氢冷发电机氢、油系统课题.ppt

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1、氢冷发电机氢、油系统氢冷发电机氢、油系统氢系统主要功能氢系统主要功能氢系统主要功能氢系统主要功能nn 充、排、置换机内气体充、排、置换机内气体充、排、置换机内气体充、排、置换机内气体nn 测机内气体参数测机内气体参数测机内气体参数测机内气体参数nn 局部过热监测和报警局部过热监测和报警局部过热监测和报警局部过热监测和报警nn 自动保持机内氢压自动保持机内氢压自动保持机内氢压自动保持机内氢压nn 对机内气体干燥对机内气体干燥对机内气体干燥对机内气体干燥氢油水系统介绍氢油水系统介绍氢油水系统介绍氢油水系统介绍氢油水系统介绍氢油水系统介绍氢系统图氢系统图氢系统氢系统 主要特点主要特点 n 充、排和置

2、换功能齐全充、排和置换功能齐全n 完善的监测报警系统完善的监测报警系统n 全部阀门采用球阀，漏氢量低全部阀门采用球阀，漏氢量低n 自动氢压控制自动氢压控制n 高效氢气干燥器高效氢气干燥器n 无污染型气体纯度分析仪无污染型气体纯度分析仪氢油水系统介绍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）、

3、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

4、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。氢油水系统介绍氢油水系统介绍仪器外型图仪器外型图无污染型智能式气体纯度分析仪无污染型智能式气体纯度分析仪n没有一般传感器探头没有一般传感器探头污染中毒问题污染中毒问题n微机分析纯度精确高、微机分析纯度精确高、稳定无漂移稳定无漂移n引入温度、湿度补偿，引入温度、湿度补偿，精度高精度高n通讯方便通讯方便SPERI GIIS-90 气体纯度仪气体纯度仪运行氢气纯度运行氢气纯度96.8%上海发电设备成套设计研究所

5、上海发电设备成套设计研究所氢油水系统介绍氢油水系统介绍冷凝式氢气干燥器冷凝式氢气干燥器冷凝式氢气体干燥器冷凝式氢气体干燥器n二台独立互为备用自循环运行二台独立互为备用自循环运行n二台设有自动和手动切换两种二台设有自动和手动切换两种功能功能n最大处理氢气量为最大处理氢气量为100 Nm100 Nm3 3/h/hn处理后氢气露点为处理后氢气露点为-15-15-5 -5 氢油水系统介绍氢油水系统介绍吸附式氢气体干燥器吸附式氢气体干燥器n 二台独立互为备用自循环运行二台独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，可做到氢气零泄漏设有磁力

6、驱动风机，可做到氢气零泄漏n 最大处理氢气量为最大处理氢气量为200 Nm200 Nm3 3/h /h n 处理后氢气露点为处理后氢气露点为-20-20 氢油水系统介绍氢油水系统介绍双筒吸附式氢气干燥器双筒吸附式氢气干燥器氢油水系统介绍氢油水系统介绍漏氢检测装置漏氢检测装置n连续运行，连续运行，自动依序切换各自动依序切换各个测点。个测点。n二台泵设有自动和手动切换两二台泵设有自动和手动切换两种功能种功能 n输出一对输出一对4-204-20mAmA模似量和一对模似量和一对无源触点信号无源触点信号漏氢检测装置主要功能漏氢检测装置主要功能氢油水系统介绍氢油水系统介绍氢气露点仪氢气露点仪n连续运行，连

7、续运行，就地显示露点就地显示露点 n输出一对输出一对4-204-20mAmA模似量和模似量和一对无源触点信号一对无源触点信号n显示精度显示精度0.50.5氢气露点仪检测功能氢气露点仪检测功能项目项目 单位单位 实际数值实际数值 标准标准补氢量补氢量 立方米立方米/天天 7.75 10优良优良 18合格合格漏氢率漏氢率 1.4 5优良优良露点露点 -12 -5-25 氢气系统台电实测数据氢气系统台电实测数据氢油水系统介绍氢油水系统介绍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防止外界的水

8、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密封油系统主要功能氢油水系统介绍氢油水系统介绍氢油水系统介绍氢油水系统介绍密封油系统图密封油系统图氢油水系统介绍氢油水系统介绍密封油供油装置密封油供油装置密封油系统主要特点密封油系统主要特点n 双流双环密封结构双流双环密封结构n 设氢侧防污染油路设氢侧防污染油路n 双重油过滤器和冷油器双重油过滤器和冷油器n 完善的监测报警设计完善的监测报警设计n 多路备用油源、可靠性高多路备用油源、可靠性高氢油水系统介绍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，

9、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

10、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

11、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

12、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

13、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。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

14、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，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

15、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。氢油水系统介绍氢油水系统介绍密封瓦结构图密封瓦结构图发电机转轴中心线发电机转轴中心线迷宫式密封环迷宫式密封环密封瓦支座密封瓦支座氢侧密封油进油氢侧密封油进油氢侧密封油排油氢侧密封油排油空侧密封油进油空侧密封油进油空侧密封油排油空侧密封油排油（与轴承回油混合）（与轴承回油混合）密封瓦浮动油密封瓦浮动油空侧油供油空侧油供油双流双环密封瓦双流双环密封瓦发电

16、机主轴承发电机主轴承氢油水系统介绍氢油水系统介绍空侧密封油源备用逻辑图空侧密封油源备用逻辑图氢油水系统介绍氢油水系统介绍压差调节阀结构压差调节阀结构氢压氢压空侧油压空侧油压主差压阀主差压阀256备用主差压阀备用主差压阀256进油进油密封油密封油旁路油旁路油密封油密封油进油进油波纹管波纹管压力室压力室波纹管波纹管空侧油压空侧油压氢压氢压排气口排气口承压式波纹管承压式波纹管密封式波纹管密封式波纹管压力调节杆压力调节杆弹簧弹簧密封式波纹管密封式波纹管进进油进进油出进油出进油压差阀 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。

17、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。氢油水系统介绍氢油水系统介绍进口平衡阀结构进口平衡阀结构来自氢侧密封油来自氢侧密封油去密封瓦去密封瓦氢侧密封油接口氢侧密封油接口空侧密封油接口空侧密封油接口活塞活塞活塞弹簧活塞弹簧向上旋进调整螺钉向

18、上旋进调整螺钉可增大氢侧油压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。氢油水系统介绍氢油水系统介绍氢侧回油控制箱结构氢侧回油控制箱结构补油补油排油排油到氢侧泵到氢侧泵油位指示仪油位指示仪所有所有4只针阀（顶部和只针阀（顶部和底部）除了在紧急情底部）除了在紧急情况下需要手动操作外，况

19、下需要手动操作外，无论何时，均应无论何时，均应完全退足打开完全退足打开油位面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，那么可通过浮球上下二个顶针强制实现补、排油阀的开和闭（不推荐这种运行方式）。为使油箱内的油位不至过低，箱体上装有一低油位报警开关，如果箱内油位达到低油位报警限值时，报警开关就向氢、油、水工况监测柜和ATC发出报警信号。通常箱内的液位可通过装在箱体上的油位指示器就地监视。氢油水系统介绍氢油水系统介绍真空排油烟装置外形图真空排油烟装置外形图