3-2氢气去湿装置换型可行性报告

可行性研究报告
项目名称：3-2氢气去湿装置换型
2015年07月20日
可行性研究报告审批表
一、概述：
2、系统设备配置：现在3-1氢气去湿装置为牡丹江市中能电力设备有限公司生产，型号为QLG-VS，3-2氢气去湿装置为江苏泰州能建实业公司生产，型号为QCJ-B。

3、设备规范：
3-1氢气去湿装置设备规范：
所用制冷剂：R22 氢气流量：140m³/小时出氢露点：-10℃
厂家：牡丹江市中能电力设备有限公司
3-2氢气去湿装置设备规范：
型号：QCJ-B，氢气流量：10-20m³/h,氢气湿度：2g/m3,总功率：4KW，
电压380V，制冷量1525Kcal/h，所用制冷剂：R12
氢气去湿装置氢气进出口管径为DN50，冷却水采用除盐水。

4、运行方式：
一台运行一台备用，有时当氢气湿度大、露点高时需两台设备同时运行。

5、运行情况：从2008年至今#3机氢气去湿装置频繁出现故障报警，制冷效果差、压缩机损坏的缺陷经常发生，最终导致发电机氢气湿度不合格，严重影响机组安全稳定运行。

为保证机组安全稳定运行，已于2013年将3-1氢气去湿装置换型为牡丹江市中能电力设备有限公司生产的QLG-VS型冷凝式氢气去湿装置，更换后运行状况良好。

由于3-2氢气去湿装置未换型，仍频繁出现故障，当氢气湿度大、露点高时需两台设备同时运行或3-1氢气去湿装置出现故障时，3-2氢气去湿装置无法保证发电机氢气湿度合格，给机组安全运行带来隐患。

二、改造的必要性：
1.改造理由及其形成原因的技术分析：
我厂3-2氢气去湿装置存在以下问题：
1.1、振动大，噪音高。

1.2、压缩机工作不稳定，常出现去湿效果差，或者工作温度高造成压缩机损坏，频繁更换压缩机使维护成本大大增加。

1.3、维护工作量大，出现缺陷不易查明原因，消缺时间较长，有时达到两至三周。

2008年至今，设备由于老化出现缺陷的频率不断增加，严重影响发电机氢气去湿，进而降低发电机绝缘，给机组运行留下不安全隐患，吉林热电厂曾出过两台去湿装置因检修退出运行，导致发电机绝缘不合格发生爆炸短路现象。

1.4、设备检修时制冷剂容易泄露，制冷剂为R12氟里昂，对环境污染较大。

2.解决办法：
2.1、建议将设备更换为新型的环保型制冷式氢气干燥器。

2、环保型去湿机工作原理：
环保型制冷式氢气干燥器与氢冷发电机配套, 通过机械压缩式制冷方法,对发电机内氢气进行机外循环制冷,使其达到所需露点以下,析出水份排入储水箱,再定期排放至水沟,达到降低氢气湿度目的,确保湿度达标。

其工作原理如图所示。

来自发电机组的热湿氢气先进入逆向绕流式氢气热交换器,与冷却去湿后的冷干氢气进行冷/ 热交换,目的是在提高冷干氢气温度的同时,对热湿氢气进行预冷。

经预冷后的热湿氢气流入第一级高效氢气冷却去湿器进行初级冷却去湿,再流入第二级高效氢气冷却去湿器进行深度冷却去湿。

经过这一过程后,被处理的氢气温度能达到-15℃以下,相应的绝对湿度10g/m³以下。

因氢气流量大,经过20分钟后,发电机组内氢气露点被严格控制在-17—-8℃之间。

热湿氢气在与制冷系统相连的高效氢气冷却去湿器中的表面蒸发器进行热交换时,吸收冷量降温到-15℃以下,致使氢气中的水气凝结成水和霜。

去湿后的冷干氢气经逆向绕流式氢气热交换器与入口热湿氢气进行热交换,温度上升,再经氢气管道进入发电机组,对发电机组进行冷却。

经热气化霜后,高效氢气冷却去湿器中的凝结水流入贮水箱,当贮水箱的水位达到一定高度时,由运行人员开启放水阀泄水。

、技术指标
1、型号： QLG-VS
2、氢气干燥方式：冷凝式
3、处理气量： N立方米/min ＞100（同氢气循环流量相适应）
5、进气温度：≤60℃
6、处理后氢气的压力露点：≤-7℃
7、冷却方式：空冷
8、压缩机组型号： MTEZ80HP
9、制冷剂： R22
10、化霜方式：热气化霜
11、控制方式：全自动控制
12、工作电压： 380V
14、噪音：≤70dB（A）
15、电机防护等级： IP54
2.2、建议将设备更换为ZQS-JA吸附式氢气干燥器。

、ZQS-JA氢气干燥器是消除氢冷发电机氢气中水蒸气的专用设备。

、ZQS-JA氢气干燥器氢气干燥器对氢气进行干燥处理的原理是利用活性氧化铝对水分子具有
吸引力特性。

活性氧化铝是一种固态干燥剂，清除氢冷发电机氢气中的水蒸气，将氢气通过一定量的活性氧化铝的吸收塔来实现的。

高疏松度的活性氧化铝具有非常大的表面积和强吸湿能力，对绝大数气体和水蒸气来说，使用活性氧化铝作为干燥剂主要是利用它的化学惰性和无毒特性。

当活性氧化铝吸收水分达到饱和后。

再生-通过加热来清除干燥剂自身束缚的水分，从而恢复它的吸湿能力，并且活性氧化铝的性能和效率并不受重复再生的影响。

、在设备的干燥塔中，埋入式的高密电加热器加热干燥剂使束缚的水分汽化；与此同时一股封装的氢气流过吸附层带走释放出的水蒸气，干燥剂恢复最初的特性，然后将氢气（含有水蒸气）冷却，冷凝水通过汽水分离器排出，一般情况下活性氧化铝的吸湿性能可通过加热方式来完成它的再生，并可重复进行。

、设备设计有两个干燥塔，当一个干燥塔处于吸湿状态时，另外一个干燥塔处于再生状态。

所以吸附式干燥器能连续对氢气干燥。

每个干燥塔进行8 小时的吸湿过程和8小时的再生作用。

再生作用又包括可设定的4小时加热和可设定的4小时冷却（加热时间与冷却时间的和等于吸湿塔与再生塔的交换工作的时间）。

两个干燥塔可通过编辑程序自动切换。

、为防止氢气中杂质或液体直接进入吸附式氢气干燥器设备中，污染干燥剂影响设备的干燥效果，为对氢气干燥器起到一定的保护和缓冲作用，每台吸氢气干燥器配置一台油水分离器，让氢气在进入吸附式氢气干燥器前首先通过油水分离器，通过沉降方式在沉降罐将氢气中的杂质或液体滤掉，然后进入氢气过滤媒质罐中将油蒸汽进行过滤。

保证氢气的洁净，确保了氢气干燥器干燥剂的除湿效果。

3.改造的必要性：
3.1、现3-2氢气去湿装置因运行时间较长，设备已进入老化期，缺陷频发率较高，缺陷不易查明消缺时间长，使设备维护工作量加大，需耗费大量人力，而且频繁更换压缩机及补充氟利昂大大增加了维护费用。

3.2、当氢气湿度大、露点高时需两台设备同时运行或3-1氢气去湿装置出现故障时，3-2氢气去湿装置又无法稳定运行，氢气湿度无法降低，将严重影响机组安全稳定运行。

3.3、3-2氢气去湿装置主要靠制冷剂R12氟利昂进行降温，进行设备检修时制冷剂会发生泄漏对环境污染较为严重，并且对人体也存在一定危害。

三、改造方案：
方案一：
1、方案概述：
1.1、方案概述：利用#3机组小修时，将原3-2氢气去湿装置拆除，更换为新的环保型制冷式氢气干燥器。

1.2、施工前的准备工作：购买环保型制冷式氢气干燥器一台（型号:QLG-VS，厂家：牡丹江市中能电力设备有限公司）。

、将#3汽轮机5米平台的3-2氢气去湿机装置拆除，更换为新环保型制冷式氢气干燥器。

具体工作包括:
.1、#3机组停运后，将发电机氢气系统进行气体置换完毕。

.2、拆除3-2氢气去湿装置电源；解开进、出氢口法兰；拆开冷却器冷却水进、回水接头；拆开蒸发器排污管接头。

.3、拆除3-2氢气去湿装置地脚螺栓，将3-2氢气去湿装置整体移出后吊离。

.4、将新环保型制冷式氢气干燥器座落在原3-2氢气去湿装置安装位置上。

.5、将氢气管路与新环保型制冷式氢气干燥器进、出氢口连接；连接冷却器进、回水管；连接排污管。

.6、连接设备电源。

.7、设置就地/远方（DCS）启停功能。

.8、控制系统应设置各项事故预告信号及跳闸信号。

2、施工图纸：无
3、施工条件：#3机组小修时即可实施。

4、工艺要求：更换后的环保型制冷式氢气干燥器要与3-1氢气去湿装置对称布置，必须安置在原有的去湿装置位置上。

进、出氢管，以及冷却水进、回水管连接后必须要保证横平竖直、外观达到美观。

5、施工安排：2016年#3机组小修期间进行。

6、外租设备：无
7、特殊工具：无
8、关键技术：项目确定后，需请厂家亲临现场，测量计算，确定具体安装细节，并签定技术协议。

9、关键工序：测量准确，安装到位，调整合适。

10、质量监督：胡亚杰、林泉、赵兵、龚昱
11、项目负责人：田晓伟
12、外委理由：随机改造，厂家负责。

13、改造所需设备和材料清单（见下页）
方案二：
1、方案概述：
1.1、方案概述：利用#3机组小修时，将原3-2氢气去湿装置拆除，更换为新的吸附式氢气干燥器。

1.2、施工前的准备工作：购买吸附式氢气干燥器一台（型号:ZQS-JA，厂家：扬州能建电力科技有限公司）
、将#3汽轮机5米平台的3-2氢气去湿机装置拆除，更换为新吸附式氢气干燥器。

具体工作包括:
.1、#3机组停运后，将发电机氢气系统进行气体置换完毕。

.2、拆除3-2氢气去湿装置电源；解开进、出氢口法兰；拆开冷却器冷却水进、回水接头；拆开蒸发器排污管接头。

.3、拆除3-2氢气去湿装置地脚螺栓，将3-2氢气去湿装置整体移出后吊离。

.4、将新吸附式氢气干燥器座落在原3-2氢气去湿装置安装位置上。

.5、将氢气管路与新吸附式氢气干燥器进、出氢口连接；连接冷却器进、回水管；连接排污管。

.6、连接设备电源。

.7、设置就地/远方（DCS）启停功能。

.8、控制系统应设置各项事故预告信号及跳闸信号。

2、施工图纸：无
3、施工条件：#3机组小修时即可实施。

4、工艺要求：更换后的吸附式氢气干燥器要与3-1氢气去湿装置对称布置，必须安置在原有的去湿装置位置上。

进、出氢管，以及冷却水进、回水管连接后必须要保证横平竖直、外观达到美观。

5、施工安排：2016年#3机组小修期间进行。

6、外租设备：无
7、特殊工具：无
8、关键技术：项目确定后，需请厂家亲临现场，测量计算，确定具体安装细节，并签定技术协议。

9、关键工序：测量准确，安装到位，调整合适。

10、质量监督：胡亚杰、林泉、赵兵、龚昱
11、项目负责人：田晓伟
12、外委理由：随机改造，厂家负责。

13、改造所需设备和材料清单（见下页）
方案一：所需设备和材料清单：
方案二：所需设备和材料清单：
四、改造方案的技术论证：
1、技术可行性：
方案一：
1）将3-2氢气去湿装置改为环保型制冷式氢气干燥器，可以提高氢冷系统氢气去湿效果，保证发电机氢气湿度合格。

2）可减少氢冷系统缺陷，大大提高机组安全运行可靠性。

方案二：
ZQS-JA吸附式氢气干燥器配置一台油水分离器，让氢气在进入吸附式氢气干燥器前首先通过油水分离器，通过沉降方式在沉降罐将氢气中的杂质或液体滤掉，然后进入氢气过滤媒质罐中将油蒸汽进行过滤。

保证氢气的洁净，确保了氢气干燥器干燥剂的除湿效果。

2、实施方案可行性：
方案一：
环保型制冷式氢气干燥器在机组运行时简单易操作，缺陷发生率低，可有效保证机组安全可靠运行。

方案二：
ZQS-JA吸附式氢气干燥器采用的是活性氧化铝对氢气进行除湿，对环境没有污染，且运行稳定，维护工作量少，符合国家环保要求。

3、方案比较：
方案一:
A、技术先进、系统可靠。

B、制冷效果好、漏点温度可达到-15℃。

C、制冷剂泄漏少，运行稳定。

D、成熟先例较少。

E、系统结构与我厂#3机组氢气去湿装置结构类似。

F、制冷剂属于环保式对环境污染少。

G、全自动化控制先进。

方案二:
A、技术先进，新电厂应用业绩多。

B、漏点温度可达到-40℃。

C、设备采用的干燥剂，对环境无污染。

D、性价比较高。

E、系统结构简单，操作方便，维护工作量少、维护费用低。

F、设备运行稳定，使用寿命长。

G、由于系统构造，不仅能保证氢气湿度，还能保证氢气纯度在优秀范围内。

4、选择方案结论：从经济角度来看，方案一性价比高，且我厂1-1、2-1、3-1、4-1氢气去湿装置已更换为方案一所选QLG-VS型氢气去湿装置，去湿效果良好，故障率低。

综上所述，推荐方案一。

五、改造效益预评估：
1、安全评估：
该方案实施后，可以大大提高氢气去湿装置安全运行的可靠性，保证了#3机发电机氢气湿度在标准范围内，从而提高了机组的安全运行的稳定性，同时减少了日常维护工作量，降低了氢气去湿装置的维护费用及维护人员的劳动强度。

2、环保评估：
3-2氢气去湿装置换型后，故障率低，在减少设备维护工作量的同时，降低了氟利昂的排放，减少了环境污染。

3、经济评估：
3.1、经济效益分析：
3-2氢气去湿装置换型后可降低维护成本，减少了压缩机、氟利昂的购买量，并节约人力，保证了机组的安全稳定运行。

3.2、投资回收期分析：
该项目更换主要的是保证机组安全、经济运行，故无投资回收分析。

3.3、项目总投资分析：（注：非标项目外委必须包含人工费用）
●
●外委人工费（包含：调试
共约需要35个工日（安装：20工日、电焊：10工日、起重：5日，每工日估价478.6元，折算为：35×0.04786=1.6751万元
●检定费 0万元
●土建、工机具使用费（特殊车辆（吊车、平板等））：0万元
●其他费用（设备运输费用）： 0万元
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4、计划营销兼法律事务部费用核算：
签字：
日期：
六、成熟先例情况：
无
七、附件：
1.上级文件、会议纪要无
2.预算无
3.施工图无
4.设备报价单 2份2张
5.原始记录无
6.其他。