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1、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,CO,2,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、,CO,2,控制站、置换控制阀等用以实现机内气体间接置
2、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
3、及氢气管路充氢容积：,71m,3,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,180m,3,56h,氢气,（纯度,96%,）,二氧化碳,200m,3,45h,发电机升氢压至,0.3MPa,210m,3,11.5h,二氧化碳,（纯度,96%,）,氢气,150m,3,45h,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
4、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
5、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,CO,2,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,CO,2,控制站在发电机需要进行气体置换时投入使用，以,控制,CO,2,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,
6、间）。,CO,2,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。,CO,2,气体通常由瓶装供给。瓶装,CO,2,一般呈液态且压力,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,CO,2,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。,CO,2,汇流排一般应有五至,十个瓶位。液态,CO,2,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
7、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
8、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
9、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
10、。,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。,
11、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
12、，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,0.010.03MPa,。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
13、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
14、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,8Nm
15、,3,/,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
16、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
17、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,0.02MP
18、a,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
19、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,、密封油压力降低；,c,、氢冷器出口氢气温度突降；,d,、氢系统泄漏或误操作；,e,、表计失灵。,3),处理,a,、如密封油中断，短时间不能恢复，应紧急停机并排氢；,b,、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；,c,、检查氢温自动调节是否正常，如失灵应切至手动调节；,d,、若氢冷系统泄漏，应查出泄漏点
20、。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；,e,、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；,f,、发电机密封瓦或出线套管损坏，应迅速汇报值长，停机,处理；,g,、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；,h,、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；,i,、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；,j,、若氢压下降无法维持额定值，应根据定子铁芯温度情况，,联系值长相应降低负荷直至停机；,k,、
21、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。,7,、氢温升高或降低,1),现象,a,、氢温指示升高或降低；,b,、氢温高或低报警；,c,、定子铁芯温度升高或降低。,2),原因,a,、氢温自动调节失灵；,b,、开冷水压力、温度变化；,c,、机组负荷突增或突降；,d,、表计失灵。,3),处理,a,、发现氢温升高或降低，应查明原因设法消除，恢复,正常运行；,b,、检查氢温自动调节情况，若失灵应切至手动调节或,用旁路阀调节；,c,、检查开冷水压力及温度情况，并保持在正常范围；,d,、加强对机组振动的监
22、视，必要时降机组负荷运行；,e,、加强对氢压及定子铁芯温度的监视，若氢温升高，,应视铁芯温度情况，联系值长，机组相应减负荷。,氢气作为冷却介质的,优点：,1,、密度小，通风损耗小，提高发电机效率,2,、流动性强，大大提高传热能力和散热能力,3,、氢气比较纯净，不易氧化，发生电晕时，不产生臭氧，对发电机绝,缘起保护作用。,4,、氢气不助燃，发电机内含氧量小于,2%,时，当发电机内部发生绝缘击,穿故障时，不会引起火灾而扩大事故。,缺点：,1,、需要一套复杂的气体置换系统,2,、氢气的渗透力强，对密封要求高,3,、氢气与空气（氧气）混合到一定比例（,474%,）时，遇火将发生爆,炸，威胁发电机的安全
23、运行,返回,露点,露点温度是指空气在水汽含量和气压都不改变的条件,下，冷却到饱和时的温度。形象地说，就是空气中的水,蒸气变为露珠时候的温度叫露点温度。露点温度本是个,温度值，可为什么用它来表示湿度呢？这是因为，当空,气中水汽已达到饱和时，气温与露点温度相同；当水汽,未达到饱和时，气温一定高于露点温度。所以露点与气,温的差值可以表示空气中的水汽距离饱和的程度。露点,温度越小于周围环境的温度，结露的可能性就越小，也,就意味着空气越干燥，露点不受温度影响，但受压力影,响。,露点的概念就是湿度的概念，湿度过高，对发电机转,子和线圈绝缘不利，加速转子应力腐蚀。氢气湿度过低，,可导致对发电机某些部件产生不利影响，如可导致定子,端部垫块收缩和支撑环裂纹。,
