Q96氢气系统说明书

1、氢系统安装使用说明书Q96 编制：校对：审核：审定：批准：目 录1 概要31.1概要31.2一般特性31.3外观特性31.4电气特性41.5气体特性42 发电机气体系统的作用52.1发电机气体系统的作用（运行工况图）62.2 CO2的供给(见附图)72.3气体的分配和监测(见附图)72.4渗漏监测及冷却器注入监测 (见附图)102.5监测 (见附图)103 发电机气体系统的运行123.1试运行要求的辅助设备123.2试运行前发电机气体系统的准备123.3发电机气体系统的试运行133.4运行（见附图）183.5使发电机气系统脱离运行状态（见附图）204 发电机气体系统的维护234.1工作期间应遵

2、照执行的说明234.2预防性维护 (见附图)244.3正常运行期间的维修维护 (见附图)255 储存271 概要北京北重汽轮电机有限责任公司提醒各用户注意：·严格按照手册里给出的准则执行；·如有违背本手册的操作，我厂将不负任何责任。1.1概要大功率发电机的冷却一般是通过发电机里的带有一定压力的氢气流来实现的，这是通过固定在轴上的两个风扇来实现循环运行的。选择氢气做为热传导气流，是根据它与空气质量的比较而得出的：·密度小14倍·导热率大7倍·热对流系数大32倍最大冷却效率是在正常运行工况下，纯度至少在98时得出的；事实上，如果纯度降低1，则会导致

3、摩擦和空气阻力损失10。如果纯度降至88则损失会加倍，它接近于空气氢气混合物的爆炸极限值（75）。在往发电机里注入氢气之前，要用CO2排出空气。当向发电机内再注入空气时，还要使用CO2作为中介气体。所以，发电机气体系统包括的因素有：·供给CO2·气体分布和分析·渗漏监测 1.2一般特性·发电机自由容量60m3·正常相对氢压0.3MPa·所需排放空气体积135Nm3·所需充满或排放的CO2体积195Nm3·所需充满的氢气体积330Nm3·每天最大泄漏量10Nm31.3外观特性1.3.1 CO2加热装置

4、83;加热水箱CE40 长度 2000mm 宽度 1000mm 高度 1000mm 容积 2 m3 空箱重量 950kg1.3.2 发电机气集装 制造厂BZD 长度 1800mm 宽度 550mm 高度 2200mm 重量 400kg1.4电气特性·正常网络380 V A.C三相·必要的配电盘380 V A.C三相·U.P.S220 V A.C三相1.5气体特性1.5.1 CO2·气瓶减压前的压力 6 MPa·气瓶减压后的压力0.15 MPa·加热装置减压后的压力0.03 MPa1.5.2 氢气·减压前的压力0.6 MPa&

5、#183;减压后的压力最大0.4 MPa·最大流量35Nm3h发电机内的压力0.3 MPa1.5.3 空气·气源脱脂且干燥的空气·运行压力0.7士0.2 MPa2 发电机气体系统的作用发电机气体系统的作用(见运行工况图，详见“附图 氢气控制系统原理图”)，包括：·供给CO2·分配和调节气体·控制渗漏·监测·氢气干燥注：附图绘出了用于监测作用的各种传感器的连接。2.1发电机气体系统的作用（运行工况图）运行工况图解l发电机2 H2源3 CO2的供给4气体调节5渗漏控制6氢气干燥器2.2 CO2的供给(见附图)CO2的供

6、给包括：CO2汇流排和CO2加热装置2.2.1 CO2汇流排包括八个联接软管和减压阀门供电厂联接CO2气瓶。2.2.2 CO2加热装置包括：·一个加热水箱·一个电气控制柜2.2.2.1加热水箱它的作用是用水加热CO2，并使后者到达发电机后避免因温度太低引起机内气体结露。它包括：·个R420阀，它使CO2加热装置与气源分开。·一组36KW的加热器，包括四个浸入式加热器EC40、EC41、EC42和EC43，加热水箱的除盐水，温度能升至60。·一个加热水箱CE40；·二组加热盘管用于CO2与水进行热交换。·减压元件它的作用是使容

7、器出口处的CO2压力减小到大约0.03MPa的压力。它包括：·一个减压阀DP45，用于调节运行压力；·减压阀DP45的两个隔离阀R422和R423。·一个阀R425，它使CO2加热装置与发电机气集装分开 。2.2.2.2 电气控制柜·电气控制柜对加热器的工作进行自动控制，使箱内温度控制在规定的范围内(40-60)。 2.3气体的分配和监测(见附图)气体集装装置安装在发电机气体进口区域的汽轮发电机下面。它包括：·氢气减压装置·回路选择系统·气体分析系统2.3.1氢气减压这个设备的供给氢气压力约0.6MPa，其作用是给发电机提供

8、恒定的正常运行压力。它包括：· 一个用于运行压力的减压阀DP42，且由阀R413和R414分开。· 配有阀R417的管道，用于旁路减压阀DP42。· 一个安全阀RD41，以保护监测设备和发电机，防止超压。通过阀R440、R441和R418，可以使减压系统回路分开。2.3.2 回路选择系统这个系统的目的，是根据运行工况的模式，使到机组的供给管道与H2、CO2或空气供给源及通气系统相连。它包括：·一个空气H2安全设备。包括：· 一个软管，根据发电机的状态，可以选择供给空气和氢气。· 一个三通阀R412，以确定设备是在“供给空气”位置或是在

9、“供给氢气” 位置。· 一个三通阀R463,它 在位置“ 1 ” (排放位置)时，可以通过发电机底部的供给管和打开阀门 R461、及R514来使发电机排放。 在位置“ 2 ” (CO2位置)时可以通过发电机底部的供给管和打开阀门R461来向发电机供给CO2。·一套9个阀门的装置： R410、R411、R418、R428、R440、R441、 R460、R461和R514，它允许选择不同的回路。·一个充排氢操作面板显示出不同状态下的回路。2.3.3 气体分析系统2.3.3.1注入排放分析器用于注入和排放操作的分析器，使得通过安装在控制盘上的指示器LG41即可了解下列

10、数据：·在用CO2排出空气或用空气排出CO2过程中，在空气CO2混合物中空气含量的百分比0100。·在用H2排出CO2或用空气排出CO2过程中，或用CO2排出H2的过程中，在H2CO2的混合物中H2含量的百分比(0100)。H2和CO2混合物的样气，经由T461管道排出，通过减压阀DP47到达分析器。然后混合气被排放到外界大气中。2.3.3.2氢气纯度分析器发电机正常运行时，分析器测量机组里的氢气纯度。通过安装在控制盘上的指示器LG40，可以知道：·H2的百分比(10085)·如果纯度小于96，发出报警。·远传控制室的显示。·H2样气

11、经由T461管道排出，通过减压阀DP46到达分析器。然后H2被排放到外界大气中。2.3.3.3氢气温湿度在线监测仪在发电机的转子风扇后 (高压区)引出，回到风扇前 (低压区)，依靠风扇及氢气干燥器自带的循环风扇使氢气不断地通过氢气干燥器。·如果湿度高于设定值，则报警。·远传控制室的显示。2.3.3.4 绝缘过热监测仪与氢气干燥器并接绝缘过热监测仪，对机内绝缘过热现象进行监测。·如果机内氢气中所含的粒子超标时，发出报警。·远传控制室的显示。2.3.3.5 漏氢监测仪在发电机汽、励端回油、母线室和水箱上部安装监测探头监测各部位的氢气含量。·在漏氢时

12、，发出报警信号·远传控制室的显示。2.4渗漏监测及冷却器注入监测 (见附图)2.4.1. 发电机渗漏监测这个设备包括两个液位信号计，两个液位信号计包括了发电机底部的全部等压点，以避免在管道内发生气体循环。·“压力”室与配有三个液位开关的液位信号计LN41相连。·“低压”室与配有三个液位开关的液位信号计LN40相连。如果氢冷器CT40、CT41、CT42或CT43中的一个渗漏，或发电机组里有凝结水，或是油H2回路回油管路(见GHE 密封油系统)故障，则水或油的液位增加、打开液位信号计LN40和LN41的开关；打开阀门R568或R569，以便确定渗漏是从哪一个冷却器出

13、来，并确定出渗漏位置。2.4.2. 发电机氢冷器注入的监测这是通过阀门R560、 R561、R562和R563来完成的。2.5监测 (见附图)系统运行和维护有关的监测，是通过就地显示和逻辑传感器给出的电信号来实现的，它包括下列作用： ·CO2的供给·气体的分配和监测·渗漏监测2.5.1. CO2的供给2.5.1.1就地指示器· LT40：加热器温度· LP45：减压前的CO2压力· LP46：减压后的CO2压力2.5.1.2逻辑传感器给出电信号，允许运行或报警跳闸· ST40：水箱加热器的调节2.5.2.气体的分配的监测2.

14、5.2.1就地指示器· LP43：发电机里的氢气压力· LD40：通过检测仪AG40的气体流量· LD41：通过检测仪AG41的气体流量2.5.2.2逻辑传感器给出一个电信号，允许运行或报警跳闸·SM40：三通阀R412的位置开关，选择空气回路·SM41：三通阀R412的位置开关，选择H2回路·SP41：发电机里的“低”氢气压力·SP42：发电机里的“高”氢气压力2.5.2.3模拟传感器· TP40：发电机氢气压力的远传2.5.2.4气体分析器· LG41：空气或氢气混合在CO2里，带有2-刻度的就地指示

15、器； 空气CO2混合气里空气的百分比 H2CO2混合气里H2的百分比· LG40：测量发电机里的H2纯度；就地指示器；远传控制室；报警临界值；·WN10测量发电机里的氢气温、湿度；·ZN10测量发电机里的过热粒子；·XN10测量漏氢探头附近的氢气含量。2.5.3渗漏监测2.5.3.1就地指示器· LN42：在发电机底部“压力”室里的液位· LN40：在发电机底部“低压”室里的液位2.5.3.2逻辑传感器给出一个电信号，允许运行或报警跳闸· “压力”室SN52：发电机里“高”液位SN53： 发电机里“高高”液位SN54： 发电

16、机里“高高高”液位· “低压室”SN40：发电机里“高”液位SN41： 发电机里“高高”液位SN42： 发电机里“高高高”液位2.5.3.3漏氢监测仪·XN10发电机“漏氢”报警3 发电机气体系统的运行3.1试运行要求的辅助设备必须有下列辅助设备·电气辅助设备·气体辅助设备3.1.1电气辅助设备·正常网络380V A.C 3相·必要的配电盘380V A.C 3相·U.P.S 220V A.C单相·控制监测系统3.1.2气体辅助设备·一般润滑油系统：GGR·密封油系统：GHE·排污恢复系

17、统：SXS·H2供给系统·C02供给系统·空气供给系统 SAR3.2试运行前发电机气体系统的准备3.2.1初始条件·发电机停机，且处于常压空气状态·密封油系统在运行·C02加热装置被注入除盐水·提供给C02、H2和干燥压缩空气源3.2.2电气准备操作型式观 察·可以检查所有要求的电压380V A.C 3相380V A.C 3相(必要的配电器)220V A.C单相3.2.3机械准备(见附图)操作型式观 察·检查下列阀门是关闭的，或关闭它们在发电机气集装里R410R411R440R441R414R417 3.

18、3发电机气体系统的试运行3.3.1初始条件·见3.2.1第一段·有电气辅助设备·所有的气体回路都是关闭的3.3.2.过程使用发电机气体系统向发电机组内注入氢气，要按下列步骤顺序执行：·用C02排出空气·用H2排出C02·增加H2的纯度和压力·用于运行的监测设备的准备3.3.2.1用C02排出空气3.3.2.1.1 在CO2加热装置里操作型式观 察·打开下列阀门: -R620 -R621·打开加热器: -EC40 -EC41 -EC42-EC43·当温度达到60慢慢打开R420在LT40上读取温度

19、·检查LP45的压力·缓慢打开阀门R422·检查下游的阀门R423是否打开· 调节减压阀DP45上的螺钉进行压力调节,直到达到减压压力为止· 缓慢打开阀门R425读取LP46压力,约为0.03MPa3.3.2.1.2 在发电机气集装里操作型式观 察·关闭阀门R625·打开阀门R624·缓慢打开阀门R622·调节减压阀门DP47·要求值0.03MPa· 调节R625来获得所需气体流量（在LG41处）,检查LD41上的流量·调节分析流量至150cm3/min·允许气体在

20、分析器内循环5分钟·充满分析仪·测量LD41,检查CO2中空气的百分含量·要求CO2中含空气0%·关闭阀门R622和R624·三通阀R463置“2”位·通CO2的位置·打开下面的阀门: -R428 -R461 -R606 -R460 -R623· 部分打开阀门R514来维持发电机内0.03MPa过 压·二氧化碳通过下部的管路进入机内,混合气体通过上部管路排出·打开下面的阀门: -R573 -R575·打开下面的阀门: -R572 -R574·在外部管路上·打开下面排

21、气阀持续几秒钟 -R516 -R518 -R519（在外部管路上） -R521· 在二氧化碳置换空气过程,为了尽可能完全排除空气,管路最底处必须排气几秒钟· 排气后关闭阀·检查流量计LD41的混合气体流量·如果需要,用R625来调整流量·要求流量150cm3/min·当二氧化碳浓度达到70%·关闭下列阀门: -R428 -R514 -R460 -R623·读取LG41上二氧化碳浓度3.3.2.1.3 在CO2加热装置里操作型式观 察·关闭下面的阀门: -R420 -R423 -R425·关闭加热

22、器: -CE40 -CE41 -CE42-CE43·隔离CO2加热装置3.3.2.2 H2置换CO23.3.2.2.1 在发电机气集装里操作型式观 察·连接阀门R440和R441之间的软管·“供H2” 位置·关闭阀门R606·三通阀R412置“供H2”位置·逐个打开下面的阀门: -R440 -R441 -R413 -R414 -R605·调节减压阀DP42·关闭阀门R614·打开下面的阀门： R604 R613·正常压力：0.3MPa·读压力表LP43上的压力·调节减压阀DP

23、46·调节R614以获取分析仪AG40中要求的流量,检查LD40的流量·调节分析流量至150cm3/min·允许气体在分析仪中循环5分钟·检查LG40测量的氢气纯度·要求值是在分析仪回路中H2含量为100%·关闭下列阀门: -R604 -R613 -R605·转换三通阀R463置“1”位置·排放位置·检查阀R460是否关闭·打开下面阀门: -R418 -R606 -R623 -R461·部分打开阀门R514,维持发电机内0.03MPa的超压·调节R514,限制机内压力,检查L

24、D43压力·氢气通过上部管路进入机内,混合气体通过下部管路排出。·打开下面阀门,排放几秒钟: -R516 -R518 -R519（在外部管路上） -R521·在氢气置换二氧化碳过程,为了尽可能完全排除二氧化碳,管路最底处必须排气几秒钟·检查LD40上混合气体流量,调节R614改变流量· 继续用H2置换CO2,直到LG40上读取充氢达85%·关闭阀门R623·要求流量150cm3/min3.3.2.3 H2纯度和压力的增加操作型式观 察·打开阀门R612·打开H2分析仪·检查流量计LD40的气体流

25、量,若需要,调节R614改变流量·要求流量150cm3/min·继续置换至H2纯度达到98%99%·关闭下面阀门: -R461 -R514·在LG40处读取H2纯度值·在DP42处再调氢压,达到正常工作压力·LP43处读取要求压力值 0.3MPa·当达到正常压力后,关闭下列阀门: -R440 -R441 -R4183.3.2.4 用于运行的监测设备的准备操作型式观 察·打开下列阀门 -R607 -R608 -R609·发电机机内压力监测回路·调试漏氢监测仪、湿度在线监测仪、绝缘过热监测仪和氢气干

26、燥器。·按产品供应商提供的使用说明书进行 3.4运行（见附图）当氢气注入和升压完成后,发电机就已达到正常运行速度,有两种可能的运行模式。·正常运行模式·故障运行模式3.4.1正常运行模式3.4.1.1 在控制室内操作型式正 常 值·LP43处检查机内氢压·LG40处检查机内氢纯度·WN10处检查机内氢湿度0.3MPa>96%用户自定3.4.1.2 汽机房内在发电机气集装里操作型式正 常 值·检查LP43表的机内H2压力·检查LG40上的机内H2纯度·检查LD40表上,分析仪内的H2流量·检

27、查LN40和LN42内有无液体0.3MPa>96%150cm3/min0mm3.4.2 故障运行模式3.4.2.1 信号和报警（控制室）故 障 检 测检 测 元 件要求动作·发电机内低氢压（<0.285MPa）·发电机内高氢压（>0.315MPa）·发电机内氢纯度低（<96%）·发电机内液位高（>200mm）SP41SP42LG40LN40、LN42见3.4.2.2见3.4.2.2见3.4.2.2见3.4.2.23.4.2.2操作故障检测可能原因要 求 措 施1.SP41发电机内低氢压·氢管路或发电机壳的泄漏

28、83;密封油系统泄漏·做泄漏检测·检查密封油系统 （见GHE密封油系统使用说明书）2.SP42发电机内高氢压·充氢或补氢时减压阀 DP42故障·机内升氢压时过高·调节减压阀（读LP43）·若不能调节,更换减压阀 -打开旁路阀R417 -关闭阀R413和R414 -更换减压阀·打开阀R460和R514调到正常压力3.LG40机内低氢纯度·AG40分析仪故障 -电源不是220V -分析仪内潮湿 -分析表故障·真空泵MP13故障·检查·更换干燥器的干燥剂·更换分析仪·检查

29、真空油箱CE13上PL15的压力值, （见 GHE密封油系统使用说明书）4. LN40·发电机冷却器泄漏·打开排污阀R568和R569,寻找故障 LN42 冷却器机内高液位·减小发电机负载·油路上油压太高·发电机密封泄漏·更换故障冷却器（见GRH发电机使用说明书第二部分）·检查压力调节器RP10 （见GHE密封油系统使用说明书）·见发电机3.5使发电机气系统脱离运行状态（见附图）3.5.1.初始条件·密封油系统运行·汽轮发电机停机·发电机机壳内充满额定压力的氢气·二氧化碳和空

30、气源准备3.5.2.过程3.5.2.1 降低机内氢压操作型式观 察·打开下面的阀门: -R460 -R514·气体通风管道3.5.2.2 CO2置换H23.5.2.2.1在发电机气集装里操作型式观 察·打开阀门R623·打开分析仪LG41·调节减压阀DP47·关闭阀门R612·打开阀门R461·氢纯度分析仪隔离·转换三通阀R463置“2”位·通“二氧化碳”位置3.5.2.2.2在CO2加热装置里操作型式观 察·打开加热器 -CE40 -CE41 -CE42-CE43·当温度达

31、到60,缓慢打开阀门R420·检查LP45的压力·慢慢打开R422·检查下游的阀门R423·读取TI001上温度·调整减压阀DP45的调节螺栓,直到获取要求的减压压力·缓慢打开阀门R425·读取LP46上压力值3.5.2.2.3 在发电机气集装里操作型式观 察·打开阀门R428·继续排氢直到二氧化碳在分析仪LG41上达到90%95%的纯度·二氧化碳通过下部的管路进入机壳,混合气体通过上部管路排出·打开下列排气阀持续几秒钟: -R516 -R518 -R519（在外部管路上） -R521

32、·关闭阀门R428·底部点排放3.5.2.2.4 在CO2加热装置里操作型式观 察·关闭下列阀门: -R420 -R423 -R425·关闭加热器: -EC40 -EC41 -EC42-EC43·隔离CO2加热装置3.5.2.3 空气置换CO2操作型式观 察·检查阀门R410和R411是否已关闭·连接阀门R410和R411之间的供气软管·关闭下列阀门： -R413 -R414·转换三通阀R463到“1”位置·关闭阀R460·“排放”位置·转换三通阀R412到“供空气”位置&#

33、183;打开下列阀门: -R417 -R418 -R410 -R411·供空气·继续空气置换CO2，直到空气含量达到95%·打开下面排气阀持续几秒钟: -R516 -R518 -R519（在外部管路上） -R521·读取LG41上纯度数值·排放最低点位置·连续充空气至少1小时·安全原因·关闭下列阀门： -R410 -R411·关闭阀门R623·隔离空气源3.5.2.4 其它辅助设备操作型式观 察·关闭阀门R431、R432、R408、R593、R594、R430、R530、R531、R

34、532、R533、R595、R596·切断这些辅助设备的电源·隔离漏氢监测仪、湿度在线监测仪、绝缘过热监测仪和氢气干燥器4 发电机气体系统的维护在本节里未提及的其它辅助设备的维修维护如漏氢监测仪、湿度在线监测仪、绝缘过热监测仪和氢气干燥器，按产品供应商的产品使用说明书进行。4.1工作期间应遵照执行的说明对设备所做的任何工作，都应由合格的、能胜任的人来完成。还必须按照下列说明来执行：·在电厂里必须有效地执行各项规章制度·危险设备要有安全规则·只能允许合格的人员进入工作区·重要的：在开始压力管道工作之前，必须先执行：含有要更换部件的管道要

35、被分隔开，使管道减压，如果可能的话，释放掉。·参考相应的供应商的使用手册，并按照其中的说明执行·每项工作之前和之后，要列出一个所需工具的清单.·工作结束时，要确保没有任何零件或部件遗留在设备里面或附近.·顺序地标出拆卸和重新组装的零件·有计划地更换所有拆下来的垫片·只重新安装干净的零部件·使用零件要小心，以免碰撞其它的元件·操作阀门要慢，特别是当打开它们的时候以避免水冲撞管道内壁·绝不要在开放的空气中卸下减压阀4.2预防性维护 (见附图)发电机气体系统的预防性维护分为两部分：·发电机运行期间的预

36、防性维护·在发电机充满空气停机期间的预防性维护4.2.1发电机运行期间的预防性维护在发电机正常运行期间或者是短期停机期间(发电机里仍然注有氢气)，下面所说明的维护工作应该定期在发电机气体系统里执行。设 备预防性维护工作周期发电机气集装·检查液位指示器LN42里的液位，如果必要的话（如果有液体），清洗与液位指示器相连的管道。l星期CO2加热装置·检查加热水箱、ST40恒温腔以及水箱的液位。如果必要进行补充。6个月·检查EC40，EC41，EC42和EC43浸人加热器(加热元件)和电气连接的工况。6个月·运行检查 EC40，EC41，EC42和EC

37、43浸入加热器ST40恒温器R420、R620、 R422、 R423、 R421、R621和R425阀门DP45减压阀6个月·检查CO2存储量，如果必要的话改变CO2瓶(最小储量一定要能允许发电机最少次排完)6个月4.2.2在发电机充满空气停机期间的预防性维护下面说明的维护工作是在发电机计划停机期间和长期停机期间对发电机气体系统进行的，发电机内充满大气压力下的空气。重要的：在使发电机跳闸之前，检查发电机气体系统的运行状态和参考运行报告中提到的，在运行期间可能已经观察到的故障是很重要的，如果出现故障，在重新启动系统之前要执行相应的维修维护。设 备预防性维护工作发电机气集装·检查RD41安全阀的运行；·检查校准TP40压力传感器的输