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一,、系統(tǒng)流程及作用 流程： 發(fā)電機(jī)內(nèi)的氫氣在發(fā)電機(jī)端部風(fēng)扇的驅(qū)動下，以閉式循環(huán)方式在發(fā)電機(jī)內(nèi)作強(qiáng)制循環(huán)流動,，使發(fā)電機(jī)的鐵芯和轉(zhuǎn)子繞組得到冷卻,。其間，氫氣流經(jīng)位于發(fā)電機(jī)四角處的氫氣冷卻器,，經(jīng)氫冷器冷卻后的氫氣又重新進(jìn)入鐵芯和轉(zhuǎn)子繞組作反復(fù)循環(huán),。氫冷器的冷卻水來自閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。 汽輪發(fā)電機(jī)的冷卻方式為整體全封閉,，內(nèi)部氫氣循環(huán),，定子繞組水內(nèi)冷，定子鐵芯及端部結(jié)構(gòu)件氫氣表面冷卻,，轉(zhuǎn)子繞組氣隙取氣氫內(nèi)冷的冷卻方式,。 作用：發(fā)電機(jī)的氫氣系統(tǒng)是為汽輪發(fā)電機(jī)組提供干燥、安全,、可靠的氫氣,，用以冷卻發(fā)電機(jī)的定子鐵芯及轉(zhuǎn)子。一般選擇氮?dú)庾鳛闅錃馀c空氣置換的中間介質(zhì),。氫氣冷卻器是將氫氣從發(fā)電機(jī)內(nèi)吸收的熱量通過閉式水帶走,，氫氣干燥器是將氫氣中的水分吸出，保證發(fā)電機(jī)內(nèi)的氫氣干燥,，防止發(fā)電機(jī)內(nèi)結(jié)露,，保證發(fā)電機(jī)在允許的溫度下正常運(yùn)行 二，發(fā)電機(jī)氫氣系統(tǒng)的通用技術(shù)要求,。 (1) 發(fā)電機(jī)氫冷系統(tǒng)及氣體置換裝置能滿足發(fā)電機(jī)充氫,、自動補(bǔ)氫、排氫及中間氣體介質(zhì)置換工作的要求,，能自動監(jiān)測和保持氫氣的額定壓力,、規(guī)定純度及冷氫溫度、濕度,、CO2純度等,。 (2) 發(fā)電機(jī)氫冷系統(tǒng)為閉式氫氣循環(huán)系統(tǒng)，熱氫通過發(fā)電機(jī)的氫氣冷卻器由冷卻水冷卻,。 (3) 發(fā)電機(jī)氫氣冷卻器采用高性能散熱形式,。 (4) 發(fā)電機(jī)設(shè)置氫氣干燥器，除了監(jiān)測發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣露點(diǎn)用的氫氣濕度在線監(jiān)測儀外,，氫氣干燥器的出口處也裝設(shè)具有遠(yuǎn)傳在線信號的非水銀氫氣濕度儀,。干燥裝置能保證發(fā)電機(jī)在額定條件下機(jī)內(nèi)氫氣露點(diǎn)不高于－5℃同時又不低于－25℃。氫氣干燥器設(shè)有循環(huán)風(fēng)機(jī),。 (5) 發(fā)電機(jī)氫冷系統(tǒng)及氫氣控制裝置的所有管道,、閥門、有關(guān)的設(shè)備裝置及其正反法蘭附件布置應(yīng)便于運(yùn)行操作,，監(jiān)視和維護(hù)檢修,。氫氣系統(tǒng)的閥門全部采用(1Cr18Ni9或0Cr18Ni9)不銹鋼波紋管截止閥。氫系統(tǒng)密封閥均為無填料密封閥門,。 (6) 氫系統(tǒng)氫氣純度,、壓力、濕度,，除設(shè)有防爆型就地指示和報警裝置外,，還應(yīng)設(shè)置輸出模擬量到遠(yuǎn)方DCS顯示參數(shù)及報警輸出接點(diǎn)。 (7) 發(fā)電機(jī)冷氫溫度最高不超過49.5℃,。氫冷卻器冷卻水設(shè)計溫度為38℃,。 (8) 氫氣純度不低于95％時，不影響發(fā)電機(jī)的保證出力,。當(dāng)計算和測定發(fā)電機(jī)效率時的基準(zhǔn)氫氣的純度應(yīng)為98％,。 (9) 發(fā)電機(jī)機(jī)殼和端蓋，能承受壓力為2倍額定氫壓時歷時15分鐘的水壓試驗(yàn),，以保證運(yùn)行時內(nèi)部氫爆不危及人身安全,。 (10) 采用閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，水源為化學(xué)除鹽水,，氫氣冷卻器水側(cè)設(shè)計壓力為1.0MPa,，試驗(yàn)水壓為1.5MPa。但供給氫氣冷卻器的水壓不得高于0.4MPa。 (11) 氫氣冷卻器的設(shè)計能在一個冷卻器因故停止使用時,，至少能承擔(dān)發(fā)電機(jī)80%額定容量連續(xù)運(yùn)行,，且發(fā)電機(jī)不超過允許溫升。 (12) 發(fā)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速,、額定氫壓和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下漏氫量不大于： 12Nm3/24h （注：標(biāo)準(zhǔn)氣壓下,氫氣的密度是0.09千克/立方米） 三,、氫氣系統(tǒng)的組成。 氫冷系統(tǒng)主要由氫氣匯流排（供氫系統(tǒng)）,、二氧化碳匯流排（供二氧化碳系統(tǒng)）,、二氧化碳蒸發(fā)器（加熱器）、氫氣控制裝置,、氫氣干燥器（氫氣去濕裝置）,、循環(huán)風(fēng)機(jī)、發(fā)電機(jī)絕緣過熱監(jiān)測裝置（發(fā)電機(jī)工況監(jiān)測裝置）,、發(fā)電機(jī)漏液檢測裝置和發(fā)電機(jī)漏氫檢測裝置（氣體巡回檢測儀）組成 ,。 四、氫氣系統(tǒng)的功能及優(yōu)缺點(diǎn),。 氫氣系統(tǒng)的功能是利用干燥的氫氣對發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組和定子鐵芯進(jìn)行冷卻,；在機(jī)組起動前或停止運(yùn)行后利用中間介質(zhì)置換機(jī)內(nèi)氣體。其作用為：
氫冷汽輪發(fā)電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)如下： (1),、電機(jī)內(nèi)維持氫的純度為97％時,，其密度只有空氣的十分之一，所以電機(jī)的通風(fēng)損耗及轉(zhuǎn)子表面對氣體的摩擦損耗都大大減小,。 (2),、氫的導(dǎo)熱系數(shù)為空氣的6.69倍，它可以使絕緣內(nèi)間隙及其它間隙的導(dǎo)熱能力改善,，從而有利于加強(qiáng)發(fā)電機(jī)的冷卻,。 (3)、由于氫氣的表面散熱能力強(qiáng)(純度為97％的氫氣表面散熱系數(shù)約為空氣的1.35倍)，發(fā)電機(jī)的損耗可由氫氣很快帶走,。因此,，能使發(fā)電機(jī)的出入口風(fēng)溫差降低10～15℃左右。增加氫壓還可使散熱能力按壓力的0.8次方增加,。 (4),、經(jīng)過嚴(yán)格處理的冷卻用氫氣可以保證發(fā)電機(jī)內(nèi)部清潔，通風(fēng)散熱效果穩(wěn)定,，而且不會產(chǎn)生由于臟污引起的事故。 (5),、氫氣中含氧量很少,，低于2％，不助燃,，即使發(fā)電機(jī)內(nèi)部發(fā)生短路故障,，也不會有著火的危險，從而可使故障損壞程度大為減輕,。 (6),、在氫氣中，噪音較小,，而且絕緣材料不易受氧化和電暈的損害,。 (7)、最大的缺點(diǎn)是一旦于空氣混合后在一定比例內(nèi)(4％～74．2％)具有強(qiáng)烈的爆炸特性,，所以發(fā)電機(jī)外殼都設(shè)計成防爆型，氣體置換采用C02作為中間介質(zhì),。 五、氫氣系統(tǒng)主要設(shè)備及功能,。 發(fā)電機(jī)氫氣系統(tǒng)主要由氫氣匯流排（供氫系統(tǒng)）,、二氧化碳匯流排（供二氧化碳系統(tǒng)）,、二氧化碳蒸發(fā)器（加熱器）、氫氣控制裝置、氫氣干燥器（氫氣去濕裝置）,、循環(huán)風(fēng)機(jī),、發(fā)電機(jī)絕緣過熱監(jiān)測裝置（發(fā)電機(jī)工況監(jiān)測裝置）、發(fā)電機(jī)漏液檢測裝置和發(fā)電機(jī)漏氫檢測裝置（氣體巡回檢測儀）組成,。 各部分功能如下： 1),、 氫氣匯流排 發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的熱量通過氫氣耗散,，氫氣的散熱能力相當(dāng)于空氣的8倍,。為了獲得更加有效的冷卻效果,，發(fā)電機(jī)中的氫氣是加壓的,。 氫氣來自中央制氫站,，通過軟管與匯流排連接,。減壓閥將氫壓減至所需壓力，然后送到氫氣控制裝置再減壓至發(fā)電機(jī)所需的壓力,。 2) 二氧化碳匯流排 為了防止氫氣和空氣混合成爆炸性的氣體,，在向發(fā)電機(jī)充入氫氣之前,，必須要用二氧化碳將發(fā)電機(jī)內(nèi)的空氣置換干凈,。同理，在發(fā)電機(jī)停機(jī)排氫后,，也要用二氧化碳將發(fā)電機(jī)內(nèi)的氫氣置換干凈 。 3) ,、二氧化碳加熱器,。 由于二氧化碳在大多數(shù)情況下是以液體形式儲存在氣瓶內(nèi),，二氧化碳加熱器用于將來之二氧化碳匯流排的液態(tài)二氧化碳加熱成氣體，所需的氣化熱來自電加熱,。 4),、氫氣干燥器系統(tǒng),。 氫氣干燥器用于干燥發(fā)電機(jī)內(nèi)的氫氣,，以防機(jī)內(nèi)水分過高時,，對發(fā)電機(jī)的高壓絕緣件或高應(yīng)力金屬結(jié)構(gòu)件產(chǎn)生危害,。 干燥器由二個干燥塔組成，塔內(nèi)裝填有高性能干燥劑和加熱元件,，一個工作時,，另一個加熱再生,。每個塔內(nèi)都裝有一臺循環(huán)風(fēng)機(jī),，連續(xù)工作。工作塔內(nèi)的風(fēng)機(jī)用以加大氣體循環(huán)量并使氣體在干燥劑內(nèi)分布均勻,；再生塔內(nèi)的風(fēng)機(jī)用以循環(huán)再生氣體,，迫使再生氣體經(jīng)過冷凝器,、氣水分離器等，使干燥劑內(nèi)吸附的水分分離出來,。氫氣干燥器的工作和再生過程由內(nèi)建PLC控制，完全自動進(jìn)行,。由于是閉式循環(huán),，所以不消耗氫氣,，也不會引入空氣,。為提高可靠性,，干燥器從氫氣中分離出出來的水分需人工排放。 5）,、發(fā)電機(jī)氫氣檢漏裝置,。 發(fā)電機(jī) 漏液檢測裝置用以檢測發(fā)電機(jī)水冷定子線圈或氫氣冷卻器因泄漏而積累在發(fā)電機(jī)底部的液體，同時也用以檢測滲漏到發(fā)電機(jī)內(nèi)的密封油或軸承油 ,。 6）,、發(fā)電機(jī)絕緣過熱監(jiān)測裝置 發(fā)電機(jī)絕緣過熱監(jiān)測裝置用以監(jiān)測發(fā)電機(jī)內(nèi)部絕緣材料是否有過熱現(xiàn)象，以便在早期及時采取必要的措施,，防止釀成大事故。 工作原理： 在發(fā)電機(jī)正常工作時,，流經(jīng)裝置的干凈氣體導(dǎo)致裝置產(chǎn)生一定的微電流,，此電流經(jīng)處理后，在裝置上顯示出來,。當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)絕緣有過熱現(xiàn)象時,，絕緣材料因過熱而揮發(fā)出過熱粒子，這些粒子隨氫氣進(jìn)入到監(jiān)測裝置后,，將引起裝置的電流減少,。當(dāng)電流減少到一定程度時，裝置經(jīng)自檢確認(rèn)裝置本身無誤后將發(fā)出報警信號,，提示發(fā)電機(jī)內(nèi)絕緣部件有過熱現(xiàn)象,。 7）、循環(huán)風(fēng)機(jī) 循環(huán)風(fēng)機(jī)主要用于氫冷發(fā)電機(jī)冷凝式氫氣去濕裝置的除濕系統(tǒng)中,，在發(fā)電機(jī)停機(jī)或盤車狀態(tài)下,，開啟循環(huán)風(fēng)機(jī),，使氫氣去濕裝置能正常工作,。 8）、氫氣純度分析儀 可實(shí)時監(jiān)測氫氣,、CO2的純度,。氣體置換時主要通過氣體純度監(jiān)測裝置的樣氣進(jìn)口來監(jiān)控氣體純度；量程氣進(jìn)口只在置換時用,，可實(shí)時調(diào)看供氫純度或供CO2純度,。參比空氣進(jìn)口為調(diào)試時用。純度儀回氣排空 工作原理： 儀器由特殊設(shè)計的風(fēng)機(jī),，壓差交送器及壓差計組成,，實(shí)際則是風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的壓差，但由于此壓差值與氣體的密度有關(guān),，而氣體密度又直接與氣體的成分成比例,，故只要測出風(fēng)機(jī)壓差就等于測出了氣體密度，實(shí)際上兩只壓差計是直接按密度和純度標(biāo)注的,。 純度要求： 氫氣是易燃易爆性氣體,。在密閉容器中，當(dāng)氫氣與空氣混合,，氫的含量為4％～75％,，即形成易爆炸的混合氣體。我國發(fā)電機(jī)運(yùn)行規(guī)程規(guī)定：“一般要求發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣純度保持在96％以上,。低于此值時,，應(yīng)進(jìn)行排污” 大容量氫冷發(fā)電機(jī)內(nèi)要求保持高純度的氧氣，其主要目的是提高發(fā)電的效率,，從經(jīng)濟(jì)方面考慮,。因?yàn)闅錃饣烊肟諝饣蚣兌认陆禃r，混合氣體的密度隨氫氣純度的下降而增大,，使發(fā)電機(jī)的通風(fēng)摩擦損耗也隨著氫氣純度的下降而上升,。據(jù)美國GE公司介紹，一臺運(yùn)行氫壓為0.5MPa,、容量為907MW的氫冷發(fā)電機(jī),，其氫氣純度從98％降到95％時，摩擦相和通風(fēng)損耗大約增加32％,，即相當(dāng)于損失685kW,。一般情況下，當(dāng)機(jī)殼內(nèi)的氫氣壓力不變時,，氫氣純度每降低1％,，其通風(fēng)摩擦損耗約增加11％。 9）,、濕度儀（露點(diǎn)儀） 氫氣露點(diǎn)儀裝在發(fā)電機(jī)氫氣干燥器的進(jìn)氫管路上,， 對發(fā)電機(jī)內(nèi)的氫氣的溫度和濕度進(jìn)行在線監(jiān)測,，氫氣露 點(diǎn)儀的工作電源為交流220V，并有4～20mA的輸出信 號,。 露點(diǎn)：是指氣體在水蒸氣含量和氣壓不變條件下,， 冷卻到水汽飽和(出現(xiàn)結(jié)露)時的溫度。氣體中的水蒸氣 含量愈少,，使其飽和而結(jié)露所要求的溫度越低,。反之， 水蒸氣含量愈多,，降溫不多就可出現(xiàn)結(jié)露,。因此，露點(diǎn) 的高低是衡量氣體中水蒸氣含量的一個尺度,。 六,、氫氣濕度過高的影響及原因。 1,、影響： 機(jī)內(nèi)氫氣濕度過高時,，一方面會降低氫氣純度，使通風(fēng)摩擦損耗增大,。效率降低：另一方面,，不僅會降低繞組絕緣的電氣強(qiáng)度(特別是達(dá)到結(jié)露時)，而且還會加速轉(zhuǎn)子護(hù)環(huán)的應(yīng)力腐蝕,。特別是在較高的工作溫度下,，濕度又很大時，應(yīng)力腐蝕會使轉(zhuǎn)子護(hù)環(huán)出現(xiàn)裂紋,，而且會很快地發(fā)展,。 2、機(jī)內(nèi)氫氣濕度過高的主要原因有以下2種： 1 可能是制氫站出口的氫氣濕度過高,； 2 可能是氫氣冷卻器漏水； 3 對于水氫氫冷卻方式或水水氫冷卻方式的發(fā)電機(jī),，還有可能是定,、轉(zhuǎn)子繞組的直接冷卻系統(tǒng)漏水。 4 密封油的含水量過大或氫側(cè)回油量過大,。如果軸封系統(tǒng)中氫側(cè)回油量大,，再加上油中含水量大(要求含水量控制在500ppm以下)，從密封瓦的氫側(cè)回油中出來的水蒸氣就會嚴(yán)重影響機(jī)殼內(nèi)氫氣的濕度,。 七,、運(yùn)行注意事項
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