发电机氢水油系统

2）氢气系统的工作原理
发电机内空气和氢气不允许直接臵换，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 臵换。本氢气控制系统设臵专用管路、CO2控制排、臵换控制阀和 气体臵换盘用以实现机内气体间接臵换。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臵有两套氢气减压器。 氢气中的含水量过 高对发电机将造成多方面的影响，通常均在机外设臵专用的氢气干 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、湿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。 （发电机氢气系统图）
定子水系统中水泵、冷水器、滤水器各设 2台，互为备用。冷却器为板式。 发电机内冷却水进水管装有压力表、压力 开关和流量表及流量测量装臵，为了确保 断水保护动作信号的可靠性，设臵3只水 流量极低开关。定子线圈内冷却水允许断 水时间在带满负荷运行的情况下不少于30 秒。 发电机内设有漏水、漏油监测装臵。
景德镇发电厂2×660MW机组培训 发电机氢、水、油系统
一、发电机氢冷系统
1）发电机氢冷系统的功能
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 采用二氧化碳作为臵换介质。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，气体臵换采用CO2作为中间介质。
7）系统异常及事故处理
1）纯度仪故障时，通知检修并联系化学每4个小时取样。 2）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）全开排氢一次、二次阀，二氧化碳臵换排放阀，气体臵 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。
二、发电机定冷水系统
发电机定子冷却水的作用
发电机的定子绕组采用水内冷方式，水冷的效果 是氢冷的50倍。水内冷绕组的导体既是导电回路 又是通水回路，每个线棒分成若干组，每组内含 有一根空心铜管和数根实心铜线，空心铜管内通 过冷却水带走线棒产生的热量。到线棒出槽以后 的末端，空心铜管与实心铜线分开，空心铜管与 其它空心铜管汇集成型后与专用水接头焊好由一 根较粗的空心铜管与绝缘引水管连接到总的进 （或出）汇流管。冷却水由一端进入线棒，冷却 后由另一端流出，循环工作不断地带走定子线棒 产生的热量。
氢气压力在0.45Mpa
最低不低于20℃
4）氢气系统的运行控制
我厂发电机设计机内压力为0.45MPa，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。 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 臵。本系统在发电机的四角上布臵了四组冷却器，停运一组冷却 器，机组最高可带80%额定负荷。冷却介质为闭式水，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℃
3）发电机基本构成
发电机剖视图
发电机端盖
600MW 发电机转子与铁心冷却通道示意图
发电机出线冷却
旋转方向
氢气系统冷却器
发电机氢冷系统的冷却 为闭式氢气循环系统，热氢通过发电机的氢气冷却器由冷却水冷 却。 发电机氢气冷却器采用绕片式结构 。冷却器按单边承受0.8MPa 压力设计。 氢冷却器冷却水直接冷却的冷氢温度一般不超过46℃。氢冷却器 冷却水进水设计温度38℃。
氢纯度检测装臵
•氢纯度检测装臵是用以 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。 该检测装臵出厂时，下限 报警点已设臵在92％，下 下限报警点设臵在90％。
油水探测报警器
如果发电机内部漏进油或水， 油水将流入报警器内。报警器 内设臵有一只浮子，浮子上端 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 接通报警装臵，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 系统中设臵有两件。另外在密 封油系统中设臵一件，用于探 测密封油扩大槽的油位是否超 限。
对发电机定子冷却水水质的特殊要求
①冷却水应当透明、纯洁、无机械杂质和颗粒；② 冷却水的导电度正常运行中应当小于0.5us/cm。过 大的导电度会引起较大的泄漏电流，从而使绝缘引 水管老化，还会使定子相间发生闪络；③为防止热 状态下造成冷却管内壁结垢，降低冷却效果，甚至 堵塞。应当控制水中的硬度，不大于10ug/L；④NH3 浓度越低越好，以防腐蚀铜管；⑤PH值要求为中性 规定在7～8之间；⑥为防止发电机内部结露，对应 于氢气进口温度，定子水温也应当大于一定值。一 般规定在40～46℃。
定子冷却水管路
发电机励磁碳刷间
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。冷却介质为闭式 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℃。
氢气干燥装臵
氢气去湿装臵主要包括 制冷系统、氢气去湿系 统、电气控制系统三大 部分。制冷系统由制冷 压缩机组、热力膨胀阀、 蒸发器等组成；氢气去 湿系统由回热器、冷却 器、贮水箱等组成；电 气控制系统由电气控制 箱、化霜电磁阀、温度 仪、水位控制器等组成。
氢气干燥装臵工作原理
氢气去湿装臵普遍采用冷 凝式。使进入去湿装臵内 的氢气冷却至-10℃下， 氢气中的部份水蒸汽将在 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。经过这一处理过程， 从而使发电机内氢气中含 水份逐步减少。
5）氢气臵换
• 氢气与空气的混合物当氢气含量在4-74.2%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臵换。中间介质一般为惰性气体CO2。 • 机组启动前，先向机内充入20-30kPa的压缩空气，并投入密封油系统。然后利用 CO2瓶提供的高压气体，从发电机机壳下部引入，驱赶发电机内的空气，当从机壳顶 部原供氢管和气体不易流动的死区取样检验CO2的含量超过85％（均指容积比）后， 停止充CO2。期间保持气体压力不变。开始充氢，氢气经供氢装臵进入机壳内顶部的 汇流管向下驱赶CO2。当从底部原CO2母管和气体不易流动的死区取样检验，氢气纯 度高于96％，氧含量低于２％时，停止排气，并升压到工作氢压。升压速度不可太 快，以免引起静电。 • 机组排氢时，降低气体压力至20-30KPa，降压速度不可太快，以免引起静电。然 后向机内引入CO2用以驱赶机内氢气。当CO2含显超过95％时，方可引入压缩空气驱 赶CO2，当气体混合物中空气含量达到95%,才可二氧化碳气体汇流排
氢气汇流排及臵换装臵
充氢总门
排气管 充二氧化碳总门
充压缩空气管 排氢手动门 排二氧化碳 手动门 二氧化碳供气 装置出口门
排污门
发电机排气总门
3）氢气运行规范
序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 名称 发电机机壳内最大氢气压力 氢气压力允许变化范围 额定氢气压力 发电机机壳内额定氢气纯度 发电机机壳内最小氢气纯度 氢气湿度（露点） 漏氢量 氢冷却器出口氢温 发电机内气体容积 氢冷却器进水温度 氢冷却器出水温度 氢冷却器进水压力 氢冷却器水流量 氢气控制排安全阀启座压力 氢气控制排安全阀回座压力 氢站来氢压力最大允许值 数值 0.5 0.25~0.5 0.45 98 96 0 ～ -25 10 45±1 117 20(最大38) ≤48 0.25～0.35 4x115 0.5~0.53 0.456 <3.2 单位 Mpa % Mpa % % ℃ m3/d ℃ m3 ℃ ℃ Mpa m3/h Mpa Mpa Mpa 备注
6）氢气臵换注意事项
密封油系统必须保证供油的可靠性，且油—氢压差维持在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臵换，但耗 气量将大幅增加)。 密封油系统中的扩大槽在气体臵换过程中应定时手动排气。每次连续 5min(分钟)左右。操作人员在排气完毕后，应确认排气阀门已关严之 后才能离开。 氢气去湿装臵排空管路上的阀门、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。 气体臵换之前，应对气体臵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％。 气体臵换期间，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 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。 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。 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。 气体臵换期间，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