电厂发电机氢气冷却系统

高的氢气能保证发电机内部清洁，通风散热效果稳定，不
会引起脏污事故。 （5）在氢气中，噪声较小，绝缘材料
不易受氧化和电晕的损坏。
•
缺点：（1）氢气的渗透性很强，容易扩散泄露
。因此发电机的外壳必须很好地密封。 （2）氢气、空气
混合物能形成爆炸性气体，万一泄漏，遇到明火会引起爆
炸，所以，氢冷机组周围严禁明火。 （3）采用氢冷的机
l 端部线圈为轴向氢内冷，由二根冷拉成型的П形铜线上 下对叠而成，中间形成冷风风道，迎风侧开有进风孔，为 了降低端部绕组的最高温度采用缩短风路的办法，将冷氢 从迎风侧吸入风道后分成两路；其中一路沿轴向流向槽部 的斜向出风道，再从槽楔经过甩风风斗排入边端出风区气 隙；另一路沿端部横向弧形风道流向磁极中
• 2 维持机内气体压力的为所需值（一般维持在0.490.52）。
• 3 在线显示机内氢压，纯度及湿度。 • 4 干燥氢气排去可能从密封油进入机内的汽水。 • 5 对漏入机内的液体（油或水）及时发出信号。 • 6 冷却转子绕组，和定子铁芯。
a
5
2.发电机氢气系统结构
a
6
2.1氢冷却器及其外罩
l 我厂的发电机氢气冷却器有4个，装于发电机定子机座四角，每个2组 ，共8组。在一组冷却器（1/8冷却器）因故障停用时可带90%额定负 荷；当不同角2组共1/4冷却器因故停用时可带80%额定负荷；当同一 角2组共1/4冷却器因故停用时可带60%额定负荷，但要监测发电机转 子的振动，防止机内温度不均匀引起的转子振动增大。当有5%冷却 管子堵塞时，发电机能保持额定功率（容量），而不超过允许温升。
速度最快，具有最大的扩散速度和很高的导热性，其导热
能力是空气的6.7倍。（3）氢气在各种液体中的溶解度都
很小，比如在20℃时，氢气在100mL水中仅能溶解1.84nmL
。（4）氢的渗透力很强，常温下能够透过橡皮。
•
wk.baidu.com
2、氢气的化学性质：氢气易燃易爆（含氢量4％
～74.2％），最低着火温度是574℃，燃烧时发出浅蓝色
l 为了防止冷却水直接漏入机内，在冷却器与机座之间采用迷宫式挡水 隔板，并在前、后水室二端的冷却器外罩底部设有ZG1/2螺孔，可接 出浮子式液位控制器（检漏报警仪）的排放管道供检测冷却器有无漏 水情况。
a
8
a
9
• 氢气循环的流程
l 发电机定子铁心采取径向通风方式。线圈在槽内的直线 部分沿轴向分成九个分区，4个冷风区，5个热风区。相间 的区段，在宽度方向各为二排反方向斜流的径向风孔，是 用铣刀加工而成的。这种气隙取气通风的转子绕组在槽内 的温度分布较均匀，平均温度与最高温度都较低，适用于 大容量、长转子的发电机通风系统。
体积) 。我厂氢气总漏氢量保证值(双流环) ≤10Nm3/24h
(在0.41MPa(g)额定氢压，折算到标准大气压下。)
a
1
•
1、氢气的物理性质：（1）氢气，无毒、无味、无
色，是窒息气体，能使人的肺部缺氧。在标准状态（温度
0℃，压力101.325kpa）下，其密度为0.0899g/L，约为空
气密度的1/15，是世界上最轻的物质。（2）其分子运动
火焰，生成水，放出大量的热。
a
2
• 3、氢气冷却方式的优缺点：
•
优点：（1）氢气密度小，作为冷却介质时，可
使发电机通风损耗减至最小，从而提高发电机的效率。
（2）氢气的表面散热能力高，可很快带走发电机的热损
耗。能使发电机的出、入口风温差得以降低。 （3）氢气
的导热系数高，有利于加强发电机的冷却。 （4）纯度较
组，要增加制氢设备、控制系统和干燥净化装置。因此，
投资及运行维护费用需增加。
a
3
• 氢气的制取：
•
在工业上通常采用如下几种方法制取氢气：一是将
水蒸气通过灼热的焦炭（称为碳还原法），得到纯度为
75%左右的氢气；二是将水蒸气通过灼热的铁，得到纯度
在97%以下的氢气；三是由水煤气中提取氢气，得到的氢
气纯度也较低；第四种方法就是电解水法，制得的氢气纯
l 氢冷却器外罩为钢板焊接的圆拱形结构，横向对称布置安装在发电机 机座的两端顶部
l 外罩是用螺钉把合在机座上，并在结合面的密封槽内充胶密封，连接 成为整体。外罩热风侧的进风口跨接在铁芯边端的热风出风区的机座 顶部，其冷风侧的出风口坐落于机座边端冷风进风区的上部，由机座 边端第一隔板和与其结合在一起的内端盖和导风环构成设在转子上的 风扇前后的低、高压冷风区。
a
10
l
心，从极心圆弧段上侧面的出风孔排入端部的低压热风
1 氢气系统的特点及功能
•
汽轮发电机是采用水氢氢冷却方式，定子绕组为水冷
，转子绕组为氢气内冷，铁心为氢气外部冷却，发电机转
子采用气隙取气冷却方式。
•
发电机内的气体容量约为110m3。（我厂发电机
氢气系统充气体积 68.8m3）。当发电机在额定氢压
0.5MPa下运行,保证漏氢量每天不大于11立方米(常压下的
a
7
l 外罩的顶部处于发电机的最高位置，故在该处内部设置了充、排氢管 道，在励端外罩顶部内还设有氢气纯度风扇的两根取样管，在汽端则 有一根气体分析取样管，这些管道的进出口都设在发电机机座的底部。
l 冷却器的前水室端是用螺栓刚性地固定在（发电机机座顶部的）氢冷 却器外罩右侧边框上，进出水管都连接在前水室前部的进出水管口上。 在前水室顶部设有四个排气孔，底部设有两个排水孔。在冷却器后端 的后水室则用不锈钢垫片支撑在氢冷却器外罩左侧边框上，该垫片使 冷却器能随温度变化而自由胀缩。后水室的外端用框形隔板及钢板顶 盖密封，在这个空间设有一个放气阀。为了确保安全，在拆顶盖之前 必须先打开放气阀，释放盖内压力。在拆卸了顶盖和后水室的盖板之 后，才能检查冷却器内的翅片管。此外在冷却器后水室端面的外罩框 口上侧，有一个通孔接有一个旁路阀通往后水室顶盖内的空间，在正 常运行时用以平衡不锈钢薄垫片两侧氢气压力。
度可高达99%以上，这是工业上制备氢气的一种重要方法
。在电解氢氧化钠（钾）溶液时，阳极上放出氧气，阴极
上放出氢气。电解氯化钠水溶液制造氢氧化钠时，也可得
到氢气。 对用于冷却发电机的氢气的纯度要求较高，因
此，都是采用电解水的方法来制氢。
a
4
氢气系统的功能
• 1 提供对发电机安全充氢和排氢的设备，用二氧化碳作为 置换介质。