换二氧化碳。4、气体置换过程中，应始终维持机内气体压力在0.01~0.03MPa。只有在发电机气体置换结束后，再提高风压或泄压。5、供氢母管、氢气干燥装置及其联接管路、密封油回油扩大槽、油水检测装置应与发电机一起同时进行气体置换。6、对密封油扩大槽上的排气阀进行操作时，必须缓慢进行，控制好发电机内压力，防止扩大槽油位大幅波动引起发电机进油。7、气体置换期间，干燥装置进出口管路上的氢气湿度仪必须切除。8、置换期间，应检查发电机密封油系统运行正常，油气压差维持在0.056MPa左右。9、气体置换期间，现场严禁吸烟或者动火工作，排氢气时，速度应缓慢，排污口附近严禁动用明火。10、开关阀门应使用铜制工具，防止碰撞时产生火花。11、气体置换期间，机组上空吊车应停止运行，并严禁在附近进行测绝缘等电气操作。四、氢气系统的运行维护和注意事项1、机组启动过程中，不应过早的向氢气冷却器供冷却水，应在入口风温超过40℃时，再投入氢气冷却器水侧并投入其自动控制，随着负荷的增加，应注意监视氢气冷却器出水温度调节阀的工作情况。2、发电机运行应将干燥装置投运。3、检查发电机内氢压、氢温、纯度、湿度应正常。4、检查供氢压力及氢气减压器工作情况应正常。5、定期检查各检漏计应无积水(或油)，否则应分析原因并设法消除。6、氢气除湿装置应定期进行疏水检查，若发现疏水量增加，应检查装置运行是否正常，并设法排除异常。7、定期联系化学检测氢气区域漏氢情况。机组正常运行时，发电机内氢压应为0.3MPa，当氢压下降低到0.28MPa时，压力开关报警，联系化学后，补氢到0.28MPa。机组正常的漏氢量应小于8Nm3/天，若系统漏氢量增加，应分析原因，并通知有关部门配合查找。发现发电机检漏装置报警,应对检漏装置进行放水放油操作，并查找原因及时处理和汇报。8、正常运行中的排气工作，应避免使用密封油回油扩大槽上部的放气阀进行。9、配合热控、化学，完成表计的定期校验及取样分析工作。10、正常运行时，发电机内氢气纯度应在96%以上，含氧量小于1%，否则开启各排污门，进行排污。如发现氢气纯度下降，应严密注意并寻找原因，纯度下降至96%，应检查发电机工况监视柜无报警信号，及时汇报，并进行排污补氢。氢气纯度低于90％报警值时，应减负荷运行。11、机组正常运行时，发电机氢气温控制投自动，温度设定45℃，最低不低于40℃，最高不高于48℃，出口风温最高不高于70℃。机组停用后，随氢温下降，及时关闭氢冷调整门和氢冷器进出水门，以防发电机过冷。12、现场常备足够的二氧化碳，以备紧急排氢时使用。13、盘车期间，若氢气未置换，应启动循环风机，使发电机内氢气在冷凝后能及时去湿。14、如有检修工作，需在汽机房禁区外动用明火时，应经化学化验，并经生产副总或(总工程师)批准动火工作票后方可进行，同时现场应配备足够的消防器材。15、凝汽器钢管泄漏时，必须经化学现场测定确认可燃可爆气体不存在时，方可用蜡烛找漏。五、系统异常和事故处理1、发电机运行时，机内氢气纯度低至96％，应进行排补氢。排污时应确认排污口附近无动火工作。操作应缓慢，以防产生静电引起爆炸起火。2、氢气冷却器一台故障停运，机组负荷减至80％，严密监视发电机定子铁芯及线圈温度。3、氢气纯度仪故障时，应立即通知检修处理并联系化学每四小时取样分析氢气纯度一次，直到氢气纯度仪修复并能正常投用为止。4、当氢系统爆炸或冒烟着火无法扑灭时，应紧急停机并排氢。紧急排氢时操作如下1)全关补氢一次、二次阀。2)全开排氢一次、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，打开充二氧化碳一次、二次阀，然后升高压力到0.1～0.2MPa时，在尽可能短时间内注入二氧化碳。4)排氢过程中，停止氢冷器运行。5、发电机氢冷器泄漏和水侧堵塞1)发电机氢冷器泄漏时，如氢气压力大于冷却水压力，氢气漏向开冷水，机内压力下降较快，应申请停机，切断开冷水，放水排氢处理。2)若冷却水压力大于氢气压力，则冷却水漏向发电机内，氢气系统油水检漏计报警，则应就地检查确认。判断是定冷水系统漏水还是氢冷却器漏水(根据压力差判断)，并联系检修处理。3)运行中氢冷系统堵塞或其它原因需要停止一组(最多二组)氢冷器时，同时限制机组负荷并保持发电机内各点温度不超限。6、氢压降低1)现象a、氢压指示下降或报警；b、补氢量增加；c、氢、水差压降低。2)原因a、补氢调节阀失灵或供氢系统压力下降；b、密封油压力降