Q96氢气系统说明书课案.docx

Q96氢气系统说明书课案.docx

《Q96氢气系统说明书课案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Q96氢气系统说明书课案.docx（31页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

Q96氢气系统说明书课案

编制：

校对：

审核：

审定：

批准：

目录

1概要3

1.1概要3

1.2一般特性3

1.3外观特性3

1.4电气特性4

1.5气体特性4

2发电机气体系统的作用5

2.1发电机气体系统的作用（运行工况图）6

2.2CO2的供给（见附图）7

2.3气体的分配和监测（见附图）7

2.4渗漏监测及冷却器注入监测（见附图）10

2.5监测（见附图）10

3发电机气体系统的运行12

3.1试运行要求的辅助设备12

3.2试运行前发电机气体系统的准备12

3.3发电机气体系统的试运行13

3.4运行（见附图）18

3.5使发电机气系统脱离运行状态（见附图）20

4发电机气体系统的维护23

4.1工作期间应遵照执行的说明23

4.2预防性维护（见附图）24

4.3正常运行期间的维修维护（见附图）25

5储存27

1概要

北京北重汽轮电机有限责任公司提醒各用户注意：

·严格按照手册里给出的准则执行；

·如有违背本手册的操作，我厂将不负任何责任。

1.1概要

大功率发电机的冷却一般是通过发电机里的带有一定压力的氢气流来实现的，这是通过固定在轴上的两个风扇来实现循环运行的。

选择氢气做为热传导气流，是根据它与空气质量的比较而得出的：

·密度小14倍

·导热率大7倍

·热对流系数大3／2倍

最大冷却效率是在正常运行工况下，纯度至少在98％时得出的；事实上，如果纯度降低1％，则会导致摩擦和空气阻力损失10％。

如果纯度降至88％则损失会加倍，它接近于空气—氢气混合物的爆炸极限值（75％）。

在往发电机里注入氢气之前，要用CO2排出空气。

当向发电机内再注入空气时，还要使用CO2作为中介气体。

所以，发电机气体系统包括的因素有：

·供给CO2

·气体分布和分析

·渗漏监测

1.2一般特性

·发电机自由容量…………………60m3

·正常相对氢压……………………0.3MPa

·所需排放空气体积………………135Nm3

·所需充满或排放的CO2体积……195Nm3

·所需充满的氢气体积……………330Nm3

·每天最大泄漏量…………………10Nm3

1.3外观特性

1.3.1CO2加热装置

·加热水箱CE40

长度2000mm

宽度1000mm

高度1000mm

容积2m3

空箱重量950kg

1.3.2发电机气集装

制造厂BZD

长度1800mm

宽度550mm

高度2200mm

重量400kg

1.4电气特性

·正常网络380VA.C三相

·必要的配电盘380VA.C三相

·U.P.S220VA.C三相

1.5气体特性

1.5.1CO2

·气瓶减压前的压力6MPa

·气瓶减压后的压力0.15MPa

·加热装置减压后的压力0.03MPa

1.5.2氢气

·减压前的压力0.6MPa

·减压后的压力最大0.4MPa

·最大流量35Nm3／h

发电机内的压力0.3MPa

1.5.3空气

·气源脱脂且干燥的空气

·运行压力0.7士0.2MPa

2发电机气体系统的作用

发电机气体系统的作用（见运行工况图，详见“附图氢气控制系统原理图”），包括：

·供给CO2

·分配和调节气体

·控制渗漏

·监测

·氢气干燥

注：

附图绘出了用于监测作用的各种传感器的连接。

2.1发电机气体系统的作用（运行工况图）

运行工况图解

l发电机2H2源3CO2的供给4气体调节5渗漏控制

6氢气干燥器

2.2CO2的供给（见附图）

CO2的供给包括：

CO2汇流排和CO2加热装置

2.2.1CO2汇流排包括八个联接软管和减压阀门供电厂联接CO2气瓶。

2.2.2CO2加热装置包括：

·一个加热水箱

·一个电气控制柜

2.2.2.1加热水箱

它的作用是用水加热CO2，并使后者到达发电机后避免因温度太低引起机内气体结露。

它包括：

·—个R420阀，它使CO2加热装置与气源分开。

·一组36KW的加热器，包括四个浸入式加热器EC40、EC41、EC42和EC43，加热水箱的除盐水，温度能升至60℃。

·一个加热水箱CE40；

·二组加热盘管用于CO2与水进行热交换。

·减压元件

它的作用是使容器出口处的CO2压力减小到大约0.03MPa的压力。

它包括：

·一个减压阀DP45，用于调节运行压力；

·减压阀DP45的两个隔离阀R422和R423。

·一个阀R425，它使CO2加热装置与发电机气集装分开。

2.2.2.2电气控制柜

·电气控制柜对加热器的工作进行自动控制，使箱内温度控制在规定的范围内（40-60℃）。

2.3气体的分配和监测（见附图）

气体集装装置安装在发电机气体进口区域的汽轮发电机下面。

它包括：

·氢气减压装置

·回路选择系统

·气体分析系统

2.3.1氢气减压

这个设备的供给氢气压力约0.6MPa，其作用是给发电机提供恒定的正常运行压力。

它包括：

·一个用于运行压力的减压阀DP42，且由阀R413和R414分开。

·配有阀R417的管道，用于旁路减压阀DP42。

·一个安全阀RD41，以保护监测设备和发电机，防止超压。

通过阀R440、R441和R418，可以使减压系统回路分开。

2.3.2回路选择系统

这个系统的目的，是根据运行工况的模式，使到机组的供给管道与H2、CO2或空气供给源及通气系统相连。

它包括：

·一个空气／H2安全设备。

包括：

·一个软管，根据发电机的状态，可以选择供给空气和氢气。

·一个三通阀R412，以确定设备是在“供给空气”位置或是在“供给氢气”位置。

·一个三通阀R463,它

—在位置“1”（排放位置）时，可以通过发电机底部的供给管和打开阀门R461、及R514来使发电机排放。

—在位置“2”（CO2位置）时．可以通过发电机底部的供给管和打开阀门R461来向发电机供给CO2。

·一套9个阀门的装置：

R410、R411、R418、R428、R440、R441、R460、R461和R514，它允许选择不同的回路。

·一个充排氢操作面板显示出不同状态下的回路。

2.3.3气体分析系统

2.3.3.1注入—排放分析器

用于注入和排放操作的分析器，使得通过安装在控制盘上的指示器LG41即可了解下列数据：

·在用CO2排出空气或用空气排出CO2过程中，在空气／CO2混合物中空气含量的百分比0—100％。

·在用H2排出CO2或用空气排出CO2过程中，或用CO2排出H2的过程中，在H2／CO2的混合物中H2含量的百分比（0—100％）。

H2和CO2混合物的样气，经由T461管道排出，通过减压阀DP47到达分析器。

然后混合气被排放到外界大气中。

2.3.3.2氢气纯度分析器

发电机正常运行时，分析器测量机组里的氢气纯度。

通过安装在控制盘上的指示器LG40，可以知道：

·H2的百分比（100—85％）

·如果纯度小于96％，发出报警。

·远传控制室的显示。

·H2样气经由T461管道排出，通过减压阀DP46到达分析器。

然后H2被排放到外界大气中。

2.3.3.3氢气温湿度在线监测仪

在发电机的转子风扇后（高压区）引出，回到风扇前（低压区），依靠风扇及氢气干燥器自带的循环风扇使氢气不断地通过氢气干燥器。

·如果湿度高于设定值，则报警。

·远传控制室的显示。

2.3.3.4绝缘过热监测仪

与氢气干燥器并接绝缘过热监测仪，对机内绝缘过热现象进行监测。

·如果机内氢气中所含的粒子超标时，发出报警。

·远传控制室的显示。

2.3.3.5漏氢监测仪

在发电机汽、励端回油、母线室和水箱上部安装监测探头监测各部位的氢气含量。

·在漏氢时，发出报警信号

·远传控制室的显示。

2.4渗漏监测及冷却器注入监测（见附图）

2.4.1.发电机渗漏监测

这个设备包括两个液位信号计，两个液位信号计包括了发电机底部的全部等压点，以避免在管道内发生气体循环。

·“压力”室与配有三个液位开关的液位信号计LN41相连。

·“低压”室与配有三个液位开关的液位信号计LN40相连。

如果氢冷器CT40、CT41、CT42或CT43中的一个渗漏，或发电机组里有凝结水，或是油—H2回路回油管路（见GHE密封油系统）故障，则水或油的液位增加、打开液位信号计LN40和LN41的开关；打开阀门R568或R569，以便确定渗漏是从哪一个冷却器出来，并确定出渗漏位置。

2.4.2.发电机氢冷器注入的监测

这是通过阀门R560、R561、R562和R563来完成的。

2.5监测（见附图）

系统运行和维护有关的监测，是通过就地显示和逻辑传感器给出的电信号来实现的，它包括下列作用：

·CO2的供给

·气体的分配和监测

·渗漏监测

2.5.1.CO2的供给

2.5.1.1就地指示器

·LT40：

加热器温度

·LP45：

减压前的CO2压力

·LP46：

减压后的CO2压力

2.5.1.2逻辑传感器给出电信号，允许运行或报警跳闸

·ST40：

水箱加热器的调节

2.5.2.气体的分配的监测

2.5.2.1就地指示器

·LP43：

发电机里的氢气压力

·LD40：

通过检测仪AG40的气体流量

·LD41：

通过检测仪AG41的气体流量

2.5.2.2逻辑传感器给出一个电信号，允许运行或报警跳闸

·SM40：

三通阀R412的位置开关，选择空气回路

·SM41：

三通阀R412的位置开关，选择H2回路

·SP41：

发电机里的“低”氢气压力

·SP42：

发电机里的“高”氢气压力2.5.2.3模拟传感器

·TP40：

发电机氢气压力的远传2.5.2.4气体分析器

·LG41：

空气或氢气混合在CO2里，带有2-刻度的就地指示器；

—空气／CO2混合气里空气的百分比

—H2／CO2混合气里H2的百分比

·LG40：

测量发电机里的H2纯度；

—就地指示器；

—远传控制室；

—报警临界值；

·WN10测量发电机里的氢气温、湿度；

·ZN10测量发电机里的过热粒子；

·XN10测量漏氢探头附近的氢气含量。

2.5.3渗漏监测

2.5.3.1就地指示器

·LN42：

在发电机底部“压力”室里的液位

·LN40：

在发电机底部“低压”室里的液位

2.5.3.2逻辑传感器给出一个电信号，允许运行或报警跳闸

·“压力”室

—SN52：

发电机里“高”液位

—SN53：

发电机里“高高”液位

—SN54：

发电机里“高高高”液位

·“低压室”—SN40：

发电机里“高”液位

—SN41：

发电机里“高高”液位

—SN42：

发电机里“高高高”液位

2.5.3.3漏氢监测仪

·XN10发电机“漏氢”报警

3发电机气体系统的运行

3.1试运行要求的辅助设备

必须有下列辅助设备

·电气辅助设备

·气体辅助设备

3.1.1．电气辅助设备

·正常网络380VA.C3—相

·必要的配电盘380VA.C3—相

·U.P.S220VA.C单相

·控制监测系统

3.1.2气体辅助设备

·一般润滑油系统：

GGR

·密封油系统：

GHE

·排污恢复系统：

SXS

·H2供给系统

·C02供给系统

·空气供给系统_SAR

3.2试运行前发电机气体系统的准备

3.2.1初始条件

·发电机停机，且处于常压空气状态·密封油系统在运行·C02加热装置被注入除盐水·提供给C02、H2和干燥压缩空气源

3.2.2电气准备

操作型式

观察

·可以检查所有要求的电压

—380VA.C3相—380VA.C3相（必要的配电器）—220VA.C单相

3.2.3机械准备（见附图）

操作型式

观察

·检查下列阀门是关闭的，或关闭它们

—在发电机气集装里

—R410

—R411

—R440

—R441

—R414

—R417

3.3发电机气体系统的试运行

3.3.1．初始条件

·见3.2.1第一段

·有电气辅助设备

·所有的气体回路都是关闭的

3.3.2.过程

使用发电机气体系统向发电机组内注入氢气，要按下列步骤顺序执行：

·用C02排出空气

·用H2排出C02

·增加H2的纯度和压力

·用于运行的监测设备的准备

3.3.2.1用C02排出空气

3.3.2.1.1在CO2加热装置里

操作型式

观察

·打开下列阀门:

-R620

-R621

·打开加热器:

-EC40

-EC41

-EC42

-EC43

·当温度达到60℃慢慢打开R420

在LT40上读取温度

·检查LP45的压力

·缓慢打开阀门R422

·检查下游的阀门R423是否打开

·调节减压阀DP45上的螺钉进行压力调节,直到达到减压压力为止

·缓慢打开阀门R425

读取LP46压力,约为0.03MPa

3.3.2.1.2在发电机气集装里

操作型式

观察

·关闭阀门R625

·打开阀门R624

·缓慢打开阀门R622

·调节减压阀门DP47

·要求值0.03MPa

·调节R625来获得所需气体流量（在LG41处）,检查LD41上的流量

·调节分析流量至150cm3/min

·允许气体在分析器内循环5分钟

·充满分析仪

·测量LD41,检查CO2中空气的百分含量

·要求CO2中含空气0%

·关闭阀门R622和R624

·三通阀R463置“2”位

·通CO2的位置

·打开下面的阀门:

-R428

-R461

-R606

-R460

-R623

·部分打开阀门R514来维持发电机内0.03MPa过压

·二氧化碳通过下部的管路进入机内,混合气体通过上部管路排出

·打开下面的阀门:

-R573

-R575

·打开下面的阀门:

-R572

-R574

·在外部管路上

·打开下面排气阀持续几秒钟

-R516

-R518

-R519（在外部管路上）

-R521

·在二氧化碳置换空气过程,为了尽可能完全排除空气,管路最底处必须排气几秒钟

·排气后关闭阀

·检查流量计LD41的混合气体流量

·如果需要,用R625来调整流量

·要求流量150cm3/min

·当二氧化碳浓度达到70%

·关闭下列阀门:

-R428

-R514

-R460

-R623

·读取LG41上二氧化碳浓度

3.3.2.1.3在CO2加热装置里

操作型式

观察

·关闭下面的阀门:

-R420

-R423

-R425

·关闭加热器:

-CE40

-CE41

-CE42

-CE43

·隔离CO2加热装置

3.3.2.2H2置换CO2

3.3.2.2.1在发电机气集装里

操作型式

观察

·连接阀门R440和R441之间的软管

·“供H2”位置

·关闭阀门R606

·三通阀R412置“供H2”位置

·逐个打开下面的阀门:

-R440

-R441

-R413

-R414

-R605

·调节减压阀DP42

·关闭阀门R614

·打开下面的阀门：

－R604

－R613

·正常压力：

0.3MPa

·读压力表LP43上的压力

·调节减压阀DP46

·调节R614以获取分析仪AG40中要求的流量,检查LD40的流量

·调节分析流量至150cm3/min

·允许气体在分析仪中循环5分钟

·检查LG40测量的氢气纯度

·要求值是在分析仪回路中H2含量为100%

·关闭下列阀门:

-R604

-R613

-R605

·转换三通阀R463置“1”位置

·排放位置

·检查阀R460是否关闭

·打开下面阀门:

-R418

-R606

-R623

-R461

·部分打开阀门R514,维持发电机内0.03MPa的超压

·调节R514,限制机内压力,检查LD43压力

·氢气通过上部管路进入机内,混合气体通过下部管路排出。

·打开下面阀门,排放几秒钟:

-R516

-R518

-R519（在外部管路上）

-R521

·在氢气置换二氧化碳过程,为了尽可能完全排除二氧化碳,管路最底处必须排气几秒钟

·检查LD40上混合气体流量,调节R614改变流量

·继续用H2置换CO2,直到LG40上读取充氢达85%

·关闭阀门R623

·要求流量150cm3/min

3.3.2.3H2纯度和压力的增加

操作型式

观察

·打开阀门R612

·打开H2分析仪

·检查流量计LD40的气体流量,若需要,调节R614改变流量

·要求流量150cm3/min

·继续置换至H2纯度达到98%～99%

·关闭下面阀门:

-R461

-R514

·在LG40处读取H2纯度值

·在DP42处再调氢压,达到正常工作压力

·LP43处读取要求压力值

0.3MPa

·当达到正常压力后,关闭下列阀门:

-R440

-R441

-R418

3.3.2.4用于运行的监测设备的准备

操作型式

观察

·打开下列阀门

-R607

-R608

-R609

·发电机机内压力监测回路

·调试漏氢监测仪、湿度在线监测仪、绝缘过热监测仪和氢气干燥器。

·按产品供应商提供的使用说明书进行

3.4运行（见附图）

当氢气注入和升压完成后,发电机就已达到正常运行速度,有两种可能的运行模式。

·正常运行模式

·故障运行模式

3.4.1正常运行模式

3.4.1.1在控制室内

操作型式

正常值

·LP43处检查机内氢压

·LG40处检查机内氢纯度

·WN10处检查机内氢湿度

0.3MPa

>96%

用户自定

3.4.1.2汽机房内

在发电机气集装里

操作型式

正常值

·检查LP43表的机内H2压力

·检查LG40上的机内H2纯度

·检查LD40表上,分析仪内的H2流量

·检查LN40和LN42内有无液体

0.3MPa

>96%

150cm3/min

0mm

3.4.2故障运行模式

3.4.2.1信号和报警（控制室）

故障检测

检测元件

要求动作

·发电机内低氢压（<0.285MPa）

·发电机内高氢压（>0.315MPa）

·发电机内氢纯度低（<96%）

·发电机内液位高（>200mm）

SP41

SP42

LG40

LN40、LN42

见3.4.2.2

见3.4.2.2

见3.4.2.2

见3.4.2.2

3.4.2.2操作

故障检测

可能原因

要求措施

1.SP41

发电机内低氢压

·氢管路或发电机壳的泄漏

·密封油系统泄漏

·做泄漏检测

·检查密封油系统

（见GHE密封油系统使用说明书）

2.SP42

发电机内高氢压

·充氢或补氢时减压阀

DP42故障

·机内升氢压时过高

·调节减压阀（读LP43）

·若不能调节,更换减压阀

-打开旁路阀R417

-关闭阀R413和R414

-更换减压阀

·打开阀R460和R514调到正常压力

3.LG40

机内低氢纯度

·AG40分析仪故障

-电源不是220V

-分析仪内潮湿

-分析表故障

·真空泵MP13故障

·检查

·更换干燥器的干燥剂

·更换分析仪

·检查真空油箱CE13上PL15的压力值,

（见GHE密封油系统使用说明书）

4.LN40

·发电机冷却器泄漏

·打开排污阀R568和R569,寻找故障

LN42

冷却器

机内高液位

·减小发电机负载

·油路上油压太高

·发电机密封泄漏

·更换故障冷却器

（见GRH发电机使用说明书第二部分）

·检查压力调节器RP10

（见GHE密封油系统使用说明书）

·见发电机

3.5使发电机气系统脱离运行状态（见附图）

3.5.1.初始条件

·密封油系统运行

·汽轮发电机停机

·发电机机壳内充满额定压力的氢气

·二氧化碳和空气源准备

3.5.2.过程

3.5.2.1降低机内氢压

操作型式

观察

·打开下面的阀门:

-R460

-R514

·气体通风管道

3.5.2.2CO2置换H2

3.5.2.2.1在发电机气集装里

操作型式

观察

·打开阀门R623

·打开分析仪LG41

·调节减压阀DP47

·关闭阀门R612

·打开阀门R461

·氢纯度分析仪隔离

·转换三通阀R463置“2”位

·通“二氧化碳”位置

3.5.2.2.2在CO2加热装置里

操作型式

观察

·打开加热器

-CE40

-CE41

-CE42

-CE43

·当温度达到60℃,缓慢打开阀门R420

·检查LP45的压力

·慢慢打开R422

·检查下游的阀门R423

·读取TI001上温度

·调整减压阀DP45的调节螺栓,直到获取要求的减压压力

·缓慢打开阀门R425

·读取LP46上压力值

3.5.2.2.3在发电机气集装里

操作型式

观察

·打开阀门R428

·继续排氢直到二氧化碳在分析仪LG41上达到90%～95%的纯度

·二氧化碳通过下部的管路进入机壳,混合气体通过上部管路排出

·打开下列排气阀持续几秒钟:

-R516

-R518

-R519（在外部管路上）

-R521

·关闭阀门R428

·底部点排放

3.5.2.2.4在CO2加热装置里

操作型式

观察

·关闭下列阀门:

-R420

-R423

-R425

·关闭加热器:

-EC40

-EC41

-EC42

-EC43

·隔离CO2加热装置

3.5.2.3空气置换CO2

操作型式

观察

·检查阀门R410和R411是否已关闭

·连接阀门R410和R411之间的供气软管

·关闭下列阀门：

-R413

-R414

·转换三通阀R463到“1”位置

·关闭阀R460

·“排放”位置

·转换三通阀R412到“供空气”位置

·打开下列阀门:

-R417

-R418

-R410

-R411

·供空气

·继续空气置换CO2，直到空气含量达到95%

·打开下面排气阀持续几秒钟:

-R516

-R518

-R519（在外部管路上）

-R521

·读取LG41上纯度数值

·排放最低点位置

·连续充空气至少1