氢冷发电机氢、油系统概要

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1、氢冷发电机氢、油系统 氢系统主要功能 n 充、排、置换机内气体 n 测机内气体参数 n 局部过热监测和报警 n 自动保持机内氢压 n 对机内气体干燥 氢油水系统介绍 氢油水系统介绍 氢 系 统 图 氢系统 主要特点 n 充、排和置换功能齐全 n 完善的监测报警系统 n 全部阀门采用球阀，漏氢量低 n 自动氢压控制 n 高效氢气干燥器 n 无污染型气体纯度分析仪 氢油水系统介绍 氢系统 发电机的氢气在发电机两端部风扇的驱 动下，以闭式循环方式在发电机内作强 制循环流动，使发电机的铁芯和转子绕 组得到冷却。其间，氢气流经位于发电 机四角的四个氢气冷却器，经氢气冷却 器冷却后的氢气又重新进入铁芯和转

2、子 绕组作反复循环。氢冷却的冷却水来自 闭式循环冷却水系统。 发电机气体装置 包括氢气冷却器、氢气干燥器（与氢气冷却 器侧的进出口相连接）、压力调节阀及其隔 离阀以及连接管道等组成。该装置通过软管 与来自制氢的氢气管道或仪用压缩空气管道 相连接。 氢气干燥器用来保证氢气干燥。发电机运行 时，安装在发电机转子上的风扇将氢气送进 干燥器理。在干燥器里，氢气的水分被干燥 剂吸收，干燥的氢气返回发电机内。干燥剂 室放有干燥剂且装有铠装线加热器，被吸收 的水分被加热，脱离干燥剂，干燥剂还原。 脱离出来的水，再由密封油系统的真空泵排 入大气。 二氧化碳装置 防冻装置（加热器）：由于加热气体，以防止 二氧化

3、碳气体在膨胀时产生结露。它包括电加 热器、安全阀及其管道。电加热器内充有苯基 乙醇加热剂，二氧化碳通过浸沐在加热剂中的 铜管被加热剂加热到一定温度。 膨胀装置：用于降低二氧化碳气体的压力，以 满足置换气体的要求。 气体置换时，以避免氢气与空气直接接触，防 爆炸。启动前，必须将发电机内的空气置换为 二氧化碳，然后再将二氧化碳置换为氢气，最 后将发电机内的氢气加压，达到工作压力。 氢油水系统介绍 仪器 外型 图 无污染型智能式气体纯度分 析仪 n没有一般传感器探 头污染中毒问题 n微机分析纯度精确 高、稳定无漂移 n引入温度、湿度补 偿，精度高 n通讯方便 SPERI GIIS-90 气体纯度仪

4、运行氢气纯度 96.8% 上海发电设备成套设计研究所 氢油水系统介绍 冷凝式氢气 干燥器 冷凝式氢气体干燥 器 n二立互为备用自循环运 行 n二台设有自动和手动切换两 种功能 n最大处理氢气量为100 Nm3/h n处理后氢气露点为-15-5 氢油水系统介绍 吸附式氢气体干燥 器 n 二立互为备用自循环运行 n 二台设有自动和手动切换两种功能 n 设有磁力驱动风机，可做到氢气零泄漏 n 最大处理氢气量为200 Nm3/h n 处理后氢气露点为-20 氢油水系统介绍 双筒吸附式氢气 干燥器 氢油水系统介绍 漏氢检 测装置 n连续运行， 自动依序切换 各个测点。 n二台泵设有自动和手动切换 两种功

5、能 n输出一对4-20mA模似量和一 对无源触点信号 漏氢检测装置主要功能 氢油水系统介绍 氢气露 点仪 n连续运行， 就地显示露 点 n输出一对4-20mA模似量和 一对无源触点信号 n显示精度0.5 氢气露点仪检测功能 项目 单位 实际数值 标准 补氢量 立方米/天 7.75 10优良 18合格 漏氢率 1.4 5优良 露点 -12 -5-25 氢气系统台电实测数据 氢油水系统介绍 n 为密封结构提供密封油，把氢气密封在机内 n 保持密封油压恒定 n 防止外界的水分和空气污染机内氢气 n 保持密封油路和防污染油路的油压平衡 密封油系统主要功能 氢油水系统介绍 氢油水系统介绍 密封油系 统图

6、 氢油水系统介绍 密封油供油装置 密封油系统主要特点 n 双流双环密封结构 n 设氢侧防污染油路 n 双重油过滤器和冷油器 n 完善的监测报警设计 n 多路备用油源、可靠性高 氢油水系统介绍 密封油系统 由于氢冷汽轮发电机的转子轴伸必须穿出发 电机的端盖，因此，这部份成了氢内冷发电 机密封的关键。密封油分空侧和氢侧二个油 路将油供应给轴密封瓦上的二个环状配油槽 ，油沿转轴轴向穿过密封瓦内径与转轴之间 的间隙流出。如果这二个油路中的供油油压 在密封瓦处始终保持高于机内气体压力，便 可防止氢气从发电机内逸出。氢侧油路供给 的油则将沿轴和密封瓦之间的间隙，流向氢 侧并流入消泡箱。而空侧油路供给的油则

7、将 沿轴和密封瓦之间的间隙流往轴承侧，并汇 同轴承回油一起进入空侧回油密封箱，从而 防止了空气与潮汽侵入发电机内部。 密封油系统的功能和特点 向密封瓦提供二个独立循环的密封油源,防止发电机内压力气体 沿转轴逸出。 保证密封油油压始终高于机内气体压力某一个规定值，并确保 密封瓦内氢侧与空侧油压维持相等，其压差限定在允许变动范 围之内。 通过热交换器冷却密封油，从而带走因密封瓦与轴之间的磨擦 损耗而产生的热量，确保瓦温与油温控制在要求的范围之内。 通过滤油器，去除油中杂物，保证密封油的清洁度。 通过发电机消泡箱和氢侧回油控制箱，释放掉溶于密封油中的 饱和氢气。 空侧油路备有多路备用油源，以确保发电

8、机安全、连续运行。 利用压差开关、压力开关及压差变送器等，自动监测密封油系 统的运行。 空、氢侧各装有一套加热器，以保证密封油的运行油温始终保 持于所要求的范围之中。 密封油系统大部分部件集中安装于一块底板中，便于运行巡检 和维修。 密封油系统工作原理 密封油系统是一个比较完善的供油系统，密封油系 统分空侧和氢侧油路二个部分，由交流电动机驱动 的空侧密封油油泵，从空侧回油箱取得油源，它把 一部分油泵入油冷却器、滤油器注入密封瓦的空侧 ，另一部分油则经过压差阀流回到油泵的进油侧。 通过压差调节阀将密封瓦处的空侧密封油油压始终 保持在高出发电机内气体压力0.08Mpa的水平上。另 外空侧密封油直流

9、备用泵使油以相同方式循环。 氢侧密封油油路：氢侧密封油油路中的油泵从氢侧 控制箱取得油源。它把一部分油经油冷却器、滤油 器、平衡阀泵往密封瓦的氢侧。在油泵旁装有旁路 管道，通过节流阀对氢侧油压进行粗调。氢侧油路 的油压则通过平衡阀进行细调，并使之自动跟踪空 侧油压，以达到基本相同的水平。另外氢侧密封交 流油泵并联在交流主油泵的两端，使氢侧交流备用 油泵（以相同的方式循环）。 消泡箱 从密封瓦氢侧出来的油先流入到消泡箱中， 在那里气体得以从油中扩容逸出。消泡箱装 于发电机下半端盖中，通过直管溢流装置使 箱中的油位不至于过高。消泡箱汽励端各装 有一个，在它们之间的连接管道上装一U形 管，以防二侧风

10、扇压差不一致使油烟在发电 机内循环流动。 在消泡箱内侧各装有一个浮子式油位高报警 开关，当箱内油位过高到一定程度时，就发 出消泡箱油位高报警，使运行人员能及时处 理，从而防止密封油流入发电机内部。 空侧密封油备用油源 空侧密封油备用油源 ：空侧密封油备用油源 由若干个组成。它们是第一备用油源汽 轮机高压备用油源，第二备用油源空侧 直流备用泵和第三备用油源汽轮机低压 润滑油源。 第一备用油源来自汽轮机轴头同轴高压油泵 和电动备用高压油泵。为确保系统安全运行 ，无论发电机组处于何种转速和工况，要求 在密封油装置高压备用油入口处的油压不得 低于0.9Mpa。此油源在正常情况下由备用压 差阀自动切断。

11、一旦空侧主油源发生故障， 密封油压力降低到比机内气体压力高 0.056Mpa时，那么备用压差阀将自动打开， 并由它建立稳定高于机内气压0.056Mpa的油 压。 空侧密封油备用油源 第二备用油源是空侧直流油泵。如果上述主油源和第一备用油 源都因故停止供油。那么，当密封瓦空侧油压降到比机内气体 压力仅高0.035Mpa时，压差开关闭合而发出“密封油供油压力 低”报警，并自动起动直流备用油泵，使密封油油压恢复并保持 高出机内气压0.084Mpa。当油压恢复，压差开关自动打开，但 是直流备用泵由于控制中的连锁作用，直流备用泵将连续运行 ，直到按下直流备用泵停止按钮，才可使之停止。 直流备用泵起动时，

12、装在泵进出口两端的压差开关将同时发出“ 空侧密封油备用泵运行”的报警信号。 密封油装置中的空侧直流备用油泵，它的电源是由蓄电池供电 的。由于蓄电池的容量有限，若密封油空侧交流油源和汽轮机 高压油源不能在短期内恢复，而下一级备用油源为汽轮机低压 润滑油，所以就要求立即将发电机内的氢气压力降到0.014Mpa 或更低，经免直流油泵停运后引起漏氢。 第三备用油源来自于汽轮机低压润滑油，该油源在密封油装置 入口处的压力不得低于0.2Mpa。该油源投入运行时，维持机内 氢压为0.01Mpa。 氢侧密封油备用油源 发电机在正常运行时，当密封油氢侧交 流泵的两端压降下降到0.035Mpa时，装 在泵进出口两

13、端的压差开关闭合，发出 “氢侧密封油泵停运”报警信号，并自动 起动交流备用油泵，使氢侧密封油压恢 复正常。 氢油水系统介绍 密封瓦结 构图 发电机转轴中心线 迷宫式密封环 密封瓦支座 氢侧密封油进油 氢侧密封油排油 空侧密封油进油 空侧密封油排油 （与轴承回油混合） 密封瓦浮动油 空侧油供油 双流双环密封瓦 发电机主轴承 氢油水系统介绍 空侧密封油源备用逻辑 图 氢油水系统介绍 压差调节 阀结构 氢压 空侧油压 主差压阀256 备用主差压阀256 进油 密封油 旁路油 密封油 进油 波纹管 压力室 波纹管 空侧油压 氢压 排气口 承压式波纹管 密封式波纹管 压力调节杆 弹簧 密封式波纹管 进进

14、油出进油 压差阀 压差阀是通过输入油压信号的差值变化带动阀杆上 下移动，从而改变阀门的开度，以起到对油压调节 作用。 密封油系统的压差阀有二只。主压差阀接于空侧密 封油油泵的进出口，起旁路调压作用，信号分别取 自机内气压（通过油压形式传递）和密封油空侧出 口油压。该阀门可自动调节旁路的流量大小，从而 保证密封油压始终高于机内气压0.084Mpa。 备用压差阀串接于空侧高压和低压备用油路之中， 其信号油压同样取自机内气压（通过油压形式传递 ）和密封油空侧出口压力，该阀门通过直接调节备 用油主油路的流量，来保证备用密封油油压始终高 于机内气体压力0.05Mpa。 氢油水系统介绍 进口平衡 阀结构

15、来自氢侧密封油去密封瓦 氢侧密封油接口 空侧密封油接口 活塞 活塞弹簧 向上旋进调整螺钉 可增大氢侧油压 平衡阀 平衡阀是通过输入油压信号的差值变化 带动阀杆上下移动，从而改变阀门的开 度，以起到对油压的调节作用。 平衡阀装于氢侧出口处，其中平衡阀接 于流向励端的油路，平衡阀接于流向汽 端的油路，它们的信号分别取之于各自 密封瓦处的空、氢侧油压。通过空、氢 侧油压的变化自动调节平衡阀的开度大 小，从而使空、氢侧在密封瓦处的油压 差保持在490Pa（5cmH2O）之内。 氢油水系统介绍 氢侧回油控制箱 结构 补油 排油 到氢侧泵 油位指示仪 所有4只针阀（顶部和 底部）除了在紧急情 况下需要手动操作外， 无论何时，均应 完全退足打开 油位面 氢侧回油控制箱 氢侧回油控制箱是氢侧油路的储油箱，在运行中必 须维持一定的油位。它由箱体、补、排油阀，液位 指示器和低液位报警开关组成。 由于在密封瓦中空、氢侧油压做不到绝对平衡，故 空、氢侧仍有少量的油相互窜流，这样长期积累， 就可能使氢侧油路中的油量发生增减变化。一旦发 生这种情况，氢侧回油控制箱可自动起到控制油位 作用。当油箱内油位高时，浮球将排油阀打开，使 多余的油排到空侧油路。当油箱油位低时，浮球将 补油阀打开，使空侧的油补入。如果浮球失去自动 调节作用，那么可通过浮球