发电机氢气系统 王鹏宇

7.3、二氧化碳加热器
集装式柜式结构设计 采用红外线加热，热容量大， 加热迅速 出口气体温度在0~45℃可调 简单操作 加热，容器按压力容器设计 入口安全阀限定设备的最高 进气压力 通流管道采用不锈钢
加热器是利用红外加热原理在一气包内给流动的气体 瞬间加热的一种设备。
设置加热器的目的： 水、汽凝结：当发电机进行气体置换时，瓶内液体状 态下的二氧化碳气体通过减压阀突然向气体状态转换，这 种瞬间相态状态转换伴随着大量的吸热过程，从而使气体 温度急骤下降。当较低温度的气体进入发电机组内部时， 引起发电机内部局部温度降低，使发电机内部表面水汽凝 结产生结露。
7、1氢气控制装置
氢气控制装置是一个集装装置，它主要包含：
a.气体置换系统，由气体过滤器、氢气压力 减压阀、置换阀门、氢气质量流量仪、补充 氢气压力变送器、发电机机内压力变送器等 组成。 b.气体监测系统，由二台并联的三范围气体 纯度分析仪和一台机内压力分析仪组成。
氢气控制装置
1.气体分析仪×2 2.压力分析仪 3.充氢旁路阀 4. 氢气减压阀×2 5.氢气过滤器 6.空气过滤器 7.氢气质量流量仪 8.可移式连接管 9. 压力表 10. 氢源压力变送器 11. 机内气压变送器 12. 二氧化碳截阀 13. 通往发电机底部截阀 14. 通往排空管截阀 15. 通往发电机顶部截阀 16. 氢气截阀
上汽1000MW发电机
王鹏宇
发电机氢系统
1、氢系统主要功能 2、氢的物理性质 3、氢的主要特征 4、氢系统主要特点 5、氢系统主要组成部件 6、氢系统简图 7、氢系统主要部件介绍
1、氢系统主要功能
利用干燥的氢气对发电转子及绕组和定子铁芯进行冷却； 在机组启动前或停止运行后利用中间介质置换机内气体。
氢气的缺点
(1) 气体的增压冷却特点，必须提高氢气的压力 来提高冷却能力来进行冷却。（0.5MPa） （2）需增加供氢装置和控制设备，结构复杂，投 资维修费大；（通常要监测氢气湿度：用露点温度 表示） （3）在一定条件下，可能发生爆炸；（发电机内 氢气纯度不得低于96%，低于90%要停机）发电机外 壳都设计成防爆型，气体置换采用C02作为中间介 质
4、氢系统主要特点
充、排和置换气体功能齐全 气体纯度、压力、温度、湿度、漏氢等远传和
监控，监测报警系统完善 采用波纹管阀/球阀，可靠性高 双纯度在线监测，符合IEC标准 双路自动氢压控制，运行可靠 吸附式氢气干燥器，去湿效果高
5、发电机氢系统主要组成部件
u 氢气控制装置（双路减压，流量监测） u 气体纯度检测（双纯度检测） u 二氧化碳加热器（红外线加热） u 氢气干燥器(含油分离器，进出口湿度仪) u 氢气循环风机（双路） u 漏氢检测装置（多点检测） u 漏液检测器 u 绝缘过热检测装置 u 气体汇流排
7.2、热导式气体纯度分析仪
高精度热导式纯度分析仪 三范围气体分析（CO2在AIR中纯度, H2在CO2中纯度，H2在AIR中纯度） 设置了二台热导式气体纯度分析仪， 并联工作、互相对照，以提供纯度测量 的可靠性。 纯度采样系统配有流量计和去油雾器 装置全防爆设计，安全可靠 就地和远传纯度显示、报警 框架组装式结构，防止泄漏氢气聚集
双塔吸附式氢气干燥
湿度仪（干燥器出口） 湿度仪（干燥器入口） 发电机底部 CO2 分流
6、氢系统简图
7、氢系统主要部件介绍
7.1、氢压控制装置
充、排氢阀门等组装设计 氢气压力自动调节器×2 压缩空气和供氢过滤器 氢气流量计监测发电机漏 氢 运行参数就地和远程双重 显示 压力变送器监测机内和供 氢压力 阀门位置图示式标牌指导 运行
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1. 氢瓶及氢气汇流排 2. 氢气减压阀×2 3. 二氧化碳减压阀 4. CO2 瓶及其汇流排 5. 氢气过滤器 6. 氢气流量仪
7. 8. 9. 10. 11. 12.
绝缘过热监测装置 空气过滤器 CO2 蒸发器 压力变送器 气体纯度分析仪×2 漏液检测装置×10
13. 器 14. 15. 16.
在标准状况下(温度为0℃，压力为 101.325kPa)
的密度是0.08987g/L，仅是空气的 2/29，是世界
上最轻的物质。
氢的分子运动速度最快，从而有最大的扩散速度
和很高的导热性，其导热能力是空气的7倍，氢的
沸点为-252.78 ℃。
氦气，类似性质， 为什么不用？？？
氢气的优点
(1)导热系数为空气的7倍，在同一温度的流速下， 相对传热系数为空气的1.4-1.5倍； (2)纯氢的密度为空气的1/14，若纯度为95-96% ， 则为1/10，通风、风摩损耗均仅为空气的1/10； (3)虽然氢气中起晕电压比空气中低40%，但因在氢 气中，不会产生有害于绝缘的O3和氮的氧化物，绝 缘材料不易受氧化和电晕的损害。 (4)氢不助燃，即使发电机内部发生短路故障，也 不会有着火的危险，从而可使故障损坏程度大为减 轻。
使用CO2中间介质，安全充、排、置换机内气体，加热 CO2气体，避免机内局部结露
在线监测机内气体纯度、压力、温度、湿度等各参数 发电机绝缘局部过热监测和报警 维持机内正常运行时所需气体压力； 干燥氢气，排去可能从密封油进入机内的水汽 在线监测发电机的局部漏氢 在线监测发电机内漏液
2、氢的物理性质
常态下，氢是一种无色、 无嗅、无味的气体
气体纯度分析仪测量原理
双氢气纯度仪采用热导法，在其测量系统中有两组特 别稳定精密的、有玻璃涂层的热敏电阻，一组测量被测气 体，另一组测量标准气体。
热敏电阻被固定在尽可能接近不锈钢腔体的地方。整 个池体被加热到70℃，而热敏电阻被加热的温度高于传感 器腔体温度，热敏电阻损失的热量与气体的热导成比例， 这样，每组热敏电阻会达到不同的平衡温度，两组热敏电 阻温度的差异被电桥电路检测到，接着被放大并转换为4 〜20mA输出（输出信号与被测气体含量成比例）
3、氢的主要特征
氢气和空气混合在一定比例情况下遇明火爆炸
自燃温度：在空气中：574 ℃
在氧气中：560 ℃
爆炸极限：在空气中：4% ~75%（体积）
在氧气中：4.5%~94%
（体积）
爆轰氢界限：在空气中：18.3%~59%（体积）
制造方便 积）便宜
在氧气中15%~真9心0%用（不体
起
氦，惰性元素，稀有气体，无色、无臭、无味。密度0.17847克/升， 熔点-272.2℃（25个 大气压）。最难液化的一种气体，化学性质 十分不活泼，既不能燃烧，也不能助燃。