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
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～
(整理)发电机氢气系统.
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。
电厂发电机氢气冷却系统
冷却水温度与流量
控制冷却水的温度和流量，确 保能够有效地将氢气中的热量
带走。
密封技术
采用高性能的密封技术，防止 氢气泄漏，保证系统的安全性
和稳定性。
PART 04
氢气冷却系统的性能与特 点
REPORTING
WENKU DESIGN
冷却效果
高效冷却
氢气具有极高的热传导性，能够 快速将发电机产生的热量带走， 确保发电机在适宜的工作温度下 运行。
THANKS
感谢观看
REPORTING
https://
其他附件
根据实际使用情况和厂家建议进行定 期检查和更换。
PART 07
总结与展望
REPORTING
WENKU DESIGN
氢气冷却系统的优势与不足
高效冷却
氢气具有高热传导性和低热容量，能 够快速将发电机产生的热量带走，提 高冷却效率。
减少维护
氢气冷却系统结构相对简单，维护工 作量较小，且氢气纯净度高，不易对 发电机产生腐蚀。
探索比氢气更安全、更高效的新型冷却介质。
复合冷却技术研究
将氢气冷却与其他冷却方式相结合，形成复合冷却技术，提高冷却 效率。
智能化运维技术研究
应用大数据、人工智能等技术，实现氢气冷却系统的智能化运维和 管理。
对未来电厂发电机冷却技术的思考
安全性是首要考虑因素
在追求高效冷却的同时，必须确保系统的安全性，防止发生安全事故。
环保要求不断提高
随着环保意识的增强，未来电厂发电机冷却技术需要更加注重环保性 能，减少对环境的污染。
智能化和自动化是发展趋势
随着科技的进步，未来电厂发电机冷却技术将向智能化和自动化方向 发展，提高运维效率和降低人力成本。
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
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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(水氢氢) PPT
三、氢气系统气体置换
2、氢气去湿装置单机运行 如A去湿装置作为运行去湿装置，应关闭B去湿装置的电源开关，并
将B去湿装置的前一级阀门关闭，则B去湿装置退出运行。按A去湿装置 “单机”和“化霜投入”按钮，再按“启动”按钮，A去湿装置做单机 自循环运行去湿。
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油水探测报警器
如果发电机内部漏进水或油，油水将流入报 警器内。报警器内设置有一个浮子，浮子上端载 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置，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 统中设置有四个。
发电机氢气系统(水氢氢)
主要内容
一、氢气系统概述 二、系统设备介绍 三、氢气置换 四、氢气系统的运行维护和注意事项 五、系统异常和事故处理
一、氢气系统概述
发电机氢气系统的功能是用于冷却发电 机的定子铁芯和转子。氢气置换采用二氧 化碳作为中间置换介质。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。
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。
氢气湿度仪
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 为开式水，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℃。
为什么要使用氢气作为冷却介质，有什么优缺点？
氢气系统的原理
氢气系统的主要技术参数
额定氢压：0.3MPa（表压，下同） 氢气纯度：＞96% （容积比） 氢气露点：-5~-25℃ 发电机及氢气管路充氢容积：71m3 发电机及氢气管路系统漏氢量 ≤ 充氢容氢气系统设备介绍
发电机氢气系统
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氢气作为运输介质用于将核能发电 的电能输送到电网
氢气作为燃料提高 发电效率
氢气作为冷却剂提 高发电稳定性
氢气作为储能介质 提高发电灵活性
氢气作为环保燃料 减少温室气体排放
水力发电厂使用发电机氢气系统作为备用电源 发电机氢气系统在水力发电厂中用于调节电网频率 发电机氢气系统在水力发电厂中用于紧急情况下的电源供应 发电机氢气系统在水力发电厂中用于提高电力系统的稳定性和可靠性
氢气燃烧效率高可提高发电 效率
氢气燃烧后产生的废气少可减 少对环境的污染提高发电效率
氢气燃烧后产生的噪音小可 提高发电效率
氢气燃烧后只产生水无其他有 害物质排放
氢气燃烧效率高能源利用率高
氢气来源广泛可再生能源如太 阳能、风能等均可制氢
氢气系统运行过程中无噪音对 环境影响小
氢气具有高导热性可以快速散热降低设备温度 氢气具有高扩散性可以快速扩散降低设备压力 氢气具有高稳定性可以减少设备磨损延长设备寿命 氢气具有高安全性可以降低设备故障率提高设备可靠性
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氢气调节器：控制氢气流量保持稳 定
氢气安全阀：防止氢气压力过高确 保安全
氢气来源：电解水、天然气重整、甲醇 重整等
氢气储存：高压气瓶、液氢罐等
氢气净化：脱水、脱硫、脱碳等 氢气压力调节：减压阀、增压泵等
氢气输送：管道输送、液氢输送等
氢气流量控制：流量计、电磁阀等
氢气在发电机中燃烧产生电能
氢气循环过程中需要保持氢气的纯 度和压力稳定
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氢气燃烧后的产物是水通过冷却系 统冷却后重新进入发电机
氢气循环系统需要定期维护和检查 确保安全运行
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
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(水氢氢)精选ppt
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二氧化碳控制
CO2控制站站在发电机需要进行气体置换时投入
使用，以控制CO2气体进入发电机内的压力在所 需值（通常情况下，在整个置换过程中发电机内
气压保持在0.01～0.03MPa之间）。CO2控制排设 置有一套减压器，还有安全阀、气体阀门等，这
些部套件的结构、型式与氢气控制排上的相应部
套件相同。
氢气控制站上装有一只角型安全阀，它的开启和回座压力取决于内装弹簧 的松紧程度。当机内氢压过高时，可以释放机内氢压。
氢气控制站以及氢气系统中所使用的氢气阀门，均采用波纹管焊接式截止 阀。这种阀门的阀芯与阀座之间采用的是软密封垫结构，其优点是密封性能 好。若发现阀门关不严，一般应检查密封垫，发现磨损或变形严重，则应更 换软密封垫。该阀门焊接时一定要处于开启状态，以免软密封垫灼伤受损。 氢气控制站以及CO2控制站上装有气体过滤器。如其被脏物堵塞，则需取出滤 芯进行清洁。氢气控制排上还设置有压力监视表计，其中压力控制器用于氢 气压力偏低时发报警信号，普通型压力表用来监测减压器进出口的氢气压力。
被置换气体
需要气体容积
空气
180m3
二氧化碳
200m3
发电机升氢压至 0.3MPa
氢气
210m3 150m3
估计所用时间
5~6h 4~5h 1~1.5h 4~5h
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二、氢气系统设备介绍
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仪纯 度 分 析
氢气控制站
机循 环 风
器油 水 探 测
氢气冷却器
仪氢 气 湿 度
置除 湿 装
二氧化碳控制站
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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），故氢 .
《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％。
发电机氢气系统
2021年3月18日
内蒙古能源发电科右中发电有限公司
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六、发电机氢冷系统监视与检查
1. 汽轮机冲转前，发电机内需充满纯度合格的氢气。 2. 发电机补氢前确认氢站供氢纯度大于99.5%，露点温度小于-25℃，含氧量不超过0.5%。 3. 夏季补氢时，为防湿度过大，补前应先对补氢母管排污5min。 4. 机组并网前确认氢压不低于350kPa，发电机正常运行时机内氢压保持在420～450kPa之间，氢 压高于450kPa或低于420kPa，将发出氢压高、低报警。氢压过高时可开启排气阀排除部分氢气， 氢压低于420kPa时要及时补氢。 5. 机组正常运行时，冷氢温度38～45℃，出口风温不高于65℃。机组停止后，随氢温下降，及时 关闭氢气冷却器调门和调门前后电动门，以防发电机过冷。
2021年3月18日
内蒙古能源发电科右中发电有限公司
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四、电机气体置换及注意事项
1. 发电机气体置换标准。
所需气体种类
被置换出发电 需要气体容 机的气体种类 积
合格标准
估计所用时 间
氮气
空气
350m3
发电机内含氧量小于 3%
7h
氢气
氮气
发电机内氢气纯度大于
350m3 96%，且含氧量低于
7h
1.2%
升高，开启浮球阀旁路门控制浮球阀箱旁路观察窗始终有可见油位。当发电机内压力 升高，关小浮球阀旁路门控制浮球阀箱旁路观察窗始终有可见油位。 5. 在测量混合气体的含量时必须连续三次测量合格。 6. 使用氮气做为中间介质进行气体置换时，充氢前先用氮气置换发电机内的空气，待机 内氧气含量低于3%,再充入氢气置换氮气，待机内氢气含量高于96%时置换完毕；排氢 时，向发电机内充入氮气，待机内氢气含量低于3%置换完毕，当发电机内有检修工作 时，应由检修人员先将发电机充分通风后方可进入发电机内工作。氢气系统及相关设 备隔离检修或措施恢复时都要按照上述要求进行置换并确认合格。 7. 不得在室内排放氢气。 8. 操作氢气系统阀门一定要缓慢进行，防止氢气与阀门、管道剧烈摩擦而产生火花。 9. 置换过程中发电机本体及系统各死角排污门应定期排气。 10. 取样时，排氢管路和不易流动的死区都要取样。
发电机氢气系统介绍
采用氢气冷却优点: (1)运行经验表明,发电机通风损耗得大小取决于冷却介
质得质量,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;
(2)另外氢气得传热系数就是空气得5倍,换热能力好; (3)氢气得绝缘性能好,控制技术相对较为成熟。 采用氢气冷却缺点: 最大得缺点就是一旦于空气混合后在一定比例内(4%～ 74%)具有强烈得爆炸特性,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。
气体置换准备和要求:
1、 气密性试验合格(向发电机内充入0、45MPa得清洁干燥空气 ,24小时内气体泄漏量小于10Nm3/d为合格)。
2、 发电机本体上、下部应布置供灭火用得CO2灭火器,在发电 机本体上、下部周围挂“氢气运行,严禁烟火”标示牌,在发电机周 围10m内无烟火及电焊作业。
3、合格得CO2瓶不少于60瓶,以满足气体置换使用,CO2含量按容 积计不低于98％。
29)发电机氢压升至0、08～0、1 Mpa,投入密封油差压调 节阀,缓慢关闭差压调节阀旁路门,监视油氢差压在50Kpa左右。 (如交流密封油泵未投运,启动一台交流密封油泵,调整泵出口 压力0、8 Mpa。)
30)当发电机内部氢气压力达到0、45Mpa,充氢升压完毕。 31)解列氢气至发电机系统。关闭CO2至发电机系统截门22。 32)发电机内压力:MPa,发电机氢气纯度:％。置换完毕。
密封油系统 简图
定子冷却水控制系统概述
发电机定子冷却水系统得主要作用就是:向发电机定子线圈不间断得 供水,使定子线圈得到冷却,使定子线圈温度保持在允许范围内。 监视进出水温、水压、流量和水得导电率等参数。系统还设有自 动水温调节器,以调节定子线圈进水温度,使之保持基本稳定,另外 ,系统还设置了离子交换器,用以提高和保持冷却水得水质。
发电机氢气系统
发电机氢气运行监督技术
7氢气系统的运行维护 7.1发电机正常运行时机内氢压应保持在380～414kPa（就地控制盘指示） 之间，高于435kPa 或低于375kPa，将发出报警。氢压过高时可开启排 气阀来排去部分H2，降压到正常值。氢压低于380kPa，应向发电机内 补氢，最大补氢率10m3/天，超过此限值，应进行检漏。 7.2发电机运行中H2纯度大于98%，纯度降到95％，应及时补排，纯度 最低限值90％，湿度小于4g/Nm3，发电机正常运行中氢气干燥器应投 运。 7.3发电机正常运行时，要使氢冷系统良好运行，必须保持密封油系统正 常运行，应特别注意密封油压恒定地大于机内H2压力35～55kPa。 7.4发电机正常运行，四台氢冷却器投入运行。一台氢冷器退出运行，发 电机负荷限制为80％额定负荷。 7.5机组启动前，发电机内需充满纯度合格的氢气。并网后，及时投入各 氢冷器冷却水，保持冷氢温度35～46℃。机组解列后，停用氢冷器冷却 水及氢气干燥装置。
处理 1)如密封油中断，应紧急停机并排氢。2)发现氢压降低，应核对就地表 计，确认氢压下降，必须立即查明原因予以处理，并增加补氢量以维持 发电机内额定氢压，同时加强对氢气纯度及发电机铁芯、线圈温度的监 视。3)检查氢温自动调节是否正常，如失灵应切至手动调节。 4)若氢冷系统泄漏，应查出泄漏点。同时做好防火防爆的安全措施，查 漏时，应用检漏计或肥皂水。5)管子破裂、阀门法兰、发电机各测量引 线处泄漏等引起漏氢。在不影响机组正常运行的前提下设法处理，不能 处理时停机处理。6)发电机密封瓦或出线套管损坏，应迅速汇报值长， 停机处理。7)误操作或排氢阀未关严，立即纠正误操作，关严排氢阀， 同时补氢至正常氢压。8)怀疑发电机定子线圈或氢冷器泄漏时， 应立即 报告值长，必要时停机处理。9)氢气泄漏到厂房内，应立即开启有关区 域门窗，启动屋顶风机，加强通风换气，禁止一切动火工作。10)若氢压 下降无法维持额定值，应根据定子铁芯温度情况，联系值长相应降低机 组负荷直至停机。11)密封油压低，无法维持正常油氢差压。设法将其调 整至正常或增开备用泵，若密封油压无法提高，则降低氢压运行。氢压 下降时按氢压与负荷对应曲线控制负荷。
《发电机氢气系统》课件
系统实现的过程
氢气发电系统的设计需要考虑氢气 的供应、储存、输送和发电等环节， 需要根据具体情况制定相应的方案。
氢气发电系统的实现需要进行各类 设备的安装和调试工作，确保系统 能够安全、稳定地运行。
系统调试与检测
系统的调试需要进行多个方面的测 试，以确保氢气运输、储存和发电 的各个环节都能够正常运行。
氢气发电
1
氢气发电原理ห้องสมุดไป่ตู้
氢气在发电机内的反应会产生电流，从而带动发电机的运转。
2
氢气发电的优势和局限性
氢气发电具有环保、高效、静音等优势，但也存在氢气产生、储存和输送等方面 的局限性。
3
实践中的氢气发电案例
氢气发电已经在不同地方得到了广泛的应用，包括供电、应急电源等方面。
氢气发电系统的设计与实现
系统设计的要求
氢气储存
氢气储存需求
储存氢气需要考虑安全性、储 存成本和使用灵活性等因素， 不同的应用场景需要选择不同 的储存方式。
常用的氢气储存方式
气态、液态和固态氢气储存等 不同方式都有其特点和适用范 围，需要根据具体情况选择。
选择合适的储存方式
选择合适的氢气储存方式需要 考虑氢气产生量、储存时间、 运输和使用环境等多种因素。
总结
1
氢气发电系统的优缺点
氢气发电系统具有环保、高效、灵活等优点，
发展趋势展望
2
但还需要应对氢气生产、储存和输送等方面 的局限性。
氢气技术将继续发展和创新，氢气发电将会
得到更加广泛的应用，推动可持续发展和清
洁能源的发展。
3
总结与展望
本课程介绍了氢气发电技术的原理、应用和 发展趋势，相信对大家了解氢气发电和未来 发展的趋势有所帮助。
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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。