发电机氢油水系统

1、发电机氢油水系统发电机氢油水控制系统目录第一部分：发电机氢气控制系统 第二部分：发电机密封油控制系统 第三部分：发电机定子线圈冷却水控制系统 第四部分：氢油水控制系统主要测点 第一部分 发电机氢气控制系统1. 用途与功能 发电机氢气控制系统专用于氢冷汽轮发电机，具有以下功能：a. 使用中间介质(一般为CO2)实现发电机内部气体置换；b. 通过压力调节器自动保持发电机内氢气压力在需要值；c. 通过氢气干燥器除去机内氢气中的水份；d. 通过真空净油型密封油系统，以保持机内氢气纯度在较高水平；e. 采用相应的表计对机内氢气压力、纯度、温度以及油水漏入量进行监测显示，超限时发出报警信号。2. 主要技术

2、参数2.1 发电机内额定运行参数： a. 氢气压力：0.5MPa.(g) b. 氢气温度：46 c. 氢气纯度：98% d. 氢气耗量:19m3/d2.2 对供给发电机的氢气要求 a. 压力不高于 3.2MPa.(g) b. 纯度不低于 98% c. 露点温度.202.3 发电机充氢容积 150m32.4 发电机静止状态下气体置换耗气量估计值，如下表：置换操作内容耗用气体名称耗用气体数量备 注驱赶机内空气(air)CO2300m3CO2纯度98%以上驱赶机内CO2H2360m3机内升氢压至额定值H21338m33. 工作原理3.1 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

3、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有专用管路、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。3.2 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，有时还可能出现其他漏气点。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的范围之内，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。3.3 氢气中的含水量过高对发电机将造成多方面的不良影响，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

4、份氢气不断地流进干燥器内得到干燥。3.4 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。3.5 发电机内氢气压力、纯度、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，用以现场监测，超限时发出报警信号。4. 系统设备的工作原理4.1 氢气控制排 氢气控制排有控制地向发电机内供给氢气。通常，氢气来自储氢站。本氢气控制排设置两个氢气进口、两只氢气过滤器、两只氢气减

5、压器。氢气进口压力最大允许值为3.2MPa，供给发电机的氢气均需先将压力限制在3.2MPa以下，然后用双母管引入接至氢气控制排，然后经减压器调至所需压力送入发电机。(气体置换期间减压器出口压力可整定为0.6MPa，正常运行期间则整定为0.5MPa)4.2 CO2 控制排 4.2.1 CO2 控制排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0.020.03MPa之间)。 CO2 控制排设置有一套型减压器，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。4.2.2 CO2 气体通常由

6、瓶装供给。瓶装CO2 一般呈液态且压力很高，必须经过特别另行设置的汇流排释放气化，降压至1.6MPa以下，再用管路引至CO2控制排经过过滤器、减压器调至所需压力，然后供给发电机。4.2.3 CO2 汇流排一般应有五至十个瓶位。液态CO2 从气瓶中释放气化，必然大量吸热，致使管路及其减压器等冻结，释放速度因而受到限制。多设置瓶位，可以轮流释放、解冻。另外还可采用水淋办法解冻，但必须另接供水管，且开设排水沟。采取这两种办法的目的均是为了缩短气体置换所需时间。4.3 氢纯度检测装置 氢纯度检测装置是用以测量机内氢气纯度的分析器(量程80100%氢气)，使用前还须进行 2h(小时)的通电予热，其反馈的

7、数据和信号才准确。 该检测装置出厂时，下限报警点已设置在92%, 下下限报警点设置在90%, 若用户需另外设置，可参看使用说明书，该设备详细的使用说明书(包括原理结构、安装、调试、维护等内容)将随机提供给用户。4.4 氢气去湿装置4.5 系统循环风机 循环风机主要用于氢冷发电机氢气去湿装置的除湿系统中，在发电机停机或盘车状态下，开启循环风机，使氢气去湿装置能正常工作。该设备详细的使用说明书(包括原理结构、安装、调试、维护等内容)将随机提供给用户。5. 关于发电机的气体置换5.1 充氢时，先用二氧化碳(CO2)驱赶发电机内的空气，待机内二氧化碳含量超过85%以后，即可引入氢气驱赶二氧化碳，这一过

8、程保持机内气压在0.020.03MPa之间。排氢时，先将机内氢压降至0.020.03MPa之间，再用二氧化碳驱赶发电机内的氢气，待二氧化碳含量超过95%以后，即可引入压缩空气驱赶二氧化碳，直至二氧化碳含量少于5%以后，才可终止向发电机内送压缩空气，这一过程也应保持机内气压在0.020.03MPa之间。5.2 气体置换作业时几点注意事项：5.2.1 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，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)5.2.3 气体置换之前，应对气体置换盘中的分析仪表进行校验，仪表指示的CO2和H2纯度值应与化验结果相对照

9、，误差不超过1%。5.2.4 气体置换之前，应根据氢气控制系统图检查核对气体装置中每只阀门的开关状态是否合乎要求。6. 运行注意事项：1 每日均应检查监视项目： a. 监视油水探测报警器内是否有油水，如发现油水则应排放； b. 氢气除湿装置是否正常运行； c. 氢气纯度、压力、温度指示是否正常。2 每周检查项目： b. 氢气系统管路中的排污阀门，尤其是氢纯度检测装置和氢气去湿装置管路中的排污阀门，每周均需作一次排污，以排除可能积存的液体。3 每月检查监视： 排污(排放)阀门开启，排油污、水份。4 每36个月的监检事项： a. 报警用开关、继电器类的动作试验； b. 安全阀RV209动作试验；

10、c. 氢气纯度检测装置校验；5 每612个月的检查事项： 压力表等指示表计校验。 第二部分 发电机密封油控制系统1.概述：发电机密封瓦(环)所需用的油(其实就是汽轮轴承润滑油)，人们习惯上按其用途称之为密封油。密封油系统专用于向发电机密封瓦供油，且使油压高于发电机内氢压(气压)一定数量值，以防止发电机内氢气沿转轴与密封瓦之间的间隙向外泄漏，同时也防止油压过高而导致发电机内大量进油。密封油系统是根据密封瓦的形式而决定的，最常见的有双流环式密封油系统和单流环式密封油系统。本说明书专用于本公司设计、生产的单流环式密封油系统。其系统图号另行提供，并请参看。2.主要技术参数：密封油油质：同润滑油密封瓦进

11、油温度：2550 密封瓦出油温度：70密封瓦油压大于机内氢压：0.0560.02(MPa)3.密封油系统主要设备:3.1 密封油控制装置密封油控制装置中的主要设备有两台主交流油泵、一台事故油泵、空氢侧热交换器、一只压差阀、二只滤油器、两只平衡阀、仪表箱和就地仪表及管路阀门等。3.2 油泵两台主油泵，一台工作，另一台备用。它们均由交流电动机带动，故又称交流油泵。一台事故油泵，当主油泵故障时，该泵投入运行。它由直流电动机带动，故又称直流油泵。3.3 差压调节阀该调节阀用于自动调整密封瓦进油压力，使该压力自动跟踪发电机内气体压力且使油气压差稳定在所需的范围之内3.4 滤油器二台滤油器设置在压差调节阀

12、的进口管路上，用以滤除密封油中的固态杂质。该型式的滤油器为滤芯式滤油器。 滤油器组装在密封油控制站上，产品出制造厂时，滤芯被从滤油器上取出，装滤芯一般应在电厂进行油系统管路安装并经过油循环冲洗后，再装入滤芯。4 运行中注意事项4.1 只要发电机轴系转动或机内有需要密封的气体,密封油系统均需向密封瓦供油。发电机轴系转动时：密封油压高于机内氢压0.14MPa.g 最为适宜； 发电机轴系静止时：密封油压高于机内氢压0.036-0.076MPa.g 均可。4.2 两台主油泵，一台事故油泵 配置油泵的密封油系统(密封油集装装置)安装调试以及运行时应当特别注意本说明中的规定，以防止不当操作，产生“气蚀”至

13、使油泵损坏或不能正常工作。为限制流量，制造厂将在密封油集装装置中的压差调节阀旁路门，及主密封油泵出口闸阀处装设节流孔板或阀门限开挡杆，电厂安装或检修时，不允许拆除。4.3 油气压差值需要改变时，应重新调整压差调节阀的压缩弹簧。4.4 压差调节阀故障需要检修时，应将其主管路上前后两只截止阀以及引压管上的截止阀关闭，改由旁路门(临时性)供油。旁路门的开度应根据油气压计的指示值而定，以油气压差符合要求为准。4.5油气压差低及其处理办法：a. 压差调节阀跟踪性能不好，可能引起油氢压差低，此时重新调试压差调节阀，并结合以下两项处理结果判断压差调节阀是否要处理或换新。 b. 油过滤器堵塞也可能引起油氢压差

14、低，此时应对油过滤器进行清理。 c. 重新校验压差表计。 5. 定期重点检验项目5.1 交流备用油泵和事故密封油泵(直流泵)每星期应自动启动一次，以确保其处于良好的备用状况，发现问题应提请检修人员及时处理。5.2 油过滤器上设有压差(阻力)开关，当其油过滤器阻力大时，压差(阻力)开关发出报警信号运行人员应及时开通备用滤油器，并应更换旧滤芯，以便作为下一次备用使用。5.8 密封油量至少每三个月测定一次。 第三部分 发电机定子线圈冷却水控制系统 1 主要功能：大容量发电机定子线圈常用的冷却介质为水，这是因为水具有优良的冷却性能。空气、水与油之间的冷却性能相互比较如下表所示（设空气=1.0）介 质比

15、 热密 度所需流量冷却效果空 气1.01.01.01.0油2.090.8480.01221.0水4.161.0000.01250.0定子线圈冷却水系统的主要功能是保证冷却水（纯水）不间断地流经定子线圈内部，从而将该部份由于损耗而引起的热量带走，以保证温升（温度）符合发电机的有关要求。同时，系统还必须控制进入定子线圈的压力、流量、温度、水的电导率等参数，使之符合相应规定。2 系统工作原理2.1 定子冷却水系统中的工作介质为除离子水（化学除盐水），补充进入系统中的除离子水（补充水）应符合以下要求： a 硬度不高于2(微克当量/L)，其中二氧化硅、铜、铁离子含量均不超过50ppm，硫、氯离子含量均不

16、超过1ppm。 b PH值为79 c 电导率不高于1.0scm（20时） d 补水压力0.81.6MPa。2.2系统运行时，这些水在系统内部不断循环。只有因系统排污等原因引起水箱自动补水。补水过程中，应观察水箱水位变化，当水箱水位回升至正常水位后，由人工操作关闭补水阀门。2.3 系统中的水是由水泵驱动进行循环的。系统中设置有两台水泵，一台工作，一台备用。备用泵按压力下降值整定启动点，即工作泵的输出压力低至某一数值时，备用泵自启动投入运行，从而保证冷却水不间断地流经发电机定子线圈，带走损耗(热量)。2.4 系统中设置有两台冷却器，正常运行时一台工作，一台备用(特殊情况下，也可两台同时投入运行)。

17、冷却器的作用是让冷却水吸收的热量再进行热交换。由另外的水源(普通冷却用水又称循环水)将热量带走。2.5 从发电机定子线圈出来的水的温度随发电机负荷而变化.而进入定子线圈的水的温度希望稳定在40的范围之内。为此，系统中设置有自动调节水温的气动温度调节阀。温度调节阀为三通式阀门，它不改变定子冷却水(热介质)的总流量，而只是控制其流经冷却器和旁路的流量比，从而使调节阀下游端，也即进入发电机定子线圈的冷却水温度稳定在整定值。温度讯号测点来自调节阀下游管路。气动温度调节阀上电/气定位器接收的调节信号来自电厂中控室DCS的电信号。2.6 正常运行期间，整个系统中的冷却水必须保持高纯度，其中电导率应不高于1

18、.5s/cm。为此，在温度调节阀出口端设置一条旁路管道，使系统中的部份冷却水经这一旁路管流入离子交换器进行净化，净化后这一部份水的电导率可高达0.2s/cm左右，之后再流回系统。通常，这一旁路的最大流量不应高于系统额定流量的20%。2.7 系统中设置的主过滤器用以滤除水中的机械杂质。Y型拦截器是冷却水进入定子线圈之前的最后一道滤网。2.8 在发电机内部，冷却水从进水接管口进入，依次经进水端集水环( 即汇流管)绝缘引水管、空心铜线、出水端绝缘引水管、集水环(汇流管)至出水接管口流出，然后回至系统。2.9 水箱水位；水泵输出压力；主过滤器进、出口压差；进水压力、温度、电导率、流量；回水温度等各种运

19、行参数均设有专用表计进行监视，重要参数超限时发出报警或保护动作讯号。3 系统主要设备：3.1 纯水处理装置 本装置包括两台水泵、两台冷却器、温度调节装置、主水过滤器、离子交换器及其之间的相互联接管路、阀门及部份就地压力表、测温元件。装置上还设置有仪表箱，装有电导率发送器和与内外电气接口相连的端子。3.1.1 水泵 两台水泵均是由交流电机带动，一台工作，一台备用。当工作泵输出压力低时，通过压力开关信号应能使备用泵自动投入运行。水泵为单级式耐腐蚀离心泵，其结构图和使用说明书将在产品交货时提供给用户。3.1.2 冷却器两台水冷却器。发电机在额定工况运行时一台工作，另一台可作为备用，冷却器基本型式为双

20、管程单壳程填料函式。3.1.3 离子交换器及其使用 离子交换器由不锈纲制成，树脂装填容积0.3m3。该离子交换器为混合床式，即采用强碱性阴树脂和强酸性阳树脂且按2：1的比例混合装填。 正常运行期间，离子交换器的水流量控制在300L/min左右。当进入离子交换器的水的电导率不高于1.0S/cm时，其出水的电导率将不高于0.1S/cm，当进入离子交换器的水的电导率不高于9.9S/cm时，其出水的电导率将不高于0.2S/cm。如果系统中水的电导率不能维持在0.5S/cm以下，或者压力损失超过98kPa，则说明交换树脂已经失效，应进行更换。3.1.5 过滤器系统中设置有两种用途的过滤器。主管路过滤器的

21、滤芯为特制缠绕式，即在一根管壁上钻有许多小孔的不锈钢管的外表面再绕缠经特别处理过的脱脂棉或其他纤维制品，从而使过滤器具有很高的过滤精度(不大于5m)。 主过滤器投入正常运行时，应记录其进、出口压差值，正常运行一段时期后，压差值增加量达到55kPa时，应当对滤芯进行清洗或者更换。3.1.6 阀门(手动阀门) 定子冷却水系统中装有调节阀，截止阀，截止止回阀及针形阀。3.1.7 温度调节阀 温度调节阀用以调节定子冷却水进入线圈前的温度。 第四部分 氢油水控制系统主要测点氢气系统主要测点序号名称功能1氢分析器流量2机座内液位3励磁机机座液位4供氢压力5机内氢压6CO2压力7氢气纯度分析8氢气流量9发电

22、机液位监测（高位）10发电机液位监测（超高位）11励磁机液位监测（高位）12励磁机液位监测（超高位）13氢气压力低14氢气压力高15CO2温度控制16CO2温度很高17第一个除湿机氢温18第二个除湿机氢温双流环密封油系统主要测点序号名称功能1空、氢侧密封油量2空、氢侧油泵出口压力3空、氢侧油压差高4空、氢侧密封油进口压力5空、氢侧密封油进口温度6空、氢侧主油泵压力低7密封油箱油压8密封油箱油位9密封油箱液位控制10密封油箱液位高11密封油箱液位低12油氢压差低13事故泵压力低14润滑油压力15润滑油温度单流环密封油系统主要测点序号名称功能1密封油量2油箱油压3真空油箱油位4油泵出口压力5油氢压

23、差6油氢压差低7密封油进口压力8密封油进口温度9真空油箱压力高10真空油箱液位调节11真空油箱液位低12压力油箱液位高13压力油箱液位低14主油泵压力低15事故泵压力低16润滑油压力17润滑油温度定子冷却水系统主要测点序号名称功能1离子交换器水量2水泵出口压力3水泵进口压力4主过滤器压差5定子水进口压力6水箱气体泄露监测7定子水进口温度8主管路水电导率高9离子交换器出水电导率高10定子水出水流量低11定子水出水温度高12定子水进水温度高13定子水出水温度高14水箱气压高15水箱液位低16热交换器进口温度17热交换器出口温度18水温自动控制两种密封油系统应用及主技术性能对比表序号 对比项目描述双流环式密封油系统单流环式密封油系统1主要采用厂商美国西屋公司、前苏联厂家、中国各厂家ALSTO