发电机氢水油系统

1、景德镇发电厂景德镇发电厂2 2660MW660MW机组培训机组培训 发电机氢、水、油系统发电机氢、水、油系统 1）发电机氢冷系统的功能）发电机氢冷系统的功能 发电机氢冷系统的功能是用于冷却发电机的定子铁芯和转子，并发电机氢冷系统的功能是用于冷却发电机的定子铁芯和转子，并 采用二氧化碳作为置换介质。发电机氢冷系统采用闭式氢气循环采用二氧化碳作为置换介质。发电机氢冷系统采用闭式氢气循环 系统，热氢通过发电机的氢气冷却器由冷却水冷却。运行经验表系统，热氢通过发电机的氢气冷却器由冷却水冷却。运行经验表 明，发电机通风损耗的大小取决于冷却介质的质量，质量越轻，明，发电机通风损耗的大小取决于冷却介质的质量

2、，质量越轻， 损耗越小，氢气在气体中密度最小，有利于降低损耗；另外氢气损耗越小，氢气在气体中密度最小，有利于降低损耗；另外氢气 的传热系数是空气的的传热系数是空气的5 5倍，换热能力好；氢气的绝缘性能好，控倍，换热能力好；氢气的绝缘性能好，控 制技术相对较为成熟。但是最大的缺点是一旦于空气混合后在一制技术相对较为成熟。但是最大的缺点是一旦于空气混合后在一 定比例内（定比例内（4%4%74%74%）具有强烈的爆炸特性，所以发电机外壳都）具有强烈的爆炸特性，所以发电机外壳都 设计成防爆型，气体置换采用设计成防爆型，气体置换采用CO2CO2作为中间介质。作为中间介质。 一、发电机氢冷系统一、发电机氢

3、冷系统 2）氢气系统的工作原理）氢气系统的工作原理 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。通常应采用合气体。通常应采用CO2CO2气体作为中间介质实现机内空气和氢气的置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专用管路、换。本氢气控制系统设置专用管路、CO2CO2控制排、置换控制阀和气体控制排、置换控制阀和气体 置换盘用以实现机内气体间接置换。发电机内氢气不可避免地会混置换盘用以实现机内气体间接置换。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，有时还可能出现合

4、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 其它泄漏点。因此机内氢压总是呈下降趋势，氢压下降可能引起机其它泄漏点。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范围之内，本控制系统在内温度上升，故机内氢压必须保持在规定范围之内，本控制系统在 氢气的控制排中设置有两套氢气减压器。氢气的控制排中设置有两套氢气减压器。 氢气中的含水量过高对发氢气中的含水量过高对发 电机将造成多方面的影响，通常均在机外设置专用的氢气干燥器，电机将造成多方面的影响，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它的进氢管

5、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，从而使机内部分氢气不断的流进干燥器得到干燥。压侧，从而使机内部分氢气不断的流进干燥器得到干燥。 发电机内氢气纯度必须维持在发电机内氢气纯度必须维持在9898左右，氢气纯度低，一是影响冷左右，氢气纯度低，一是影响冷 却效果，二是增加通风损耗。却效果，二是增加通风损耗。 发电机内氢气纯度、压力、温度、湿度是必须进行经常性监视的运发电机内氢气纯度、压力、温度、湿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。行参数，机内是否出现油水也是应当定期监视的。 （发电机氢气系统图）（发电机氢气系统图） 3）发电机基本构成）发电机

6、基本构成 发电机剖视图发电机剖视图 发电机端盖发电机端盖 600MW 600MW 发电机转子与铁心冷却通道示意图发电机转子与铁心冷却通道示意图 发电机出线冷却 旋转方向旋转方向 氢气系统冷却器氢气系统冷却器 发电机氢冷系统的冷却发电机氢冷系统的冷却 为闭式氢气循环系统，热氢通过发电机的氢气冷却器由冷却水冷为闭式氢气循环系统，热氢通过发电机的氢气冷却器由冷却水冷 却。却。 发电机氢气冷却器采用绕片式结构发电机氢气冷却器采用绕片式结构 。冷却器按单边承受。冷却器按单边承受0.8MPa0.8MPa 压力设计。压力设计。 氢冷却器冷却水直接冷却的冷氢温度一般不超过氢冷却器冷却水直接冷却的冷氢温度一般不

7、超过4646。氢冷却器。氢冷却器 冷却水进水设计温度冷却水进水设计温度3838。 本系统在发电机的四角上布置了四组 冷却器，停运一组冷却器，机组最高 可带80%额定负荷。冷却介质为闭式 水，回水母管上设一调门，通过水量 的调节可控制合适的冷氢气温度在 40-46。 定子冷却水管路 发电机励磁碳刷间 氢气干燥装置氢气干燥装置 氢气去湿装置主要包括氢气去湿装置主要包括 制冷系统、氢气去湿系制冷系统、氢气去湿系 统、电气控制系统三大统、电气控制系统三大 部分。制冷系统由制冷部分。制冷系统由制冷 压缩机组、热力膨胀阀、压缩机组、热力膨胀阀、 蒸发器等组成；氢气去蒸发器等组成；氢气去 湿系统由回热器、冷

8、却湿系统由回热器、冷却 器、贮水箱等组成；电器、贮水箱等组成；电 气控制系统由电气控制气控制系统由电气控制 箱、化霜电磁阀、温度箱、化霜电磁阀、温度 仪、水位控制器等组成。仪、水位控制器等组成。 氢气去湿装置普遍采用冷氢气去湿装置普遍采用冷 凝式。凝式。使进入去湿装置内使进入去湿装置内 的氢气冷却至的氢气冷却至-10-10下，下， 氢气中的部份水蒸汽将在氢气中的部份水蒸汽将在 干燥器内凝结成霜，然后干燥器内凝结成霜，然后 定时自动定时自动( (停用停用) )化霜，霜化霜，霜 溶化成的水流进集水箱溶化成的水流进集水箱 ( (筒筒) )中，达到一定量之后中，达到一定量之后 发出信号，由人工手动排发

9、出信号，由人工手动排 水。经过这一处理过程，水。经过这一处理过程， 从而使发电机内氢气中含从而使发电机内氢气中含 水份逐步减少。水份逐步减少。 氢气干燥装置工作原理氢气干燥装置工作原理 发电机氢冷系统的干燥发电机氢冷系统的干燥 发电机采用冷凝式氢气干燥器，设有氢气湿度在线检测仪。发电机采用冷凝式氢气干燥器，设有氢气湿度在线检测仪。 干燥装置保证在额定氢压下机内氢气露点不大于干燥装置保证在额定氢压下机内氢气露点不大于-5-5同时又不同时又不 低于低于-25-25，发电机充、补氢气的露点，发电机充、补氢气的露点2121。 干燥器氢气处理量不小于干燥器氢气处理量不小于100Nm3/h100Nm3/h

10、，发电机设液位检测报警装，发电机设液位检测报警装 置。置。 系统专用循环风机系统专用循环风机 循环风机主要用于氢冷发电循环风机主要用于氢冷发电 机冷凝式氢气去湿装置的除机冷凝式氢气去湿装置的除 湿系统中，在发电机停机或湿系统中，在发电机停机或 盘车状态下，开启循环风机，盘车状态下，开启循环风机， 使氢气去湿装置能正常工作。使氢气去湿装置能正常工作。 氢纯度检测装置氢纯度检测装置 氢纯度检测装置是用以氢纯度检测装置是用以 测量机内氢气纯度的分析测量机内氢气纯度的分析 器（量程器（量程8080100100氢氢 气），使用前还须进行气），使用前还须进行2h2h （小时）通电预热，其反（小时）通电预热

11、，其反 馈的数据和信号才准确。馈的数据和信号才准确。 该检测装置出厂时，下限该检测装置出厂时，下限 报警点已设置在报警点已设置在9292，下，下 下限报警点设置在下限报警点设置在9090。 油水探测报警器油水探测报警器 如果发电机内部漏进油或水，如果发电机内部漏进油或水， 油水将流入报警器内。报警器油水将流入报警器内。报警器 内设置有一只浮子，浮子上端内设置有一只浮子，浮子上端 有永久磁钢，报警器上部设有有永久磁钢，报警器上部设有 磁性开关。当报警器内油水积磁性开关。当报警器内油水积 聚液位上升时，浮子随之上升，聚液位上升时，浮子随之上升， 永久磁钢随之吸合，磁性开关永久磁钢随之吸合，磁性开关

12、 接通报警装置，运行人员接到接通报警装置，运行人员接到 报警信号后，即可手动操作报报警信号后，即可手动操作报 警器底部的排污阀进行排污。警器底部的排污阀进行排污。 相同的油水探测报警器氢气相同的油水探测报警器氢气 系统中设置有两件。另外在密系统中设置有两件。另外在密 封油系统中设置一件，用于探封油系统中设置一件，用于探 测密封油扩大槽的油位是否超测密封油扩大槽的油位是否超 限。限。 一种发电机绝缘过热监测装一种发电机绝缘过热监测装 置，能可靠的早期检测和预置，能可靠的早期检测和预 报发电机定子铁芯、定子线报发电机定子铁芯、定子线 棒、转子绕组等部件的绝缘棒、转子绕组等部件的绝缘 局部过热，由试

13、验粒子源、局部过热，由试验粒子源、 过滤器、电磁阀、离子室、过滤器、电磁阀、离子室、 检测流量表、声光报警控制检测流量表、声光报警控制 电路、微电流放大器、单板电路、微电流放大器、单板 机、取样器、电流表、打印机、取样器、电流表、打印 机等组成，适用于高、中、机等组成，适用于高、中、 低氢压的汽轮发电机及空冷低氢压的汽轮发电机及空冷 发电机，是发电机在线监测发电机，是发电机在线监测 的一种先进仪器，对发电机的一种先进仪器，对发电机 安全、经济运行具有重要意安全、经济运行具有重要意 义。义。 发电机绝缘过热监测装置发电机绝缘过热监测装置 二氧化碳气体加热装置二氧化碳气体加热装置 二氧化碳气体汇流

14、排二氧化碳气体汇流排 氢气汇流排及置换装置氢气汇流排及置换装置 排气管排气管 二氧化碳供气二氧化碳供气 装置出口门装置出口门 充氢总门充氢总门 排氢手动门排氢手动门 发电机排气总门发电机排气总门 充二氧化碳总门充二氧化碳总门 排二氧化碳排二氧化碳 手动门手动门 排污门排污门 充压缩空气管充压缩空气管 3）氢气运行规范）氢气运行规范 序序 号号 名称名称数值数值单位单位备注备注 1 1发电机机壳内最大氢气压力发电机机壳内最大氢气压力0.50.5MpaMpa 2 2氢气压力允许变化范围氢气压力允许变化范围0.250.50.250.5% % 3 3额定氢气压力额定氢气压力0.450.45MpaMpa

15、 4 4发电机机壳内额定氢气纯度发电机机壳内额定氢气纯度9898% % 5 5发电机机壳内最小氢气纯度发电机机壳内最小氢气纯度9696% % 6 6氢气湿度（露点）氢气湿度（露点）0 0 -25-25氢气压力在氢气压力在0.45Mpa0.45Mpa 7 7漏氢量漏氢量1010m m3 3/d/d 8 8氢冷却器出口氢温氢冷却器出口氢温45451 1 9 9发电机内气体容积发电机内气体容积117117m m3 3 1010氢冷却器进水温度氢冷却器进水温度20(20(最大最大38)38)最低不低于最低不低于2020 1111氢冷却器出水温度氢冷却器出水温度4848 1212氢冷却器进水压力氢冷却器

16、进水压力0.250.250.350.35MpaMpa 1313氢冷却器水流量氢冷却器水流量4x1154x115m m3 3/h/h 1414氢气控制排安全阀启座压力氢气控制排安全阀启座压力0.50.530.50.53MpaMpa 1515氢气控制排安全阀回座压力氢气控制排安全阀回座压力0.4560.456MpaMpa 1616氢站来氢压力最大允许值氢站来氢压力最大允许值3.23.2MpaMpa 4）氢气系统的运行控制）氢气系统的运行控制 我厂发电机设计机内压力为我厂发电机设计机内压力为0.45MPa0.45MPa，机组在正常运行中，氢气，机组在正常运行中，氢气 会通过密封油系统及其它不严密部分

17、泄漏出去，为维持气体压力会通过密封油系统及其它不严密部分泄漏出去，为维持气体压力 在规定值，就要不断的进行补充，补充氢气来自储氢站在规定值，就要不断的进行补充，补充氢气来自储氢站 。本机。本机 组补氢为手动操作，由汽机零米处的双回路系统进行补充，设计组补氢为手动操作，由汽机零米处的双回路系统进行补充，设计 最大泄漏量为最大泄漏量为10m3/10m3/天。当发现补氢量异常增大时，应当对系统天。当发现补氢量异常增大时，应当对系统 进行检漏。在正常运行中，也应当利用氢气检漏仪在发电机氢气进行检漏。在正常运行中，也应当利用氢气检漏仪在发电机氢气 等有关区域进行检漏。在汽机零米设由就地氢气控制盘，可以实

18、等有关区域进行检漏。在汽机零米设由就地氢气控制盘，可以实 时监视氢气压力、温度、纯度。当纯度低于时监视氢气压力、温度、纯度。当纯度低于95%95%时要进行排氢再时要进行排氢再 补充操作，直至纯度合格。补充操作，直至纯度合格。 氢气冷却器共设四组，采用绕片式结构，两侧氢气冷却器冷却水氢气冷却器共设四组，采用绕片式结构，两侧氢气冷却器冷却水 流量分别由两个阀门分路控制，氢气冷却器进出水管路应对称布流量分别由两个阀门分路控制，氢气冷却器进出水管路应对称布 置。本系统在发电机的四角上布置了四组冷却器，停运一组冷却置。本系统在发电机的四角上布置了四组冷却器，停运一组冷却 器，机组最高可带器，机组最高可带

19、80%80%额定负荷。冷却介质为闭式水，回水母管额定负荷。冷却介质为闭式水，回水母管 上设一调门，通过水量的调节可控制合适的冷氢气温度在上设一调门，通过水量的调节可控制合适的冷氢气温度在4040 4646 5）氢气置换）氢气置换 氢气与空气的混合物当氢气含量在氢气与空气的混合物当氢气含量在4-74.2%4-74.2%范围内，均为可爆性气体。与氧接触时，范围内，均为可爆性气体。与氧接触时， 极易形成具有爆炸浓度的氢、氧混合气体。因此极易形成具有爆炸浓度的氢、氧混合气体。因此, ,在向发电机内充入氢气时，应避免在向发电机内充入氢气时，应避免 氢气与空气接触。为此，必须经过中间介质进行置换。中间介质

20、一般为惰性气体氢气与空气接触。为此，必须经过中间介质进行置换。中间介质一般为惰性气体CO2CO2。 机组启动前，先向机内充入机组启动前，先向机内充入20-30kPa20-30kPa的压缩空气，并投入密封油系统。然后利用的压缩空气，并投入密封油系统。然后利用 CO2CO2瓶提供的高压气体，从发电机机壳下部引入，驱赶发电机内的空气，当从机壳顶瓶提供的高压气体，从发电机机壳下部引入，驱赶发电机内的空气，当从机壳顶 部原供氢管和气体不易流动的死区取样检验部原供氢管和气体不易流动的死区取样检验CO2CO2的含量超过的含量超过8585（均指容积比）后，（均指容积比）后， 停止充停止充CO2CO2。期间保持

21、气体压力不变。开始充氢，氢气经供氢装置进入机壳内顶部的。期间保持气体压力不变。开始充氢，氢气经供氢装置进入机壳内顶部的 汇流管向下驱赶汇流管向下驱赶CO2CO2。当从底部原。当从底部原CO2CO2母管和气体不易流动的死区取样检验，氢气纯母管和气体不易流动的死区取样检验，氢气纯 度高于度高于9696，氧含量低于时，停止排气，并升压到工作氢压。升压速度不可太，氧含量低于时，停止排气，并升压到工作氢压。升压速度不可太 快，以免引起静电。快，以免引起静电。 机组排氢时，降低气体压力至机组排氢时，降低气体压力至20-30KPa20-30KPa，降压速度不可太快，以免引起静电。然，降压速度不可太快，以免引

22、起静电。然 后向机内引入后向机内引入CO2CO2用以驱赶机内氢气。当用以驱赶机内氢气。当CO2CO2含显超过含显超过9595时，方可引入压缩空气驱时，方可引入压缩空气驱 赶赶CO2CO2，当气体混合物中空气含量达到，当气体混合物中空气含量达到95%,95%,才可终止向发电机内输送压缩空气。才可终止向发电机内输送压缩空气。 密封油系统必须保证供油的可靠性，且油密封油系统必须保证供油的可靠性，且油氢压差维持在氢压差维持在0.056MPa0.056MPa左左 右，发电机转子处于静止状态。右，发电机转子处于静止状态。( (盘车状态也可进行气体置换，但耗盘车状态也可进行气体置换，但耗 气量将大幅增加气量

23、将大幅增加) )。 密封油系统中的扩大槽在气体置换过程中应定时手动排气。每次连续密封油系统中的扩大槽在气体置换过程中应定时手动排气。每次连续 5min(5min(分钟分钟) )左右。操作人员在排气完毕后，应确认排气阀门已关严之左右。操作人员在排气完毕后，应确认排气阀门已关严之 后才能离开。后才能离开。 氢气去湿装置排空管路上的阀门、氢气系统中的有关阀门应定时手动氢气去湿装置排空管路上的阀门、氢气系统中的有关阀门应定时手动 操作排污，排污完毕应关严这些阀门之后操作人员才能离开。操作排污，排污完毕应关严这些阀门之后操作人员才能离开。 气体置换之前，应对气体置换盘中的分析仪表进行校验，仪表指示的气体

24、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 CO2CO2和和H2H2纯度值应与化验结果相对照，误差不超过纯度值应与化验结果相对照，误差不超过1 1。 气体置换期间，系统装设的氢气湿度仪必须切除。因为该仪器的传感气体置换期间，系统装设的氢气湿度仪必须切除。因为该仪器的传感 器不能接触器不能接触CO2CO2气体，否则传感器将气体，否则传感器将“中毒中毒”，导致不能正常工作，导致不能正常工作 开关阀门应使用铜制工具，如无铜制工具时，应在使用的工具上涂黄开关阀门应使用铜制工具，如无铜制工具时，应在使用的工具上涂黄 甘油，防止碰撞时产生火花。甘油，防止碰撞时产生火花。 开关阀门一定要缓慢进

25、行，特别是补氢、充氢、排氢时，更要严加注开关阀门一定要缓慢进行，特别是补氢、充氢、排氢时，更要严加注 意，防止氢气与阀门、管道剧烈摩擦而产生火花。意，防止氢气与阀门、管道剧烈摩擦而产生火花。 在对外排氢时，一定要首先检查氢气排出地点在对外排氢时，一定要首先检查氢气排出地点2020米以内有无明火和可米以内有无明火和可 燃物，严禁向室内排氢。燃物，严禁向室内排氢。 气体置换期间，机组上空吊车应停止运行，并严禁在附近进行测绝缘气体置换期间，机组上空吊车应停止运行，并严禁在附近进行测绝缘 等电气操作等电气操作 6）氢气置换注意事项）氢气置换注意事项 7）系统异常及事故处理）系统异常及事故处理 1 1）

26、纯度仪故障时，通知检修并联系化学每）纯度仪故障时，通知检修并联系化学每4 4个小时取样。个小时取样。 2 2）当氢系统爆炸或冒烟着火无法扑灭时，应紧急停机并排氢，）当氢系统爆炸或冒烟着火无法扑灭时，应紧急停机并排氢， 操作如下：操作如下： （1 1）全关补氢一次、二次阀。）全关补氢一次、二次阀。 （2 2）全开排氢一次、二次阀，二氧化碳置换排放阀，气体置）全开排氢一次、二次阀，二氧化碳置换排放阀，气体置 换排放总阀。换排放总阀。 （3 3）当机内氢气压力降到）当机内氢气压力降到0.02MPa0.02MPa时，打开充时，打开充CO2CO2一、二次阀，一、二次阀， 然后升高压力到然后升高压力到0.

27、1-0.2MPa0.1-0.2MPa，在尽可能短时间内注入，在尽可能短时间内注入CO2CO2。 （4 4）排氢过程中，停止氢冷却器运行。）排氢过程中，停止氢冷却器运行。 二、发电机定冷水系统二、发电机定冷水系统 发电机的定子绕组采用水内冷方式，水冷的效果 是氢冷的50倍。水内冷绕组的导体既是导电回路 又是通水回路，每个线棒分成若干组，每组内含 有一根空心铜管和数根实心铜线，空心铜管内通 过冷却水带走线棒产生的热量。到线棒出槽以后 的末端，空心铜管与实心铜线分开，空心铜管与 其它空心铜管汇集成型后与专用水接头焊好由一 根较粗的空心铜管与绝缘引水管连接到总的进 （或出）汇流管。冷却水由一端进入线棒

28、，冷却 后由另一端流出，循环工作不断地带走定子线棒 产生的热量。 定子水系统配有10%容量的离子交换器及其流 量计、电导仪、压力表及温度计，以提高水 质。定子水箱按压力容器设计、制造，且采 用氮气加压。水箱排空管上装有气敏元件、 测氢浓度报警。 水系统设电加热装置。 发电机管道设计考虑定子线圈反冲洗和排水 管及阀门，能方便地对定子进行反冲洗，反 冲洗管道上加装激光打孔过滤器。 定子水系统中水泵、冷水器、滤水器各设 2台，互为备用。冷却器为板式。 发电机内冷却水进水管装有压力表、压力 开关和流量表及流量测量装置，为了确保 断水保护动作信号的可靠性，设置3只水 流量极低开关。定子线圈内冷却水允许断

29、 水时间在带满负荷运行的情况下不少于30 秒。 发电机内设有漏水、漏油监测装置。 工作流程 补充水 补水过滤器 树脂拦截器 离子交换器 水箱 水泵 冷却器 温度调节阀 压力调节阀 发电机定子线圈 Y型拦截器 流量孔板 主水过滤器 凝结水 主过滤器、气动压力、温度调节装置主过滤器、气动压力、温度调节装置 离子交换器由不锈钢制成，树脂装填容积0.36m3。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的比例混合填装。离子交换器的最大允许流量为6.2L/S （22.3m3/h），为流入发电机的水量的百分之十，最高允许 水温60，压力损失不高于98kPa。正常运行期间，离子交

30、换器的水流量控制在250L/min左右。当进入离子交换器的电 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。 离子交换器离子交换器 离子交换器：离子交换器： 设计压力：设计压力：1.2MPa1.2MPa 设计温度：设计温度：70 70 工作压力：工作压力：1.2MPa1.2MPa 进水门进水门 出水门出水门 出水门出水门 反洗流程：反洗流程： 反冲洗进口门反冲洗进口

31、门 反冲洗进口门反冲洗进口门 进水门进水门 反冲洗反冲洗 滤网进滤网进 口门口门 反冲洗反冲洗 滤网出滤网出 口门口门 反冲洗反冲洗 滤网进滤网进 口门口门 反冲洗反冲洗 滤网出滤网出 口门口门 额定流量：1633 L/min 进水压力（计算值）：220kPa 进水温度：453 最大连续出力时线圈出水温度（计算值）：73 水的电导率：不高于0.5S/cm 离子交换器额定处理流量：250 L/min 进水温度高报警值：49 出水温度高报警值：73 出水温度高保护动作值：78 进水压力低报警值：134 kPa 压力113 kPa保护动作 进水流量低报警值：1274L/min 进水流量低保护动作值：

32、1110 L/min 三、发电机密封油系统三、发电机密封油系统 发电机采用氢气冷却，为防止运行发电机采用氢气冷却，为防止运行 中氢气沿转子轴向外漏，引起火灾中氢气沿转子轴向外漏，引起火灾 或爆炸，机组配置了密封油系统，或爆炸，机组配置了密封油系统， 向转轴与端盖交接处的密封瓦循环向转轴与端盖交接处的密封瓦循环 供应高于氢压的密封油。本机组的供应高于氢压的密封油。本机组的 密封油路只有一路，分别进入汽轮密封油路只有一路，分别进入汽轮 机侧和励磁机侧的密封瓦，经中间机侧和励磁机侧的密封瓦，经中间 油孔沿轴向间隙流向空气侧和氢气油孔沿轴向间隙流向空气侧和氢气 侧，形成了油膜起到了密封润滑作侧，形成了

33、油膜起到了密封润滑作 用。然后分两路（氢侧、空气侧）用。然后分两路（氢侧、空气侧） 回油。回油。 单流环密封瓦单流环密封瓦 密封油密封油 密封座密封座 弹簧弹簧 密封瓦密封瓦 发电机密封油系统组成发电机密封油系统组成 密封瓦进油温度：密封瓦进油温度：25255050 密封瓦出油温度：密封瓦出油温度：7070 密封油压大于机内氢压：密封油压大于机内氢压：0.0560.0560.02MPa0.02MPa （密封油系统图） 正常工作正常工作 情况下，轴承润滑油不断地补充到真空油中，润情况下，轴承润滑油不断地补充到真空油中，润 滑油中含有的空气和水分在真空油箱中被分离出来，通过滑油中含有的空气和水分在

34、真空油箱中被分离出来，通过 真空泵和真空管路被排至厂房外，从而使进入密封瓦的油真空泵和真空管路被排至厂房外，从而使进入密封瓦的油 得以净化，防止空气和水分对发电机内的氢气造成污染。得以净化，防止空气和水分对发电机内的氢气造成污染。 真空油箱的油位由箱内装配的浮球阀进行自动控制，浮球真空油箱的油位由箱内装配的浮球阀进行自动控制，浮球 阀的浮球随油位高低而升降，从而调节浮球阀的开度，这阀的浮球随油位高低而升降，从而调节浮球阀的开度，这 样使补油速度得到控制，真空油箱中的油位也随之受到控样使补油速度得到控制，真空油箱中的油位也随之受到控 制。真空油箱的主要附件还有液位信号器，当油位高或低制。真空油箱

35、的主要附件还有液位信号器，当油位高或低 时，液位信号器将发出报警信号。时，液位信号器将发出报警信号。 真空泵不间断地工作，保持真空油箱中的真空度。同时，真空泵不间断地工作，保持真空油箱中的真空度。同时， 将空气和水分将空气和水分 抽出并排放掉。为了加速空气和水分从油真抽出并排放掉。为了加速空气和水分从油真 空油箱内部设置有多个喷头，补充油进入真空油箱通过补空油箱内部设置有多个喷头，补充油进入真空油箱通过补 油管端的喷头，再循环油通过再循环管端的喷头而被扩散，油管端的喷头，再循环油通过再循环管端的喷头而被扩散， 加速气、水从油中分离。再循环泵工作，通过管路使真空加速气、水从油中分离。再循环泵工作

36、，通过管路使真空 油箱中的油形成一个局部循环回路，从而使油得到更好的油箱中的油形成一个局部循环回路，从而使油得到更好的 净化。净化。 真空油箱补油管端的喷头真空油箱补油管端的喷头 真空油箱内浮球阀真空油箱内浮球阀 密封油泵入口滤网密封油泵入口滤网 真空泵和真空泵和 油净化装油净化装 置置 溢油管溢油管 至浮子油箱至浮子油箱 至差压阀至差压阀 （氢侧）（氢侧） 密封油回油扩大槽密封油回油扩大槽 空气抽出槽空气抽出槽 密封油滤网及差压阀密封油滤网及差压阀 密封油系统包括：正常运行回路、事故运行回路、紧急密封密封油系统包括：正常运行回路、事故运行回路、紧急密封 油回路（即第三密封油源）。油回路（即第

37、三密封油源）。 正常运行回路正常运行回路：轴承润滑油管路：轴承润滑油管路 真空油箱真空油箱 主交流密主交流密 封油泵封油泵 滤油器滤油器差压阀差压阀发电机密封瓦发电机密封瓦 氢侧回油氢侧回油 （空侧回油与发电机润滑油混合直接进入空气抽出槽）（空侧回油与发电机润滑油混合直接进入空气抽出槽） 回油扩大槽回油扩大槽 浮子油箱浮子油箱 空气抽出槽空气抽出槽 轴承轴承 润滑油回油润滑油回油 汽轮机主油箱。汽轮机主油箱。 事故运行回路：事故运行回路：轴承润滑油管路轴承润滑油管路 直流事故密封油直流事故密封油 泵泵滤油器滤油器差压阀差压阀发电机密封瓦发电机密封瓦 氢侧回氢侧回 油（空侧回油与发电机润滑油混合

38、直接进入空气油（空侧回油与发电机润滑油混合直接进入空气 抽出槽）抽出槽） 回油扩大槽回油扩大槽 浮子油箱浮子油箱 空气空气 抽出槽抽出槽 轴承润滑油排油轴承润滑油排油 汽轮机主油箱。汽轮机主油箱。 紧急密封油回路：紧急密封油回路：轴承润滑油管轴承润滑油管 滤油器滤油器 差压差压 阀阀 发电机密封瓦。发电机密封瓦。 此运行回路的作用是在主此运行回路的作用是在主 密封油泵和直流事故密封油泵都失去作用的情况下，密封油泵和直流事故密封油泵都失去作用的情况下， 轴承润滑油直接作为密封油源密封发电机内氢气，轴承润滑油直接作为密封油源密封发电机内氢气， 此时发电机内的氢气压力必须降到此时发电机内的氢气压力必

39、须降到0.05MPa 0.05MPa 0.02MPa0.02MPa。 引起原因：一是管路和阀门密封不严； 二是真空泵抽气能力下降。 前者需找出漏点，然后消除；后者则 需按真空泵使用说明书找原因，并且 消除缺陷 真空油箱油位高 引起原因主要是真空油箱中的浮球阀 动作失灵所致，说明浮球阀需要检修， 假使一时不能将真空油箱退出运行， 则作为应急处理办法，可以将浮球阀 进油管路的阀门开度关小，人为控制 补油速度。 真空油箱油位低真空油箱油位低 引起原因一是浮球阀动作失灵；二是浮球引起原因一是浮球阀动作失灵；二是浮球 阀出口端（真空油箱体内）的喷嘴被脏物阀出口端（真空油箱体内）的喷嘴被脏物 堵住。这两种

40、情况必须将真空油箱退出运堵住。这两种情况必须将真空油箱退出运 行，停运真空泵、再循环泵、主密封油泵行，停运真空泵、再循环泵、主密封油泵 （改用事故密封油泵供油）破坏真空后，（改用事故密封油泵供油）破坏真空后， 排掉积油然后打开真空油箱的人孔盖进行排掉积油然后打开真空油箱的人孔盖进行 检修。检修。 油氢压差低及其处理办法 差压调节阀跟踪性能不好，可能引 起油氢差压低，此时重新调试差 压调节阀。 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， 并重新校验差压表计。 4.1 4.1 发电机气体置换过程中如何减少二氧化碳和氢气的消耗量发电机气体置换过程中如何减少二氧化碳和氢气的消耗量

41、发电机气体置换减小介质使用量，对节约能源、保护环境、防止发生氢发电机气体置换减小介质使用量，对节约能源、保护环境、防止发生氢 气爆炸事故都有很重要的意义，主要采取以下几方面的措施减小二氧化碳气爆炸事故都有很重要的意义，主要采取以下几方面的措施减小二氧化碳 和氢气的消耗量。和氢气的消耗量。 4.1.1 4.1.1 操作要规范化、标准化，减小浪费，置换过程中每个二氧化碳气操作要规范化、标准化，减小浪费，置换过程中每个二氧化碳气 瓶内瓶内 压力降至压力降至0.08MPa0.08MPa以下再更换新气瓶。以下再更换新气瓶。 4.1.2 4.1.2 使用高纯度的二氧化碳和氢气，保证制氢站供氢纯度达到使用高

42、纯度的二氧化碳和氢气，保证制氢站供氢纯度达到99.9%99.9%以以 上，使用的二氧化碳气体纯度符合要求达上，使用的二氧化碳气体纯度符合要求达99%99%以上。以上。 4.1.3 发电机气体置换按下列要求控制各阶段气体纯度。发电机气体置换充 氢过程，用二氧化碳置换机内空气，当机内二氧化碳含量85%，且 各死角也已经排污合格后可以停止置换空气；用氢气置换机内二氧化 碳，当机内氢气含量98%，且各死角也已经排污合格后停止置换二氧 化碳，发电机可以升氢压。发电机进行气体置换排氢过程，用二氧化碳 置换机内氢气，当机内二氧化碳含量95%，且各死角也已经排污合格 后停止置换氢气；用空气置换机内二氧化碳时，

43、当机内二氧化碳含量 5%，且各死角也已经排污合格后停止置换二氧化碳，终止向机内送空 气。 4.1.4 在进行发电机气体置换过程各阶段初期禁止对各死角排污，并且在进行 排污操作时要采用定期、多次排污的方式，禁止采用连续开启排污的方 式。 4.1.5 尽可能在发电机转子静止状态下进行气体置换。 4.2 4.2 发电机气体置换如何减少操作时间发电机气体置换如何减少操作时间 在进行发电机气体置换时如何能够达到既用时间最短并且能够最快达到在进行发电机气体置换时如何能够达到既用时间最短并且能够最快达到 满足要求的气体纯度满足要求的气体纯度，这一问题一直是我们多次分析、总结、探索的一个关键问题。 从下表数据

44、不难看出我们经过总结、分析发电机充氢操作已由最初的44小时缩短到 18小时，排氢由最初的27.5小时缩短到19小时。对如何尽可能缩短发电机气体置换 操时间我们主要采取了以下几方面的措施。第一气体置换过程中控制机内压力为 0.07MPa，比厂家要求的0.030.04MPa高，这样在置换过程中可以提高机内气体排 污时的流速，交换能力大。第二气体置换过程中采用充气、排污交替进行，这样可 以使机内比重不同的空气、二氧化碳或氢气有充足的分层时间，有利于尽快提高纯 度。第三发电机气体置换排死角要在机内二氧化碳或氢气纯度达到80%以上进行，这 样可用高纯度的气体短时间内达到排污合格的目的。第四使用二氧化碳置

45、换时由于 液态二氧化碳从气瓶释放气体，必然大量吸热，致使置换用管道冻结，释放速度受到限制， 通过采用多设瓶位轮流释放、淋水解冻、投入电加热等方法缩短气体置换所需时间。 4.4 发电机气体置换时如何正确处理发电机气体置换时如何正确处理 发电机氢系统与密封油系统的关系发电机氢系统与密封油系统的关系 4.4.1 因为在整个发电机充排氢气体置换过程中，发电机内气体压力波动 大并且波动频繁，如果这时密封油差压阀投入则会造成膜片式差压阀 内部膜片单面过压(即差压大于0.15MPa以上)，从而引起保护螺帽脱落 或主阀芯垫片破损，致使差压调节阀失去调节能力，这种事故在发电 厂多次生过。 4.4.2 4.4.2

46、 发电机密封油系统采发电机密封油系统采 用单流环式密封瓦，密封油系用单流环式密封瓦，密封油系 统配置有一台由美国统配置有一台由美国FISHERFISHER生生 产的产的977HP977HP型膜片式差压调节型膜片式差压调节 阀。因为膜片式差压调节阀它阀。因为膜片式差压调节阀它 是依靠氢气室和油室之间的金是依靠氢气室和油室之间的金 属膜片的弯曲变形来实现阀芯属膜片的弯曲变形来实现阀芯 的上下移动的，膜片变形的推的上下移动的，膜片变形的推 动力为氢动力为氢-油差压，在弹性范油差压，在弹性范 围内，膜片变形的大小正比于围内，膜片变形的大小正比于 氢氢-油差压大小。膜片式差压油差压大小。膜片式差压 调节

47、阀的性能曲线如图调节阀的性能曲线如图 从图中不难看出从图中不难看出，当运行氢气压力高于，当运行氢气压力高于0.15 MPa0.15 MPa以上时，特以上时，特 性曲线基本上是一条平行于横坐标的直线。表明在高氢气压力范围内，性曲线基本上是一条平行于横坐标的直线。表明在高氢气压力范围内， 差压阀可以维持差压恒等于某一定值，膜片式差压阀维持的恒定氢油差压阀可以维持差压恒等于某一定值，膜片式差压阀维持的恒定氢油 差压为差压为0.055MPa0.055MPa。当运行氢气压力低于。当运行氢气压力低于0.15 MPa0.15 MPa以下时，特性曲线明以下时，特性曲线明 显为弯曲状，表明在低氢气压力范围内膜片

48、式差压阀不能维持恒等于显为弯曲状，表明在低氢气压力范围内膜片式差压阀不能维持恒等于 氢压某一定值，有较大的变动，但变动的增减方向是恒定的，膜片式氢压某一定值，有较大的变动，但变动的增减方向是恒定的，膜片式 差压阀是下降的，最大下降值为差压阀是下降的，最大下降值为0.03 MPa0.03 MPa。因此在发电机充排氢时当。因此在发电机充排氢时当 机内气体压力小于机内气体压力小于0.15MPa0.15MPa时为防止发电机密封油差压阀损坏将差压阀时为防止发电机密封油差压阀损坏将差压阀 切至旁路运行，手动调整油切至旁路运行，手动调整油-气差压。气差压。 4.4.3 4.4.3 在进行发电机气体置换发电机

49、降氢压时控制机内氢气压力下降速在进行发电机气体置换发电机降氢压时控制机内氢气压力下降速 度大约度大约3KPa/min3KPa/min左右，这样既可以防止排氢速度太快发生氢爆，左右，这样既可以防止排氢速度太快发生氢爆， 另处由于机内氢气压力变化太快引起密封油回油量的大幅变化，另处由于机内氢气压力变化太快引起密封油回油量的大幅变化， 造成密封油浮子阀调节失常，发电机进油。造成密封油浮子阀调节失常，发电机进油。 4.4.4 4.4.4 根据几次操作经验发现，在进行发电机气体置换时机内气体压力根据几次操作经验发现，在进行发电机气体置换时机内气体压力 控制数值的高低对气体置换所用时间和防止发电机进油有很

50、大关控制数值的高低对气体置换所用时间和防止发电机进油有很大关 系。在发电机第一次充氢时我们按照东方电机厂提供的资料发电系。在发电机第一次充氢时我们按照东方电机厂提供的资料发电 机内气体压力维持机内气体压力维持0.030.030.04MPa0.04MPa，结果因为机内气体压力低，密，结果因为机内气体压力低，密 封油氢侧回油浮子油箱回油不畅满油造成发电机进油，经过调整封油氢侧回油浮子油箱回油不畅满油造成发电机进油，经过调整 试验发现在进行发电机气体置换时维持机内压力试验发现在进行发电机气体置换时维持机内压力0.07MPa0.07MPa左右最合左右最合 适，这样既可以防止发电机进油又可以缩短发电机气

51、体置换时间适，这样既可以防止发电机进油又可以缩短发电机气体置换时间 4.4.5 4.4.5 在进行发电机气体置换过程中密封油在进行发电机气体置换过程中密封油-气差压一般控制在气差压一般控制在 454550KPa50KPa即可即可( (正常值正常值56KPa)56KPa)。因为这一阶段控制密封油。因为这一阶段控制密封油气差气差 压的大小主要目的在于防止发电机进油，将减压控制低于正常值压的大小主要目的在于防止发电机进油，将减压控制低于正常值 有二个优点，其一密封油油有二个优点，其一密封油油-气差压低需要的密封油量少，氢侧气差压低需要的密封油量少，氢侧 回油量少，回油浮子油箱调节量小可以避免发电机进

52、油；其二在回油量少，回油浮子油箱调节量小可以避免发电机进油；其二在 发电机气体置换过程中机内压力波动大并且频繁，而且这一过程发电机气体置换过程中机内压力波动大并且频繁，而且这一过程 中密封油中密封油气差压需要手动调整，维持低的差压可以防止操作不气差压需要手动调整，维持低的差压可以防止操作不 当或调整不及时造成发电机进油。当或调整不及时造成发电机进油。 4.4.6 4.4.6 在进行发电机气体置换时，当内气体压力低于在进行发电机气体置换时，当内气体压力低于0.1MPa0.1MPa时进时进 行密封油源的切换，即由密封油主油泵供密封油切换为第三路油行密封油源的切换，即由密封油主油泵供密封油切换为第三

53、路油 源源-润滑油直接供给，在切换前确认第三路油源门开启，停止润滑油直接供给，在切换前确认第三路油源门开启，停止 发电机密封油主油泵、密封油再循环泵、密封油真空泵运行，这发电机密封油主油泵、密封油再循环泵、密封油真空泵运行，这 样有利于控制油样有利于控制油-气差压，也因为润滑油压力相对稳定可以防止气差压，也因为润滑油压力相对稳定可以防止 发电机进油。发电机进油。 5.5.发电机气体置换过程中危险点控制发电机气体置换过程中危险点控制 5.1 5.1 发电机气体置换中防止发电机进油发电机气体置换中防止发电机进油 5.1.1 5.1.1 发电机进油的危害发电机进油的危害 1) 1) 密封油常以油液、

54、油烟、油汽的形式进入发电机内，油液在风扇的作密封油常以油液、油烟、油汽的形式进入发电机内，油液在风扇的作 用下，落入汽、励端的底部式出线端，油烟、油汽则随风扇循环，可在风用下，落入汽、励端的底部式出线端，油烟、油汽则随风扇循环，可在风 道的部件表面上凝结形成油膜，危害最大的是定子端部有绝缘，氧在油中道的部件表面上凝结形成油膜，危害最大的是定子端部有绝缘，氧在油中 的溶解度高达的溶解度高达16%16%，附在绝缘表面的油膜，在强电场和油中水份的作用下氧，附在绝缘表面的油膜，在强电场和油中水份的作用下氧 化，氧化产物过氧化物和各种酸性物质，氧化产物为绝缘对地击穿式相相化，氧化产物过氧化物和各种酸性物

55、质，氧化产物为绝缘对地击穿式相相 间击穿提供了条件。间击穿提供了条件。 2) 2) 油如果凝结在转子绕组的内冷风道上，则油层的氧化又会造成转子绕油如果凝结在转子绕组的内冷风道上，则油层的氧化又会造成转子绕 组绝缘下降，以及导致匝间短路事故。组绝缘下降，以及导致匝间短路事故。 3) 3) 油烟、油汽的进入加大机内氢气的密度，并降低机内氢气的纯度，通风油烟、油汽的进入加大机内氢气的密度，并降低机内氢气的纯度，通风 损失大，效率低，氢气耗量大。损失大，效率低，氢气耗量大。 4) 4) 油烟、油汽进入差压调节阀，使调节阀的调节性能差。油烟、油汽进入差压调节阀，使调节阀的调节性能差。 5.1.2 5.1

56、.2 发电机气体置换过程中控制进油的措施发电机气体置换过程中控制进油的措施 1) 1) 在投入密封油系统前必须首先向发电机内充入压缩空气，并且维持机内气在投入密封油系统前必须首先向发电机内充入压缩空气，并且维持机内气 体压力不低于体压力不低于0.05MPa(0.05MPa(比厂家要求的比厂家要求的0.020.020.03 MPa0.03 MPa高高) )。 2) 2) 发电机密封油氢差压阀切换至旁路运行时，旁路门开启操作缓慢，防止差发电机密封油氢差压阀切换至旁路运行时，旁路门开启操作缓慢，防止差 压阀旁路门开启时密封油氢差压突增造成发电机内进油。压阀旁路门开启时密封油氢差压突增造成发电机内进油。 3) 3) 发电机充氢气体置换结束升氢压至发电机充氢气体置换结束升氢压至0.10MPa0.10MPa以上时，密封油油源由润滑油以上时，密封油油源由润滑油 接供给切换为密封油主油泵供给前将密封油泵出口溢油旁路门开启，防止接供给切换为密封油主油泵供给前将密封油泵出口溢油旁路门开启，防止 油泵启动造成油氢差压突升发电机进油，当油泵运行正常后通过调节溢油油泵启动造成油氢差压突升发电机进油，当油泵运行正常后通过调节溢油 阀旁路门维持所正常的密封油氢差压。阀旁路门维持所