發(fā)電機(jī)氫氣系統(tǒng)(水氫氫)

1、氫氣系統(tǒng)主要內(nèi)容一、氫氣系統(tǒng)概述二、系統(tǒng)設(shè)備介紹三、氫氣置換四、氫氣系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)和注意事項(xiàng)五、系統(tǒng)異常和事故處理一、氫氣系統(tǒng)概述 發(fā)電機(jī)氫氣系統(tǒng)的功能是用于冷卻發(fā)電機(jī)的定子鐵芯和轉(zhuǎn)子。氫氣置換采用二氧化碳作為中間置換介質(zhì)。發(fā)電機(jī)氫冷系統(tǒng)采用閉式氫氣循環(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。為什么要使用氫氣作為冷卻介質(zhì)，有什么優(yōu)缺點(diǎn)？氫氣系統(tǒng)的原理 發(fā)電機(jī)內(nèi)空氣和氫氣不允許直接置換，以免形成具有爆炸濃度的混合氣體。本廠采用CO2氣體作為中間介質(zhì)實(shí)現(xiàn)機(jī)內(nèi)空氣和氫氣的置換。本氫氣控制系統(tǒng)設(shè)置專用管路、CO2控制站、置換控制閥等用以實(shí)現(xiàn)機(jī)內(nèi)氣體間接置換。發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣不可避免地會混合在密封油中

2、，并隨著密封油回油被帶出發(fā)電機(jī)，有時還可能出現(xiàn)其它泄漏點(diǎn)。因此機(jī)內(nèi)氫壓總是呈下降趨勢，氫壓下降可能引起機(jī)內(nèi)溫度上升，故機(jī)內(nèi)氫壓必須保持在規(guī)定范圍之內(nèi)，本控制系統(tǒng)在氫氣的控制站中設(shè)置有兩套自動補(bǔ)氫裝置，用以實(shí)現(xiàn)機(jī)內(nèi)氫氣壓力的自動調(diào)節(jié)。氫氣中的含水量過高對發(fā)電機(jī)將造成多方面的影響，在機(jī)外設(shè)置專用的氫氣干燥器，它的進(jìn)氫管路接至轉(zhuǎn)子風(fēng)扇的高壓側(cè)，它的回氫管路接至風(fēng)扇的低壓側(cè)，從而使機(jī)內(nèi)部分氫氣不斷的流進(jìn)干燥器得到干燥。氫氣系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)額定氫壓：0.3MPa（表壓，下同）氫氣純度：96% （容積比）氫氣露點(diǎn)：-5-25發(fā)電機(jī)及氫氣管路充氫容積：71m3發(fā)電機(jī)及氫氣管路系統(tǒng)漏氫量 充氫容積5%氣體置

3、換所需氣體容積和時間如下表：所需氣體種類所需氣體種類被置換氣體被置換氣體需要?dú)怏w容積需要?dú)怏w容積估計所用時間估計所用時間二氧化碳（純度85%）空氣180m356h氫氣（純度96%）二氧化碳200m345h發(fā)電機(jī)升氫壓至0.3MPa210m311.5h二氧化碳（純度96%）氫氣150m345h二、氫氣系統(tǒng)設(shè)備介紹氫氣控制站二氧化碳控制站循環(huán)風(fēng)機(jī)除濕裝置純度分析儀油水探測器氫氣冷卻器氫氣濕度儀氫氣控制站 氫氣控制站可以控制向發(fā)電機(jī)內(nèi)供給氫氣，設(shè)置兩套自動補(bǔ)氫裝置。一是電磁閥，它和壓力控制器中的常閉開關(guān)串聯(lián)在一個電氣回路中，當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)氫壓降至低限整定值時，壓力控制器中的開關(guān)閉合，電磁閥帶電開啟，氫氣

4、通過電磁閥進(jìn)入發(fā)電機(jī)內(nèi)。當(dāng)機(jī)內(nèi)氫壓升至高限整定值，壓力控制器開關(guān)斷開，電磁閥斷電關(guān)閉，補(bǔ)氫停止。二是減壓器，減壓器的輸出壓力值整定為發(fā)電機(jī)的額定氫氣壓力，只要機(jī)內(nèi)氫壓降低，減壓器的輸出端就會有氫氣輸出，直至機(jī)內(nèi)氫氣壓力恢復(fù)到額定值為止。 氫氣控制站上裝有一只角型安全閥，它的開啟和回座壓力取決于內(nèi)裝彈簧的松緊程度。當(dāng)機(jī)內(nèi)氫壓過高時，可以釋放機(jī)內(nèi)氫壓。 氫氣控制站以及氫氣系統(tǒng)中所使用的氫氣閥門，均采用波紋管焊接式截止閥。這種閥門的閥芯與閥座之間采用的是軟密封墊結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是密封性能好。若發(fā)現(xiàn)閥門關(guān)不嚴(yán)，一般應(yīng)檢查密封墊，發(fā)現(xiàn)磨損或變形嚴(yán)重，則應(yīng)更換軟密封墊。該閥門焊接時一定要處于開啟狀態(tài)，以免軟密

5、封墊灼傷受損。氫氣控制站以及CO2控制站上裝有氣體過濾器。如其被臟物堵塞，則需取出濾芯進(jìn)行清潔。氫氣控制排上還設(shè)置有壓力監(jiān)視表計，其中壓力控制器用于氫氣壓力偏低時發(fā)報警信號，普通型壓力表用來監(jiān)測減壓器進(jìn)出口的氫氣壓力。二氧化碳控制站 CO2控制站在發(fā)電機(jī)需要進(jìn)行氣體置換時投入使用，以控制CO2氣體進(jìn)入發(fā)電機(jī)內(nèi)的壓力在所需值（通常情況下，在整個置換過程中發(fā)電機(jī)內(nèi)氣壓保持在0.010.03MPa之間）。CO2控制排設(shè)置有一套減壓器，還有安全閥、氣體閥門等，這些部套件的結(jié)構(gòu)、型式與氫氣控制排上的相應(yīng)部套件相同。 CO2氣體通常由瓶裝供給。瓶裝CO2一般呈液態(tài)且壓力很高，必須經(jīng)過另行設(shè)置的匯流排釋放氣

6、化，降壓后再用管路引至CO2控制排經(jīng)過過濾器、減壓器調(diào)至所需壓力0.20.5MPa，然后供給發(fā)電機(jī)。CO2匯流排一般應(yīng)有五至十個瓶位。液態(tài)CO2從氣瓶中釋放氣化，必須大量吸熱，致使管路及其減壓器等凍結(jié)，釋放速度因而受到限制。多設(shè)置瓶位，可以輪流釋放、解凍。另外還可采用水淋辦法解凍，但必須另接供水管，且開設(shè)排水溝，采用這兩種辦法的目的均是為了縮短氣體置換所需時間。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。除濕裝置 氫氣去濕裝置采用冷凝式，基本工作原理是使進(jìn)入去濕裝置內(nèi)的氫氣冷卻至10以下，氫氣中的部分水蒸

7、汽將在干燥器內(nèi)凝結(jié)成霜，然后定時自動（停用）化霜，霜溶化成的水流進(jìn)集水箱（筒）中，達(dá)到一定量之后發(fā)出信號，由人工手動排水。使發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣含水分逐漸減少。冷凝式氫氣去濕裝置的制冷原元件是壓縮機(jī)。經(jīng)過冷卻脫水的氫氣回送至發(fā)電機(jī)之前重新加溫至18左右，加溫設(shè)備也設(shè)置在去濕裝置內(nèi)。氫氣的循環(huán)仍然依靠發(fā)電機(jī)內(nèi)風(fēng)扇兩端的壓差，去濕裝置本身的氣阻力約1kPa（100mm水柱），故氫氣進(jìn)、出管路的阻力應(yīng)盡可能縮小。1、氫氣去濕裝置雙機(jī)交替運(yùn)行 首先合上A、B去濕裝置電源開關(guān)。分別按下A、B去濕裝置“雙機(jī)”和“化霜投入”按鈕。按A去濕裝置“啟動”按鈕，A去濕裝置進(jìn)氫電磁閥301自行打開（電磁閥301為常 開型，

8、通電關(guān)閉），B去濕裝置進(jìn)氫電磁閥301自行關(guān)閉。熱濕氫氣流經(jīng)A去濕裝置在冷卻器中與制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器表面進(jìn)行熱交換，而降溫去濕。去濕裝置的運(yùn)行由時間控制計時。 當(dāng)制冷運(yùn)行時間結(jié)束（此時，制冷壓縮機(jī)組仍繼續(xù)運(yùn)行），A去濕裝置即自行關(guān)閉進(jìn)氫電磁閥301，熱汽化霜電磁閥103自動開啟，來自壓縮機(jī)的高溫高壓制冷劑蒸汽從旁路管道進(jìn)入蒸發(fā)器，對蒸發(fā)器進(jìn)行化霜；化霜后的凝結(jié)水直接流入貯水箱。A去濕裝置進(jìn)氫電磁閥301關(guān)閉的同時，B去濕裝置進(jìn)氫電磁閥301自動打開，并投入運(yùn)行去濕。B去濕裝置化霜時，A去濕裝置投入運(yùn)行，如此雙機(jī)交替運(yùn)行去濕。2、氫氣去濕裝置單機(jī)運(yùn)行 如A去濕裝置作為運(yùn)行去濕裝置，應(yīng)關(guān)閉B去濕裝置

9、的電源開關(guān)，并將B去濕裝置的前一級閥門關(guān)閉，則B去濕裝置退出運(yùn)行。按A去濕裝置“單機(jī)”和“化霜投入”按鈕，再按“啟動”按鈕，A去濕裝置做單機(jī)自循環(huán)運(yùn)行去濕。返回油水探測報警器 如果發(fā)電機(jī)內(nèi)部漏進(jìn)水或油，油水將流入報警器內(nèi)。報警器內(nèi)設(shè)置有一個浮子，浮子上端載有永久磁鋼，報警器上部設(shè)有磁性開關(guān)。當(dāng)報警器內(nèi)油水積聚液位上升時，浮子隨之上升，永久磁鋼隨之吸合，磁性開關(guān)接通報警裝置，運(yùn)行人員接到報警信號后，即可手動操作報警器底部的排污閥進(jìn)行排污。相同的油水探測報警器氫氣系統(tǒng)中設(shè)置有四個。純度分析儀 氣體純度分析儀是用以測量機(jī)內(nèi)氫氣和二氧化碳純度的分析器，使用前還須進(jìn)行2h（小時）通電預(yù)熱，其反饋的數(shù)據(jù)和

10、信號才準(zhǔn)確。氫氣濕度儀 在發(fā)電機(jī)氫氣干燥裝置的入口和出口各裝有一臺氫氣溫濕度儀，以便在線監(jiān)測發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣的濕度狀況。 氫氣的濕度用氫氣露點(diǎn)表示，在0.3MPa的壓力工況下，氫氣露點(diǎn)要控制在-5-25。 注意：氣體置換期間，氫氣濕度儀必須切除，因?yàn)樵搩x器的傳感器不能接觸二氧化碳?xì)怏w，否則傳感器將“中毒”導(dǎo)致不能正常工作！ 本系統(tǒng)在發(fā)電機(jī)的四角上布置了四組冷卻器，停運(yùn)一組冷卻器，機(jī)組最高可帶80%額定負(fù)荷。冷卻介質(zhì)為開式水，回水母管上設(shè)一調(diào)門，通過水量的調(diào)節(jié)可控制合適的冷氫氣溫度在40-46。三、氫氣系統(tǒng)氣體置換氫氣系統(tǒng)氣體置換原則1、氣體置換過程中，應(yīng)在低風(fēng)壓下，并盡可能在轉(zhuǎn)子靜止或盤車時進(jìn)行，

11、若為條件所迫，亦可在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速500r/min。整個置換過程中，應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視發(fā)電機(jī)風(fēng)壓，密封油壓力及油溫的變化。嚴(yán)密監(jiān)視差壓閥的跟蹤情況，嚴(yán)密監(jiān)視密封油真空油箱油位以及油水泄露液位開關(guān)動作與否。2、氫氣系統(tǒng)投入時，應(yīng)先用二氧化碳置換空氣，再用氫氣置換二氧化碳。3、氫氣系統(tǒng)停運(yùn)時，應(yīng)先用二氧化碳置換氫氣，再用空氣置換二氧化碳。4、氣體置換過程中，應(yīng)始終維持機(jī)內(nèi)氣體壓力在0.010.03MPa。只有在發(fā)電機(jī)氣體置換結(jié)束后，再提高風(fēng)壓或泄壓。5、供氫母管、氫氣干燥裝置及其聯(lián)接管路、密封油回油擴(kuò)大槽、油水檢測裝置應(yīng)與發(fā)電機(jī)一起同時進(jìn)行氣體置換。6、對密封油擴(kuò)大槽上的排氣閥進(jìn)行操作時，必須緩慢進(jìn)行，控制好

12、發(fā)電機(jī)內(nèi)壓力，防止擴(kuò)大槽油位大幅波動引起發(fā)電機(jī)進(jìn)油。7、氣體置換期間，干燥裝置進(jìn)出口管路上的氫氣濕度儀必須切除。8、置換期間，應(yīng)檢查發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)運(yùn)行正常，油氣壓差維持在0.056MPa左右。9、氣體置換期間，現(xiàn)場嚴(yán)禁吸煙或者動火工作，排氫氣時，速度應(yīng)緩慢，排污口附近嚴(yán)禁動用明火。10、開關(guān)閥門應(yīng)使用銅制工具，防止碰撞時產(chǎn)生火花。11、氣體置換期間，機(jī)組上空吊車應(yīng)停止運(yùn)行，并嚴(yán)禁在附近進(jìn)行測絕緣等電氣操作。四、氫氣系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)和注意事項(xiàng)1、機(jī)組啟動過程中，不應(yīng)過早的向氫氣冷卻器供冷卻水，應(yīng)在入口風(fēng)溫超過40時，再投入氫氣冷卻器水側(cè)并投入其自動控制，隨著負(fù)荷的增加，應(yīng)注意監(jiān)視氫氣冷卻器出水溫

13、度調(diào)節(jié)閥的工作情況。2、發(fā)電機(jī)運(yùn)行應(yīng)將干燥裝置投運(yùn)。3、檢查發(fā)電機(jī)內(nèi)氫壓、氫溫、純度、濕度應(yīng)正常。4、檢查供氫壓力及氫氣減壓器工作情況應(yīng)正常。5、定期檢查各檢漏計應(yīng)無積水(或油)，否則應(yīng)分析原因并設(shè)法消除。6、氫氣除濕裝置應(yīng)定期進(jìn)行疏水檢查，若發(fā)現(xiàn)疏水量增加，應(yīng)檢查裝置運(yùn)行是否正常，并設(shè)法排除異常。7、定期聯(lián)系化學(xué)檢測氫氣區(qū)域漏氫情況。機(jī)組正常運(yùn)行時，發(fā)電機(jī)內(nèi)氫壓應(yīng)為0.3MPa，當(dāng)氫壓下降低到0.28MPa時，壓力開關(guān)報警，聯(lián)系化學(xué)后，補(bǔ)氫到0.28MPa。機(jī)組正常的漏氫量應(yīng)小于8Nm3/天，若系統(tǒng)漏氫量增加，應(yīng)分析原因，并通知有關(guān)部門配合查找。發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)檢漏裝置報警,應(yīng)對檢漏裝置進(jìn)行放水放

14、油操作，并查找原因及時處理和匯報。8、正常運(yùn)行中的排氣工作，應(yīng)避免使用密封油回油擴(kuò)大槽上部的放氣閥進(jìn)行。9、配合熱控、化學(xué)，完成表計的定期校驗(yàn)及取樣分析工作。10、正常運(yùn)行時，發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣純度應(yīng)在96%以上，含氧量小于1%，否則開啟各排污門，進(jìn)行排污。如發(fā)現(xiàn)氫氣純度下降，應(yīng)嚴(yán)密注意并尋找原因，純度下降至96%，應(yīng)檢查發(fā)電機(jī)工況監(jiān)視柜無報警信號，及時匯報，并進(jìn)行排污補(bǔ)氫。氫氣純度低于90報警值時，應(yīng)減負(fù)荷運(yùn)行。11、機(jī)組正常運(yùn)行時，發(fā)電機(jī)氫氣溫控制投自動，溫度設(shè)定45，最低不低于40，最高不高于48，出口風(fēng)溫最高不高于70。機(jī)組停用后，隨氫溫下降，及時關(guān)閉氫冷調(diào)整門和氫冷器進(jìn)出水門，以防發(fā)電機(jī)過

15、冷。12、現(xiàn)場常備足夠的二氧化碳，以備緊急排氫時使用。13、盤車期間，若氫氣未置換，應(yīng)啟動循環(huán)風(fēng)機(jī)，使發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣在冷凝后能及時去濕。14、如有檢修工作，需在汽機(jī)房禁區(qū)外動用明火時，應(yīng)經(jīng)化學(xué)化驗(yàn)，并經(jīng)生產(chǎn)副總或(總工程師)批準(zhǔn)動火工作票后方可進(jìn)行，同時現(xiàn)場應(yīng)配備足夠的消防器材。15、凝汽器鋼管泄漏時，必須經(jīng)化學(xué)現(xiàn)場測定確認(rèn)可燃可爆氣體不存在時，方可用蠟燭找漏。五、系統(tǒng)異常和事故處理1、發(fā)電機(jī)運(yùn)行時，機(jī)內(nèi)氫氣純度低至96，應(yīng)進(jìn)行排補(bǔ)氫。排污時應(yīng)確認(rèn)排污口附近無動火工作。操作應(yīng)緩慢，以防產(chǎn)生靜電引起爆炸起火。2、氫氣冷卻器一臺故障停運(yùn)，機(jī)組負(fù)荷減至80，嚴(yán)密監(jiān)視發(fā)電機(jī)定子鐵芯及線圈溫度。3、氫氣純

16、度儀故障時，應(yīng)立即通知檢修處理并聯(lián)系化學(xué)每四小時取樣分析氫氣純度一次，直到氫氣純度儀修復(fù)并能正常投用為止。4、當(dāng)氫系統(tǒng)爆炸或冒煙著火無法撲滅時，應(yīng)緊急停機(jī)并排氫。緊急排氫時操作如下 1)全關(guān)補(bǔ)氫一次、二次閥。 2)全開排氫一次、二次閥，二氧化碳置換排放閥，氣體置換排放總閥。 3)當(dāng)機(jī)內(nèi)氫氣壓力降到0.02MPa時，打開充二氧化碳一次、二次閥，然后升高壓力到0.10.2MPa時，在盡可能短時間內(nèi)注入二氧化碳。 4)排氫過程中，停止氫冷器運(yùn)行。5、發(fā)電機(jī)氫冷器泄漏和水側(cè)堵塞 1)發(fā)電機(jī)氫冷器泄漏時，如氫氣壓力大于冷卻水壓力，氫氣漏向開冷水，機(jī)內(nèi)壓力下降較快，應(yīng)申請停機(jī)，切斷開冷水，放水排氫處理。

17、2)若冷卻水壓力大于氫氣壓力，則冷卻水漏向發(fā)電機(jī)內(nèi)，氫氣系統(tǒng)油水檢漏計報警，則應(yīng)就地檢查確認(rèn)。判斷是定冷水系統(tǒng)漏水還是氫冷卻器漏水(根據(jù)壓力差判斷)，并聯(lián)系檢修處理。 3)運(yùn)行中氫冷系統(tǒng)堵塞或其它原因需要停止一組(最多二組)氫冷器時，同時限制機(jī)組負(fù)荷并保持發(fā)電機(jī)內(nèi)各點(diǎn)溫度不超限。6、氫壓降低 1)現(xiàn)象 a、氫壓指示下降或報警； b、補(bǔ)氫量增加； c、氫、水差壓降低。 2)原因 a、補(bǔ)氫調(diào)節(jié)閥失靈或供氫系統(tǒng)壓力下降； b、密封油壓力降低； c、氫冷器出口氫氣溫度突降； d、氫系統(tǒng)泄漏或誤操作； e、表計失靈。 3)處理 a、如密封油中斷，短時間不能恢復(fù)，應(yīng)緊急停機(jī)并排氫； b、發(fā)現(xiàn)氫壓降低，應(yīng)核

18、對就地表計，確認(rèn)氫壓下降，必須立即查明原因予以處理，并增加補(bǔ)氫量以維持發(fā)電機(jī)內(nèi)額定氫壓，同時加強(qiáng)對氫氣純度及發(fā)電機(jī)鐵芯、線圈溫度的監(jiān)視； c、檢查氫溫自動調(diào)節(jié)是否正常，如失靈應(yīng)切至手動調(diào)節(jié)； d、若氫冷系統(tǒng)泄漏，應(yīng)查出泄漏點(diǎn)。同時做好防火防爆的安全措施，查漏時，應(yīng)用檢漏計或肥皂水；e、管子破裂、閥門法蘭、發(fā)電機(jī)各測量引線處泄漏等引起漏氫。在不影響機(jī)組正常運(yùn)行的前提下設(shè)法處理，不能處理時停機(jī)處理；f、發(fā)電機(jī)密封瓦或出線套管損壞，應(yīng)迅速匯報值長，停機(jī)處理；g、誤操作或排氫閥未關(guān)嚴(yán)，立即糾正誤操作，關(guān)嚴(yán)排氫閥，同時補(bǔ)氫至正常氫壓；h、懷疑發(fā)電機(jī)定子線圈或氫冷器泄漏時，應(yīng)立即報告值長，必要時停機(jī)處理；

19、i、氫氣泄漏到廠房內(nèi)，應(yīng)立即開啟有關(guān)區(qū)域門窗，啟動屋頂風(fēng)機(jī)，加強(qiáng)通風(fēng)換氣，禁止一切動火工作；j、若氫壓下降無法維持額定值，應(yīng)根據(jù)定子鐵芯溫度情況，聯(lián)系值長相應(yīng)降低負(fù)荷直至停機(jī)；k、密封油壓低，無法維持正常油氫差壓。設(shè)法將其調(diào)整至正?；蛟鲩_備用泵，若密封油壓無法提高，則降低氫壓運(yùn)行。氫壓下降時按氫壓與負(fù)荷對應(yīng)曲線控制負(fù)荷。7、氫溫升高或降低 1)現(xiàn)象 a、氫溫指示升高或降低； b、氫溫高或低報警； c、定子鐵芯溫度升高或降低。 2)原因 a、氫溫自動調(diào)節(jié)失靈； b、開冷水壓力、溫度變化； c、機(jī)組負(fù)荷突增或突降； d、表計失靈。3)處理 a、發(fā)現(xiàn)氫溫升高或降低，應(yīng)查明原因設(shè)法消除，恢復(fù)正常運(yùn)行； b、檢查氫溫自動調(diào)節(jié)情況，若失靈應(yīng)切至手動調(diào)節(jié)或