发电机氢油水系统

版本号 东方电机股份有限公司 发电机氢油水系统 精品文档 2欢迎下载 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 精品文档 3欢迎下载 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 d 2 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 20 2 3 发电机充氢容积 150m3 2 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 CO2300m3 CO2纯度98 以上 驱赶机内CO2 H2360m3 机内升氢压至额定值 H21338m3 3 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 从而使机内部份氢气不断地流进干燥器内得到干燥 精品文档 4欢迎下载 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 02 0 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80 100 氢气 使用前还 须进行 2h 小时 的通电予热 其反馈的数据和信号才准确 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 精品文档 5欢迎下载 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 这一过程保持机内气压在0 02 0 03MPa之间 排 氢时 先将机内氢压降至0 02 0 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 02 0 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 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3 6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RV 209动作试验 c 氢气纯度检测装置校验 5 每6 12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 精品文档 6欢迎下载 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 密封瓦进油温度 25 50 密封瓦出油温度 70 密封瓦油压大于机内氢压 0 056 0 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 精品文档 7欢迎下载 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 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 氯离子含量均不超过 1ppm b PH 值为 7 9 c 电导率不高于 1 0 s cm 20 时 精品文档 8欢迎下载 d 补水压力 0 8 1 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 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 5 s 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 2 s 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 精品文档 9欢迎下载 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 0 S cm 时 其出水的电导率将不高于 0 1 S cm 当进入离子交 换器的水的电导率不高于 9 9 S cm 时 其出水的电导率将不高于 0 2 S cm 如果系 统中水的电导率不能维持在 0 5 S 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 5 m 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 6 CO2 压力 7 氢气纯度分析 8 氢气流量 9 发电机液位监测 高位 精品文档 10欢迎下载 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 15 CO2 温度控制 16 CO2 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 油氢压差 6 油氢压差低 精品文档 11欢迎下载 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 精品文档 12欢迎下载 1 主要采用厂商 美国西屋公司 前苏联 厂家 中国各厂家 ALSTOM 公司 西门子公 司 美国 GE 日本东 芝 日立 三菱 ALSTOM 公司 单 双流均采用 2 国内电厂应用典型广泛采用邹县电厂日立产 5 机 东方产 6 机 600MW 3 东方技术来源及生 产 配套概况 来自前