(整理)发电机氢气系统.
发电机氢气系统(水氢氢)
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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1k1P2 a（100mm水柱），故完整氢编辑ppt
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（4~74%）时，遇火将发生爆 炸，威胁发电机的安全运行
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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
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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。
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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。
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2应3 缓慢，排污口附近完整编辑ppt
第十三章发电机氢气系统
正常运行纯度
• 在发电机空侧和氢侧密封油泵均正常投入
运行期间，氢气纯度应保持在95%或以上， 如发电机在氢侧密封油泵关闭情况下运行， 氢气纯度应保持在90%以上，避免过量的 耗用氢气。
造成氢气纯度低的可能原因
• ⑴压力平衡阀整定不正确 • 密封油系统中的压力平衡阀＃210和＃217，
应保持氢侧密封油压力与空侧密封油压力 相差在±490Pa范围内。如两个阀门或一个 阀门工作不正常，空侧密封油会与氢侧密 封油交换，空侧密封油中的空气便会进入 氢侧密封油，并逸出进入发电机内，导致 氢气纯度下降。为了排除故障，该阀门应 按密封油系统说明进行调节。
• 发电机的排氢，是通过在机座底部汇流管
充入二氧化碳，使氢气从机座顶部汇流管 排出去，为了使机内混合气体中的氢气含 量降到5%，应充入足够的二氧化碳，排氢 应在发电机静止或盘车时进行，需要两部 发电机容积的二氧化碳。充二氧化碳时， 从发电机机座顶部汇流管采样，
⑸发电机排二氧化碳
• 发电机排氢后，二氧化碳也不宜长时间封
⑶发电机运行时补氢
• 氢冷发电机在正常运行期间，当氢侧密封
油泵运行时，氢气纯度通常保持在95%或 以上，当氢侧密封油泵关闭时，氢气纯度 通常保持在90%或以上，必须补氢的原因 是：
• ①氢气的泄漏，这就需要以补氢来维持氢
气压力（称漏补）。
• ②空气的渗入，因此要求以补氢来维持氢
气纯度（称纯补）。
⑷发电机排氢
• 漏液检测器是指装在发电机和主出线盒下
面的浮子开关，其可指示出发电机内可能 存在的任何液体。在机壳的底部最可能积 液的地方设有开口，将积聚的液体排到漏 液检测器，每一个漏液检测器装有一根回 气管通到机壳，使来自发电机机壳的排液 管能够气流畅通。
发电机氢系统介绍
发电部培训专题1发电机氢气系统简介说明：1.1发电机由于存在着损耗的原因，会导致发电机本体及线圈发热，如果不及时将这些热量及时释放掉，将会导致发电机绝缘老化，影响发电机使用寿命，甚至引发其它恶性的电气事故的发生。
因此大、小发电机都有自己的一套冷却装置。
1.2大型发电机是一种高电压、大电流的电气设备，因此对于它的冷却方式的选择，是确保发电机安全运行的一项重要手段，发电机根据容量等技术参数选择不同的冷却方式，如空冷、氢冷、水氢氢、双水内冷等。
在这些方式中，双水内冷冷却效果是最好的，但由于双水内冷存在着连接部件漏水这一难以解决的问题，在我国80年代投产的多台引进的捷克机组中多次发生此类事故，所以目前我国发电机至今仍多采用的是氢气冷却这种方式，我厂发电机用的是水－氢－氢冷却方式。
1.3之所以目前多采用氢气冷却的原因是氢气有着以下优点：a.氢气比重比较小，相对于其它气体来说它的阻力损耗比较小。
b.氢气是不助燃的气体。
c.氢气比热较其它气体来说大一些。
d.氢气化学价比较稳定。
1.4但用氢气冷却这种方式也存在很大的缺点：a.它是可燃物，使的生产危险点控制更加严格。
b.它需要专用的密封装置，增加了系统的复杂性。
2主要技术参数2.1发电机内额定运行参数：a.氢气压力：0.414MPa.b.氢气温度：不大于46℃c.氢气纯度：大于98%d.氢气耗量：小于13～19立方米/天e.氢气含氧量：小于2%f.氢气含水量：不大于25克/立方米2.2对供给发电机的氢气要求a.供氢气压力不高于3.2MPa.(g)b.供氢气纯度不低于99.5%c.氢气露点温度.≤–21℃2.3置换时的损耗值：3氢气系统设备的组成、功能及原理简介：3.1氢气干燥器装置：a.氢气干燥器是用来除去发电机内氢气中的水份而设的；当发电机中的氢气含水量过高将会对发电机造成多方面的不良影响，我厂在发电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地流进干燥器内得到干燥。
发电机氢气系统介绍资料
• 大容量氢冷发电机内要求保持高纯度的氧气，其主要目的是提高发电的效率，从经济 方面考虑。因为氢气混入空气或纯度下降时，混合气体的密度随氢气纯度的下降而增 大，使发电机的通风摩擦损耗也随着氢气纯度的下降而上升。一台运行氢压为 0.5MPa、容量为907MW的氢冷发电机，其氢气纯度从98％降到95％时，摩擦相和 通风损耗大约增加32％，即相当于损失685kW。一般情况下，当机壳内的氢气压力 不变时，氢气纯度每降低l％，其通风摩擦损耗约增加11％。我国发电机运行规程又规 定：“当氢气纯度降低到92％或者气体系统中的氧气超过2％时，必须立即进行排 污”，这说明运行的氧气纯度在92％～95％之间时，除对效率有所影响外，并无严重 危害。当然，长期运行在这个氢气纯度范围是不经济的。所以又规定了一个必须立即 排污的下限。
部。
• 5)开启氢母管至1号机氢压控制站手动门，开启发电机补氢调节阀前手动门，检查供氢 母管压力0.63～0.7MPa。
• 6)开启发电机补氢调节阀后手动门，开启发电机补氢手动门。 • 7)开启发电机补氢压力调节阀旁路门或用发电机补氢压力调节阀，将氢气充入机内，
控制机内气体压力不允许超到0.021MPa，最大不允许超到0.035MPa。 • 8)开启发电机排气总门。开启发电机排CO2门，调节使机内气压保持0.015～
发电机氢气系统1
A．冷却氢气进口温度不于46℃ B．氢冷器冷却水进水温度不大于35℃ C．定子绕组内冷水进水温度不大于50℃ D ．氢压不低于额定值，氢气纯度不低于95% 6．在运行中，万一发生密封瓦烧毁或密封瓦断油事故， 氢气会从密封支座与轴颈之间喷出，此时立即停机解 列，低速盘车，排氢降压，在低氢压时再用CO2置换 氢气，一般情况下由于 高压氢气急速扩容，大量吸热，氢气喷出时不至于发 生火灾。 7．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。 8．机组停用后，随H2温下降，及时关闭氢冷器调整门和 氢冷器进出水门，以防发电机过冷。 9．经常检查干燥器干燥正常，并定期排污。
51 压力调节器 制氢站来的氢气 93 82
发电机局部绝缘 过热装置报警
加 热 器
103
气体置换注意事项； 1．发电机内是空气时，严禁直接向机内充入氢气。 2．无论向发电机内充入氢气或CO2或是空气，都应适当 控制气流流动速度，以免使管道变径部位出现过热，排 气管口附近杜绝明火，手动操作氢气系统阀门，应使用 铜制扳手，操作时应缓慢。 3 3．置换过程中，注意对气体不易流通的死区进行排放。 4．在氢气置换过程中必须确认气体的取样分析部位正确 无误，在用CO2置换氢气或空气时必须在机座顶部取样， 在用氢气或空气置换CO2时一定要在机座底部取样。如 取样不当，误报气体成分，造成高纯度的假想就潜伏着 爆炸的可能性。 化学也可从纯度分析仪进口的排污门 取样，取样位置同上。 5．发电机严密性试验不合格时，应努力查找原因消除泄 漏点；否则发电机严禁充氢
发电机氢冷系统介绍
引言概述:发电机氢冷系统是一种常见的发电机冷却技术，通过使用氢气来冷却发电机内部的线圈，以提高发电机的效率和可靠性。
本文将介绍发电机氢冷系统的工作原理、组成结构以及优势。
正文内容:一、工作原理1.1氢气冷却的原理氢气具有很高的热导率和低的密度，使其成为一种理想的冷却介质。
当氢气进入发电机内部的线圈时，它会带走线圈产生的热量，使线圈保持在合适的温度范围内，避免过热导致断电和损坏。
1.2冷却系统的工作原理发电机氢冷系统主要由氢气供应系统、冷却系统和循环系统组成。
氢气在供应系统中被压缩和过滤，然后通过冷却系统进入发电机内部。
冷却系统通过散热器将热量排出，然后再将冷却过的氢气重新循环到发电机内部，形成一个闭环循环。
二、组成结构2.1氢气供应系统氢气供应系统包括氢气储气罐、压缩机和过滤系统。
储气罐用于储存氢气，压缩机将氢气压缩到适当的压力，过滤系统则用于除去杂质和水分。
2.2冷却系统冷却系统包括冷却器和散热器。
冷却器是用于将氢气冷却的装置，通常采用氢气与液体或气体之间的热交换原理。
散热器是用于将冷却后的氢气中的热量转移到周围环境中的设备。
2.3循环系统循环系统主要是用于将冷却过的氢气重新循环到发电机内部。
它包括循环管道、泵和阀门等设备，以确保氢气能够顺畅地流动，并且氢气的压力和温度保持在合适的范围内。
三、优势3.1高热导率和低密度氢气具有比空气更高的热导率和更低的密度，能够更有效地带走发电机产生的热量，并且减少发电机的整体重量。
3.2良好的散热性能由于发电机氢冷系统中的氢气能够快速冷却发电机内部的线圈，因此可以显著提高发电机的散热性能，降低温升。
3.3高可靠性和安全性氢气是一种非常稳定和可靠的冷却介质，它不会产生腐蚀和污染问题，并且能够有效地防止发电机内部的线圈过热和烧毁。
3.4节能环保相对于传统的水冷或风冷系统，发电机氢冷系统能够更好地节约能源和资源，同时还能减少对环境的影响。
3.5适用于高功率发电机由于氢气具有优良的散热性能和热导率，因此适用于高功率发电机的冷却需求，能够保持发电机的高效运行。
发电机氢气系统及设备描述
发电机氢气系统及设备描述一、氢气系统的工作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。
通常应采用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控制排、置换控制阀和气体置换盘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排中设置有两套氢气减压器。
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，通常均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。
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。
氢气纯度低于报警值90％是不能继续正常运行的，至少不能满负荷运行。
当发电机内氢气纯度低时，可通过本氢气控制系统进行排污补氢。
采用真空净油型密封油系统的发电机，由于供给的密封油经过真空净化处理，所含空气和水分甚微，所以机内氢气纯度可以保持在较高的水平。
只有在真空净油设备故障的情况下，才会使机内氢气纯度下降较快。
发电机内氢气纯度、压力、温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。
氢气系统中针对各运行参数设置有不同的专用表计，用以现场监视，超限时发出报警信号。
二、转子与铁芯的冷却通道转子的冷却采用气隙取气斜流式通风结构。
在转子表面槽楔上开有进气口和排气口，转子绕组上也开有通风孔，组装固化后组成斜流式通风路径。
气体沿转子表面通过一组斜槽吸入斜流通道进入槽底，在槽底径向转弯，然后通过另一组斜流通道返回气隙。
详见右图和下图。
它是利用布置在两端的两个风扇使氢气获取压力，随转子转动而进出冷却通道。
发电机氢气系统简介说明
发电机氢气系统简介说明：1 发电机氢气系统简介说明：<br />1.1 发电机由于存在着损耗的原因，会导致发电机本体及线圈发热，如果不及时将这些热量及时释放掉，将会导致发电机绝缘老化，影响发电机使用寿命，甚至引发其它恶性的电气事故的发生。
因此大、小发电机都有自己的一套冷却装置。
<br /> 1.2 大型发电机是一种高电压、大电流的电气设备，因此对于它的冷却方式的选择，是确保发电机安全运行的一项重要手段，发电机根据容量等技术参数选择不同的冷却方式，如空冷、氢冷、水氢氢、双水内冷等。
在这些方式中，双水内冷冷却效果是最好的，但由于双水内冷存在着连接部件漏水这一难以解决的问题，在我国80年代投产的多台引进的捷克机组中多次发生此类事故，所以目前我国发电机至今仍多采用的是氢气冷却这种方式，我厂发电机用的是水－氢－氢冷却方式。
<br />1.3 之所以目前多采用氢气冷却的原因是氢气有着以下优点： a. 氢气比重比较小，相对于其它气体来说它的阻力损耗比较小。
b. 氢气是不助燃的气体。
c. 氢气比热较其它气体来说大一些。
d. 氢气化学价比较稳定。
<br />1.4 但用氢气冷却这种方式也存在很大的缺点：a. 它是可燃物，使的生产危险点控制更加严格。
b. 它需要专用的密封装置，增加了系统的复杂性。
<br />2 主要技术参数<br/>2.1 发电机内额定运行参数：a. 氢气压力：0.414MPa. b. 氢气温度：不大于46℃ c. 氢气纯度：大于98% d. 氢气耗量：小于13～19立方米/天 e. 氢气含氧量：小于2% f. 氢气含水量：不大于25克/立方米<br />2.2 对供给发电机的氢气要求 a. 供氢气压力不高于 3.2MPa.(g) b. 供氢气纯度不低于99.5% c. 氢气露点温度.≤–21℃<br />2.3 置换时的损耗值：序号内容单位数值备注 1 发电机充氢容积立方米117 2 驱赶机内空气时耗用二氧化碳立方米300 CO2纯度98%以上<br />3 驱赶机内二氧化碳时耗用的氢气立方米300 4 机内氢压升至额定值用氢量立方米375 3 氢气系统设备的组成、功能及原理简介：<br />3.1 氢气干燥器装置： a. 氢气干燥器是用来除去发电机内氢气中的水份而设的；当发电机中的氢气含水量过高将会对发电机造成多方面的不良影响，我厂在发电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地流进干燥器内得到干燥。
发电机氢气系统简介
9.停用密封油系统 置换完毕,可进行检 修或保养工作!
置换操作 准备工作:
熟悉用于气体纯度监控氢气控制柜的使用方法。 确保有足够的可用CO2来吹扫空气，危急时有足够 的CO2吹扫出氢气（PI2944>0.3MPa）。 确保二氧化碳进入管道上的气阀安装正确到位。 氢气控制柜相关表计已经进行较准，可投入使用。 确认氢气干燥系统已经投入运行 确认转子处于停止状态或盘车状态 检查Mark VI机组发电机H2和CO2系统无报警存在
流 量 及 阀 门 控 制 表
置换操作 CO2→空气:
1、打开吹扫取样管线隔离阀 HV2957、HV2983 5、确认供氢隔离阀HV-2936关闭 7、确认两三通阀在垂直位置
4、让取样气体通过传感器，面板上“AIRin CO2）” 2、在氢控制柜上：设置为“Purge（Air IN CO2”灯亮 3、按幻灯片20调整氢气控制屏隔离阀,系统状态如23页所示 模式
注：投入密封油系统防止CO2通过轴 6、缓慢打开主排气阀HV-2954 端大量流出，在密封油系统运行初期， 发电机内压力太少，难以保证充分排 10、开启CO2供气阀，进行置换 8、通过PI-2944确认CO2在供应正常 油，浮子阀应走旁路。直到压力足够 进再关闭旁路阀 注：置换期间，发电机的的气压应维 护在0.14-0.35kg/cm2(2-5psig),在 置换后期，发电机内气压会有较大变 注：这将阻止CO2进入过滤器干 9、密封油系统投入运行 化，需要调节HV-2954 的开度对气压 燥器，如果CO2进入过滤器干燥 进行控制， 器，在发电机充H2正常运行时的 第一天内CO2将缓缓流出，这将 导致首日气体分析仪读数不准确。
发电机氢气系统
氦气，类似性质， 为什么不用？？？
5.
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。
6.
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）
爆轰界限：在空气中：18.3%~59%（体积）
氢
在氧气中15%~90%（体积）
制造方便
真心用不
便宜
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。
1. 上汽1000MW发电机
2.
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
3.
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。 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
发电机氢气系统
发电机氢气系统发电机氢气系统简介说明1、发电机由于存在着损耗的原因，会导致发电机本体及线圈发热，如果不及时将这些热量释放掉，将会导致发电机绝缘老化，影响发电机使用寿命，甚至引发其它恶性的电气事故的发生。
因此发电机都有自己的一套冷却装置。
2、采用氢气冷却的优点：a. 氢气比重比较小，相对于其它气体来说它的阻力损耗比较小。
b. 氢气是不助燃的气体。
c. 氢气比热较其它气体来说大一些。
d. 氢气化学价比较稳定。
缺点：a. 它是可燃物，使得生产危险点控制更加严格。
b. 它需要专用的密封装置，增加了系统的复杂性。
3、氢气控制系统设计参数为：额定氢气压力：0.4MPa(表压)氢气纯度:≥98%正常, ≤95%报警氢气湿度(露点)：－5℃～－25℃（氢气压力在0.4MPa时）。
4、发电机气体置换采用中间介质置换法：发电机置换分为：空气向氢气置换及氢气向空气置换两种。
目前基本采用的是中间置换法。
中间置换法的中间介质为二氧化碳气体。
气体置换应在发电机静止、盘车或转速不超过1000r/min的情况下进行。
充氢前先用中间介质（二氧化碳）排除发电机及系统管路内的空气，当中间气体的纯度超过95%后, 才可充入氢气排除中间气体,最后置换到氢气状态。
这一过程所需的中间气体为发电机和管道容积的1.5倍，所需氢气约为发电机和管道容积2~3倍。
发电机由充氢状态置换到空气状态时，其过程与上述类似，先向发电机引入中间气体排除氢气，使中间气体含量超过95%, 方可引进空气排除中间气体。
当中间气体含量低于15%以后，可停止排气。
此过程所需气体为发电机和管道容积的1.5~2倍。
5、气体置换作业时几点注意事项：1）密封油系统必须保证供油的可靠性，且油/气压差维持在0.056MPa左右。
2）发电机转子处于静止状态。
(盘车状态也可进行气体置换，但耗气量将大幅增加)。
3）氢气置换时必须注意浮子油箱油位及发电机油水检测器油位。
严防发电机内进油和跑氢事故的发生。
《发电机氢气系统》课件
氢气的安全特性
易燃易爆性
氢气具有高度易燃易爆的特性，遇火即燃，燃烧 速度快，火焰温度高。
爆炸极限
氢气的爆炸极限范围较宽，在空气中浓度达到4% 至74.2%时均可能发生爆炸。
扩散性
氢气在空气中扩散速度快，容易在有限空间内形 成均匀分布。
氢气系统的安全措施
防爆措施
在氢气系统周围设置防 爆墙、防爆门等防爆设 施，以防止爆炸冲击波
02
发电机氢气系统的组成 与工作原理
氢气系统的组成
氢气制备与供应设备
监控与安全系统
包括氢气源、氢气净化装置、氢气储 存设备等，用于提供满足发电机运行 需求的氢气。
包括各种传感器、报警装置和安全阀 等，用于监测氢气系统的运行状态， 确保系统安全。
氢气循环系统
由一系列管道、阀门、冷却器等组成 ，用于循环氢气，确保发电机内部氢 气分布均匀。
氢气循环
在发电机内部，氢气与发电机 线圈相互作用，产生电流，同 时带走线圈产生的热量。
氢气制备
从外部源获取氢气，经过净化 处理，满足发电机运行标准。
氢气供应
根据发电机运行需求，将储罐 中的氢气输送到发电机内部。
热量排出
发电机内部的热量通过冷却器 排出，维持发电机正常工作温 度。
氢气系统的控制逻辑
自动控制
排放处理
对无法回收的氢气进行燃烧处 理，将产生的热量进行回收利
用。
环保监测
定期对发电机氢气系统的排放 进行监测，确保符合环保标准
。
环保意识
加强员工环保意识教育，提高 员工对环保工作的重视程度。
05
发电机氢气系统的未来 发展与展望
氢气系统的新技术发展
发电机氢气系统..
5）发电机漏液检测装置
发电机漏液检测装置用以检测发电机水冷定子 线圈或氢气冷却器因泄漏而积累在发电机底部 的液体，同时也用以检测渗漏到发电机内的密 封油或轴承油
6）发电机绝缘过热监测装置
发电机绝缘过热监测装置用以监测发电机内部绝缘材料是 否有过热现象，以便在早期及时采取必要的措施，防止酿 成大事故。 工作原理： 在发电机正常工作时，流经装置的干净气体导致装置 产生一定的微电流，此电流经处理后，在装置上显示出来。 当发电机内绝缘有过热现象时，绝缘材料因过热而挥发出 过热粒子，这些粒子随氢气进入到监测装置后，将引起装 置的电流减少。当电流减少到一定程度时，装置经自检确 认装置本身无误后将发出报警信号，提示发电机内绝缘部 件有过热现象。
工作原理： 仪器由特殊设计的风机，压差交送器及压差计组成，实际则是风机产生的压差，但由 于此压差值与气体的密度有关，而气体密度又直接与气体的成分成比例，故只要测出风机 压差就等于测出了气体密度，实际上两只压差计是直接按密度和纯度标注的。
纯度要求： 氢气是易燃易爆性气体。在密闭容器中，当氢气与空气混合，氢的含量为4％～ 75％，即形成易爆炸的混合气体。我国发电机运行规程规定：“一般要求发电机内氢 气纯度保持在96％以上。低于此值时，应进行排污” 大容量氢冷发电机内要求保持高纯度的氧气，其主要目的是提高发电的效率，从 经济方面考虑。因为氢气混入空气或纯度下降时，混合气体的密度随氢气纯度的下降 而增大，使发电机的通风摩擦损耗也随着氢气纯度的下降而上升。据美国GE公司介绍， 一台运行氢压为0.5MPa、容量为907MW的氢冷发电机，其氢气纯度从98％降到95％ 时，摩擦相和通风损耗大约增加32％，即相当于损失685kW。一般情况下，当机壳内 的氢气压力不变时，氢气纯度每降低l％，其通风摩擦损耗约增加11％。
发电机氢冷系统介绍(二)
发电机氢冷系统介绍（二）引言：发电机氢冷系统是一种高效、可靠的发电机冷却技术，它通过运用氢气作为冷却介质，在发电过程中实现对发电机的高效冷却。
本文将介绍发电机氢冷系统的原理和工作方式，并详细讨论其在能源领域的应用。
正文1. 原理及工作方式a) 氢气的导热性能：氢气具有非常高的导热性能，远远超过空气和水。
这使得发电机氢冷系统能够高效地将热量从发电机传递到冷却系统中。
b) 氢气的化学稳定性：氢气不会引起腐蚀或氧化，这使得氢冷系统能够保持发电机内部的稳定和可靠性。
c) 工作方式：发电机氢冷系统包括氢气供应系统、冷却系统和排气系统。
氢气通过进气管道进入发电机，并通过冷却系统吸收热量，然后排出冷却剂。
2. 应用领域a) 火力发电站：发电机氢冷系统广泛应用于火力发电站中，可以有效降低发电机的温度，提高发电机的效率和寿命。
b) 核电站：在核电站中，发电机氢冷系统是必不可少的，它可以在核反应堆事故发生时起到冷却和保护的作用。
c) 风力发电站：氢冷系统也可以应用于风力发电站中，提高风力发电机组的效率和可靠性。
d) 水力发电站：通过发电机氢冷系统，水力发电站可以有效冷却发电机，提高发电效率。
e) 运输领域：发电机氢冷系统也逐渐应用于船舶、飞机等运输领域，以提高动力设备的冷却效果和性能。
3. 氢冷系统的优势a) 高效冷却：相较于传统的空气冷却和水冷却系统，发电机氢冷系统能够以更高的效率将热量带走，提高发电机的工作效率。
b) 低噪音：由于氢气的导热性能和化学性质，发电机氢冷系统能够保持发电机的低噪音运行。
c) 环保：使用氢气作为冷却介质时，不会产生温室气体和其他有害物质，符合环保要求。
d) 可靠性高：氢气的化学稳定性和导热性能使发电机氢冷系统具有高可靠性，能够长时间稳定运行。
4. 维护和安全性a) 维护工作：发电机氢冷系统需要定期维护，包括氢气供应系统的检查和冷却系统的清洗，以确保系统的正常运行。
b) 安全性：氢气是易燃易爆的，在使用发电机氢冷系统时需要严格按照安全操作规程，确保系统安全可靠。
发电机氢气系统技术规范
发电机氢气系统技术规范
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。
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，气体置换采用CO2作为中间介质。
对发电机氢冷系统的基本性能要求：①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℃；②氢气纯度不低于95%时，应能在额定条件下发出额定功率。
但计算和测定效率时的基准氢气的纯度应为98%；③机壳和端盖，应能承受压力为0.8MPa历时15分钟的水压试验，以保证运行时内部氢爆不危及人身安全；④氢气冷却器工作水压为0.35MPa以上时，试验水压不低于工作水压的2倍；⑤冷却器应按单边承受0.8MPa压力设计；⑥发电机氢冷系统及氢气控制装置的所有管道、阀门、有关的设备装置及其正反法兰附件材质均为1Cr18Ni9Ti，氢系统密封阀均为无填料密封阀。
氢气系统主要设计参数
图5－5氢气系统主要设计参数
二、气体置换数据表
图5－5气体置换数据表
三、机氢气系统主要运行参数
图5－5机氢气系统主要运行参数
图5－5 气体置换过程中所需气体容积、时间见下表
四、系统图：
图5－5系统图。
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第十二章发电机氢气系统第一节氢气控制系统一、作用用以置换发电机内气体，有控制地向发电机内输送氢气，保持机内氢气压力稳定，监视机内有关氢压、温度及纯度以及液体的泄漏干燥机内氢气。
二、主要技术参数1、发电机内：额定氢压：0.414Mpa允许最大氢压：0.42Mpa氢气纯度：＞96%氢气湿度：＜1g/m³（标准大气压下）2、发电机及氢气管路系统（不包括制氢站储氢设备及氢母管）漏气量＜19m³/24h。
三、系统设备介绍1、供气装置（气体控制站）：氢气供气装置提供必须的阀门，压力表，调节器和其它设备将氢气送进发电机，它还提供用以自动调节机内氢气压力或手动调节的阀门，或者是借助于压力调节器手动调节机内所需氢气压力值。
二氧化碳供气装置在气体置换期间将二氧化碳充入发电机。
氢气是通过设置在发电机内顶部汇流管道进入发电机内，并均匀地分布到各地方；二氧化碳是通过发电机底部管道进入发电机并均匀分布到各地方。
2、氢气干燥器：本系统配置冷凝式氢气干燥器，正常时，一台运行，一台备用，用以干燥发电机内氢气。
干燥器内氢气流动是靠发电机转子上的风扇前后压力进行的。
3、液体检漏器（液位信号器）：液体检漏器是指装在发电机壳和主出线盒下面的浮子控制开关，它可指示出发电机内可能存在的冷却器泄漏或冷凝成的液体以及由于调整不当而进入机内的密封油，在机壳的底部，每端机壳端环上设有开口，将收集起的液体排到液体检漏器。
每个检漏器装有一根回气管通到机壳，使得来自发电机机壳的排水管不能通大气；回气管和水管都装有截止阀，另外，为了能排除积聚的液体，检漏器底部还装有排放阀。
4、氢气纯度检测设备：在发电机里，氢气纯度由纯度差压变送器，氢气压力变送器等氢气测量组件测定。
用一负荷非常小，以至运转速度几乎不变的感应马达，驱动纯度风机使从发电机内抽出的气体循环流动，因此，纯度风机产生的压力直接反映出取样气体的密度。
氢气纯度差压变送器测出纯度风机产生的压力。
纯度指示器刻度分为三段，刻度中心附近一点标着“100%空气”这一点用来校准没有从发电机排出气体时的指示器的指示，刻度盘的远端范围内的刻度显示出二氧化碳和其它气体的混合气体中二氧化碳所占的百分比。
在二氧化碳充入发电机置换气体期间看这部分刻度，刻度盘近端范围内的刻度指示出氢气和其它混合气体所占百分比，正常运行中判断发电机内氢气纯度看这部分的刻度。
氢气监测系统有二个组件开关，当纯度下降或超过规定的极限时，开关动作发出“氢气纯度低或高”的报警信号。
5、发电机风扇差压监视设备：差压变送器直接连到发电机机壳，并通过安装在发电机转子上的风扇变送出变化压力。
氢气监测系统输出发电机风扇差压信号到氢控柜里的指示器。
6、氢气压力监测设备：氢气压力由变送器直接连到发电机机壳，并变送出发电机里的压力。
氢气监测系统不仅把经变送器的压力信号用作纯度监测中的密度补偿，而且为下面设备提供电气信号：1）发电机氢控柜内氢气压力指示器；2）和氢控柜内氢气压力指示器具有类似表盘的远程指示器；3）在发电机氢控柜里，氢气压力高和压力低的报警开关，当机内氢气压力超过或下降到规定的极限时，高或低压力报警开关给出显示。
7、氢气温度报警（冷氢温度）：发电机里设有氢气温度开关，用以使发电机内冷氢温度变得过高时能有一个报警源。
8、供氢压力开关所用的表计：发电机装有由一个压力开关，氢气调节器和二个压力表组成的氢压控制装置。
该装置的顶部表计指示机内氢气压力和调氢压力控制装置中的调节器的整定点。
底部表计指示来自供氢系统的有效压力。
氢气压力监控总管供氢侧装有一个压力开关，当供氢压力低时发出报警。
在这点上压力下降可能意味着供氢有效压力低或者供氢系统里调节器压力调得太低。
第二节氢气的置换一、气体置换的总则1、当发电机用空气冷却或中间介质气体运行时，不得带负荷。
2、氢气是相当活泼的气体，如遇下列情况之一，会发生爆炸或者有着火危险。
⑴在发电机壳内，当氢气纯度降至5%~76%时。
⑵在发电机壳内，当含氧量超过2%时。
⑶轴承回油管或在油箱中油的含氧量超过5%时。
⑷在距离漏氢地点5米以内遇有火源或电火花时。
3、在置换气体过程中，发电机必须用二氧化碳作为中间介质，严禁空气与氢气直接接触置换。
4、开启二氧化碳瓶门时，应缓慢进行，如发生冻结闭塞现象，可用热水烘暖。
为缩短气体置换时间，必要时可用数个二氧化碳瓶同时供给。
注意二氧化碳瓶表面的结霜情况，一般升到离瓶底0.5米以上时，应及时调换新瓶，瓶内压力不应全部放尽。
5、气体置换过程应在低风压运行方式下，并尽可能在发电机静止或盘车时进行，若为条件所迫，亦可在发电机转速＜100r/mm时进行，整个置换过程，应严密监视发电机风压、风温、密封油压、油温、油流。
6、当氢气系统严密性不佳时，不可置换至氢气运行，严禁拆除密封瓦进行。
二、氢气的置换：1、中间介质置换法：即利用二氧化碳驱赶发电机内空气（或氢气），然后又利用氢气（或空气）驱赶发电机内的二氧化碳，但发电机内在气体置换过程中空、氢不直接接触，因而不会形成具有爆炸浓度的空气、氢气混合物，这种方法是传统的置换方法。
充氢时，先利用二氧化碳驱赶发电机内的空气，待机内二氧化碳含量超过85%以后，再充入氢气驱赶二氧化碳，最后置换到氢气状态。
排氢时，先向发电机内引入二氧化碳，用以驱赶机内的氢气，当二氧化碳含量超过95%以后，才可以引进压缩空气驱赶二氧化碳，当二氧化碳含量低于15%以后，可以终止向发电机内送入压缩空气。
2、采用中间介质置换法应注意的事项：⑴氢气、压缩空气、中间气体均需从气体控制站上专设的入口引入，不允许弄错。
⑵适当控制气体的流动速度，以免因气流速度太快而使管路变径处出现高热点。
⑶整个置换过程中发电机内保持一定的压力（0.02~0.03Mpa之间）。
⑷现场，特别是排空管口附近杜绝明火。
⑸取样地点正确。
全面置换过程中气体排出管路及气体不易流通的死区，特别是氢气干燥器，密封油箱和发电机下液体检漏器等处，应勤排放，最后均应取样化验，各处都要符合要求。
三、氢气系统的运行和维护及注意事项：1、发电机运行时补氢：发电机运行时补氢的原因一是氢气泄漏，这就需要补氢以维持氢气压力；二是空气（或其它气体）的渗入，因此要求补氢以维持氢气的纯度。
对于双流环密封瓦密封系统，氢侧密封油和空侧密封油之间不能互换，但是，由于两个油源之间压力上的微小变化，将在一般较长的时间间隙内在双流密封瓦处发生一些油量交换；进入空气侧油系统中的氢气由排烟风机排除，进入氢侧油箱内的空气，通过过量的补氢来补偿。
另外由于氢侧油泵的故障停用时，空侧密封油中的空气也会渗入机内，影响机内氢气的纯度，所以，也应通过过量的补氢来补偿，以保持发电机内氢气的压力及纯度。
2、当发电机内充满氢气时，必须有油密封，油压应保持大于氢压0.084Mpa。
3、向发电机氢气冷却器开始通冷却水时，发电机进风温度必须大于30℃，还应注意防止氢压突然发生过大变化。
当机组甩负荷后，必须关小氢气冷却器调整门，必要时全部关闭，以防氢温、氢压急剧下降。
4、汽轮发电机润滑油系统及发电机密封油系统的排烟机，在发电机内有氢气时，应保持投入运行，禁止停用。
如必须进行短时间停用，应将油箱顶部盖板气孔打开，（同时就采取防止杂物落入油箱内的措施）。
5、禁止在运行现场（安全距离范围内）吸烟，必须进行焊接工作时，应严格按“消防规程”有关规定执行。
6、在运行中，当浮子式检漏计报警并放油时，应注意调整发电机运行方式和密封油压；如果浮子式检漏计报警并放水时，应适当提高风温、风压，并检查氢气干燥器的运行以及氢气冷却器或定子冷却水系统是否有泄漏，如有泄漏，应通知检修人员处理。
四、氢气系统信号的运行：发电机在正常运行时，一旦位于氢、油、水系统监视装置（俗称氢控柜）顶部的报警器发出报警，运行人员应立即到氢控柜前，通过柜上的光字牌确定哪部分发生故障，以便及时解决。
1、氢气纯度高或低：氢气纯度低报警信号由氢气纯度监视装置发出，该信号表明发电机内的氢气纯度低于设定的极限。
引起氢气纯度低报警的原因通常是密封油平衡阀调节不当或氢侧油路故障，氢气纯度高报警信号也由氢纯度监测装置发出，该信号表明纯度计的指针已达到100%或以上，这种情况表明检测回路故障，或者是纯度风机停了。
2、氢气压力高或低：当发电机内氢压比额定氢压高出0.035Mpa时，位于氢控柜内的压力报警组件将发出氢气压力高报警信号，一旦信号发出，应彻底检查供氢系统。
当发电机内的氢压比额定氢压低0.007Mpa时位于氢控柜人的同一压力报警组件将发了氢气压力低报警信号。
引起氢压低的原因之一是氢气发生泄漏；另外，若发电机负荷突然大幅度降低，通往氢冷却器的冷却水而未减少，致使机内氢温迅速下降，也将导致机内氢压下降。
一旦发生氢压低报警信号，也应彻底检查氢气系统。
3、供氢压力低：该信号由装在氢压控制装置上的压力开关发出，当该点的氢压下降到仅比机内额定氢压高0.1Mpa时，压力开关动作。
该报警信号发出以后，应立即检查供气装置。
4、液体检漏器液位高：液体检漏器液位高报警信号表示发电机底部的一系列液体检漏器中至少有一只已经进水或进油，该信号上装在液体检漏器上的浮子开关发出。
本氢冷系统共装有四只液体检漏器。
这些液体检漏器的开关为并联布线，共用一只报警器，故只要一只检漏器进油或进水，报警器就会发出报警。
一旦报警发出，就应检查所有的液体检漏器。
通过打开检漏器底部的排主阀确定哪只检漏器积液，其到底是水还是油，这样就可以大致确定发电机内部的故障。
通常漏油来自密封瓦，而水来自氢冷却器或定子绕组。
5、氢气温度高：氢气温度高报警信号表明发电机内氢气温度过高。
该信号由温度开关发出，开关触点应整定在比氢气的最高运行温度略高几度的位置上。
最高运行温度是指发电机满负荷而冷却水又处最高设计温度时的氢气温度（指冷氢）。
氢气温度高通常是由于发电机过负荷，氢气纯度低或冷却器进水温度高等原因造成的。
第十五节发电机氢气冷却系统1．发电机氢气系统的概述：发电机的转子、定子铁芯均为氢气冷却。
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1.51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，气体置换采用CO2。
2.转子与铁芯的氢气冷却流程：转子的冷却采用气隙取气斜流式通风结构。
在转子表面槽楔上开有进气口和排气口，转子绕组上也开有通风孔，组装固化后组成斜流式通风路径。
气体沿转子表面通过一组斜槽吸入斜流失通道进入槽底，在槽底径向转弯，然后通过另一组斜流失通道返回气隙。
详见右图和下图。