200MW汽轮发电机氢、油、水控制系统说明书.doc
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1、 200MW汽轮发电机氢、油、水控制系统说明书目录1.概述.22.氢气控制系统.22.1 主要技术参数.22.2 氢气系统工作原理.22.3 氢气系统的设备布置.32.4 氢气系统安装注意事项.42.5 氢气系统的调试.42.6 关于发电机的气体置换.52.7 氢气系统的运行和维护.53.密封油系统.53.1 主要技术参数.53.2 密封油系统工作原理和主要设备.63.3 设备布置.73.4 安装注意事项.83.5 密封油系统的调试与整定.83.6 密封油系统的运行与维护.94. 定子线圈冷却水系统. 94.1 主要技术参数. 94.2 系统工作原理.104.3 系统主要设备.104.4 设备
2、布置.114.5 安装注意事项.114.6 调试与整定.124.7 定子线圈冷却水系统的运行和维护. 125. 氢、油、水控制系统电气信号,控制线路原理图有关 事项.135.1补充说明.135.2 氢、油、水系统各种电气参数表.155.3 氢、油、水系统电气信号一览表.166特别提示.201 概述 QFSN-200-2型汽轮发电机氢油水控制系统是发电机的辅助系统。它分为三个部分:即氢气控制系统,密封油系统和定子线圈冷却水系统。1.1 氢气控制系统:用以置换发电机内气体,有控制地向发电机内输送氢气,保持机内氢气压力稳定,监视机内氢气纯度及液体的泄漏,干燥机内氢气。1.2 密封油系统(或称密封瓦供
3、油系统):用以保证密封瓦所需压力油(又称密封油)不间断地供应,以密封发电机内的氢气不外泄。1.3 定子线圈冷却水系统:用以保证向定子线圈不间断地供水。监视水压,流量和电导率等参数。系统还设有自动水温调节器,以调节定子线圈冷却水进水温度,使之保持基本稳定。设置了离子交换器,用以提高进入定子线圈冷却水的水质。2 氢气控制系统2.1 主要技术参数2.1.1 发电机壳内:额定氢压0.30MPa (表压, 下同) 允许最大氢压 0.35MPa 氢气纯度 98% (容积比) 氢气露点 -5-25BC (0.30MPa 压力工况下)2.1.2 发电机及氢气管路充氢容积:83 m32.1.3 发电机及氢气管路
4、系统(不包括制氢站储氢设备及氢母管)漏氢量 充氢容积 5%2.1.4 气体置换所需气体容积和时间如下表:所需气体种类被置换出发电机的气体种类需要气体容积估计所用时间二氧化碳(纯度85%) 空 气 180m3 56h氢 气(纯度96%)二氧化碳 200m3 45h发电机升氢压至0.35MPa 210m3 11.5h二氧化碳(纯度96%)氢 气 150m3 45h2.2 氢气系统工作原理(参见系统图)当发电机及气体管路需要用压缩空气做气密试验时,从气体控制站上H-5阀门引入压缩空气,经过气体干燥器脱除水份后再沿着管路进入发电机内。气密试验合格后,打开H-18、H-25阀门将机内压缩空气排至厂房外。
5、当发电机内是空气(或氢气时),禁止直接向机内充入氢气(或空气)。以避免机内形成具有爆炸浓度的空氢混合气体。为此发电机及氢气管路系统必须进行气体置换。系统中设置有专用二氧化碳汇流排,可将标准气瓶中的二氧化碳(或氮气)从最高压力15MPa 经减压器降至 0.20.5MPa,然后经过H-20 阀门沿着管路从发电机底部经过H-55阀门进入发电机。中间气体被置换出发电机时,沿着氢气母管从H-18阀门排至厂房外。氢气用双母管从制氢站引至本系统中的气体控制站,从H-3、H-4阀门进入,先经过滤器滤出固态杂质,然后经气体干燥器脱出水份后送入发电机。气体控制站上设置有两套自动补氢装置。一是电磁阀H-12,它和压
6、力控制器YWK0中的常闭开关串联在一个电气回路中,当发电机内氢压降至低限整定值时,压力控制器中的开关闭合,电磁阀带电开启,氢气通过电磁阀进入发电机内。当机内氢压升至高限整定值,压力控制器开关断开,电磁阀断电关闭,补氢停止。二是减压器H-15,减压器的输出压力值整定为发电机的额定氢气压力值,只要机内氢压降低,减压器的输出端就会有氢气输出,直至机内氢压恢复到额定值为止。气体控制站上还设置一只安全阀H-22,当机内氢压过高时,可以释放机内压力。发电机内的氢气在转轴风扇的驱动下,一部份沿着管路进入冷凝式氢气干燥器内。被干燥的氢气沿着管道回到风扇的负压区,如此不断循环,从而降低发电机内氢气的湿度。同样,
7、氢气纯度分析器AI中氢气的流通也是通过风扇的驱动来实现的。只要发电机正常运行,机壳内氢气纯度就会被分析器连续不断地进行分析。超限(纯度低)时发出报警信号。氢气系统中设置四个油水探测器,两个装在发电机底部的二氧化碳管路上,另外两个分装在发电机两端端罩底部,监视机壳内出现油水情况,当有油或水流入油水探测器内且超过一定容积时,就使探测器中的探头动作,从而接通电气信号回路以向运行人员报警。2.3 氢气系统的设备布置要求2.3.1 气体控制站,二氧化碳汇流排均按靠墙式设计选型,布置在零米层较为合适。布置二氧化碳汇流排时,应考虑搬运的方便。瓶装中的二氧化碳一般呈液气混合态,当瓶中二氧化碳往外放时,液态二氧
8、化碳迅速气化而大量吸热,会使气瓶和管路结霜、冰冻,运行人员往往需要用水去浇淋使其迅速解冻。为此,二氧化碳汇流排四周应开设排水沟。浇淋用水可以是自来水或循环水,用软管引来即可。但二氧化碳汇流排附近应有水源及阀门接头。2.3.2 冷凝式氢气干燥器分别靠近发电机汽、励二端,应布置在发电机下面6米层。氢气分析器的发送部件更要靠近汽端布置,因为这两种设备均是依靠发电机的风扇压头来实现气体循环,风扇压头约5kPa(500mm水柱),氢气分析器本身气阻约3.5kPa(350mm水柱),故管路应尽可能短而少弯,以减少管路阻力损失。2.3.3 气体干燥器是吸附式干燥器(需更换干燥剂),它布置在发电机下(6米层)
9、并应留出检修位置。2.3.4 系统图中仪表盘框内2块压力表布置在运行层汽机表盘上,氢气分析器二次表布置在集控室或汽机表盘内。2.3.5 氢气管路及系统中的设备不得布置在密闭小间内,以防万一氢气泄漏时能迅速扩散。不得靠近高热管路和电气设备。2.3.6 二氧化碳母管应避免拐形弯,否则应在最低点加装排液阀门。2.4 氢气系统安装注意事项2.4.1 全部管路必须使用无缝钢管,钢管内壁必须清理干净。2.4.2 法兰把合面密封材料最好用厚度为3mm以上的耐油橡胶板制做。2.4.3 气体控制站氢气侧管路要单独作气密试验,试验压力与制氢站储氢设备相同,一般为1MPa。 其它系统设备及气体管路最好也单独做气密试
10、验, 试验压力为0.4MPa,以便缩短整机气密试验时找漏耗费的时间。2.4.4 干燥器内所需的干燥剂在气密试验前必须放置好。每个干燥器约需干燥剂0.1m3。油气分离器中放入少许干燥剂(约0.5kg)。2.4.5 本系统中全部仪器仪表在安装前必须重新进行校验。2.5 氢气系统的调试氢气系统安装结束后,还要在工地进行下述调试工作。2.5.1 安全阀的整定。气体控制站上二氧化碳母管侧装有一只安全阀。它的释放压力由弹簧调整。本系统中将安全阀的释放压力整定在0.40MPa。整定工作在系统管路上进行,从二氧化碳母管上H-20阀门或二氧化碳汇流排处引入氮气或压缩空气,用H-19阀门上的压力表指示管内气压。当
11、气压升至0.40MPa时,拧动安全阀上的调节螺母,可以使安全阀自动打开释放管内压力。当气压下降至0.37MPa时,安全阀关闭。当气压为0.35MPa时,用肥皂水检漏,安全阀不得漏气。2.5.2 压力控制器(YWK0)的整定。它实际上是一个随着压力变化而使电路闭合或断开的开关,利用它来控制补氢电磁阀的开、闭,同时接通机内气压低的信号。调试时,从H-5阀门处引入压缩空气,使H-8阀门上的压力表指示为0.32MPa,再松开压力控制器的锁紧器,旋动设定值调节端钮,使指针指在所需要控制的压力值上,即0.32MPa位置,此时开关1-2应闭合。电气回路接通电源,电磁阀应带电开阀。然后将气压升至0.35MPa
12、,开关1-2应断开,电气回路断电,电磁阀关闭。至少校验二次,正常后拧紧锁紧螺母。再经校验如无异常则调试完毕。2.5.3 氢气分析器的安装调试参看生产厂家提供的安装使用说明书进行。2.5.4 油水探测报警器的安装调试参看制造厂家提供的安装使用说明书。2.6 关于发电机的气体置换发电机及气体系统,密封油系统安装(或检修)完毕,经气密试验合格后,才可进行气体置换。气体置换采用中间介质置换法。2.6.1 中间介质置换法。即利用惰性气体(一般用二氧化碳气体或氮气)驱赶发电机内的空气(或氢气)然后又用氢气(或空气)驱赶惰性气体,使发电机内在气体置换过程中空气、氢气不直接接触,因而不会形成具有爆炸浓度的空气
13、氢气混合气体,这种办法是传统的置换办法。充氢时先用二氧化碳或氮气驱赶发电机内的空气,待机内二氧化碳含量超过85%(氮气含量超过95%)以后,再充入氢气驱赶二氧化碳(或氮气)最后置换到氢气状态。排氢时,先向发电机内引入二氧化碳或氮气,用以驱赶机内氢气,当二氧化碳含量超过95%(氮气超过97%)以后,才可以引进压缩空气驱赶二氧化碳或氮气,当二氧化碳或氮气含量低于15%以后,可以终止向发电机内送压缩空气。2.6.2 中间介质置换法注意事项:2.6.2.1 氢气、压缩空气、中间气体(尽可能采用二氧化碳)均需从气体控制站上专设的入口引入,不允许弄错。2.6.2.2 适当控制气流流动的速度,以免因气流速度
14、太快而使管路变径处出现高热点.2.6.2.3 整个置换过程发电机内保持一定的压力(0.010.03MPa之间)。2.6.2.4 现场特别是排空管口附近杜绝明火。2.6.2.5 取样地点正确、全面。置换过程中气体排出管路及气体不易流通的死区,特别是氢气干燥器,密封油箱和发电机下油水探测器等处,应勤排放,最后均应取样化验,各处都要符合要求。2.7 氢气系统的运行和维护2.7.1 干燥器内的干燥剂应定期更换,特别是润滑油中水分含量高的机组更要勤换。因为空侧密封油往氢侧窜或润滑油补充到密封油箱的缘故,水份会进入发电机内。首次更换干燥剂在机组投运后三个月内进行,以后电厂根据情况自定,但不得超过4.5个月
15、。2.7.2 仪器、仪表应定期校验。压力控制器、安全阀定期整定,建议六个月进行一次。3 密封油系统(参见系统图)3.1 主要技术参数3.1.1 密封油油质:同汽机润滑油3.1.2 密封瓦需油量:氢侧220 l/min, 空侧245 l/min3.1.3 密封瓦进油温度:4053.1.4 密封瓦出油温度:小于或等于653.1.5 密封瓦油压大于机内氢压:0.0560.02MPa3.1.6 密封油冷却器所需循环水量:50m3/h3.2 密封油系统工作原理和主要设备3.2.1 系统工作原理:发电机密封瓦是双流环式瓦,其供油系统有两个各自独立而又互有联系的油路组成。向密封瓦空气侧供油,密封油与空气接触
16、的一侧油路称为空侧油路。向密封瓦氢侧供油,密封油只与氢气接触的一侧油路称为氢侧油路。空侧油路:主工作油源取自汽机轴承润滑压力油,备用油源取自汽机主油箱。空侧油路设有二台交流泵,一台直流泵,其中交直流泵各一台作为第一、第二备用泵。当主油源因某种原因断流时,油泵可从备用油源(汽机主油箱)吸取工作油。按密封油进油油温提供给油泵的轴承润滑油,经油泵升压后,通过过滤器除去固态杂质,经油气压差调节阀(下简称压差阀)调节至所需压力,然后进入发电机两端密封瓦空气侧油室,其回油与发电机轴承回油混合后流入专设的隔氢装置内,再流回汽机主油箱。氢侧油路:油泵从密封油箱中吸油,加压后经冷油器,过滤器后再经油压平衡阀(下
17、简称平衡阀)调整到所需压力后,进入密封瓦的氢侧油室,其回油流回密封油箱,如此循环,形成一个相对独立的密闭油路。3.2.2 系统主要设备3.2.2.1 密封瓦供油站:它将油泵、冷却器、过滤器及有关表计集装在一个底盘上。3.2.2.1.1密封油泵。空侧油路设置了二台交流泵,一台直流泵,其中交直流泵各一台作为备用泵。氢侧油路设置二台交流油泵,一台工作,另一台备用。双流环式密封瓦允许氢侧油路短期断油运行,因此可以不设直流油泵,当氢侧油泵突然断油时,密封瓦以单流环式运行,可以密封住机内氢气,但是时间长了以后,发电机内氢气纯度将下降,从而增加排污补氢的耗氢量,并且氢侧油路中密封油箱内的油位迅速上升,在自动
18、排油装置失灵的情况下需要运行人员密切监视,手动排油。3.2.2.1.2油冷却器氢侧设二台,一台工作,一台备用。当循环水温高至42时,一台冷却器也能正常工作。空氢侧各设过滤器二台,一台工作,一台备用。3.2.2.2 密封油箱。它是氢侧油路的独立油箱,又称为油封箱。氢侧回油包含氢气,回到油封箱后必然会有部份氢气分离,分离出来的氢气可以通过油封箱上部的回气管回到发电机内,也可以顺着氢侧回油管回到发电机内。密封油箱上装有液位信号器和补、排油电磁阀,当油位低时,液位信号器发信号并通过电气控制回路操作补油电磁阀开启,从而向箱内补油。反之排油电磁阀开启,油从油箱内排出。空侧油路的压力油是补油油源。排油管路接
19、到润滑油回油管上,从而使油中含的氢气在隔氢装置中分离出来。3.2.2.3 隔氢装置。它是为防止空侧回油中可能含有的氢气进入汽机主油箱而设置的。当密封瓦内氢侧油窜入空侧或密封油箱排油时,含有氢气的氢侧密封油和轴承润滑油一起流入隔氢装置,氢气在此分离出来由排风机抽出排至厂房外大气中。3.2.2.4 密封油压调节站。它将压差阀、平衡阀及有关表计集装在一个底盘上。3.2.2.4.1压差阀。它根据发电机内气压的变化自动调节密封瓦空侧密封油压,使其始终高于机内气压0.056MPa左右,从而密封住机内气体。压差阀的结构、作用原理等详见制造厂提供的压差阀说明书。3.2.2.4.2 平衡阀。它根据密封瓦内空侧密
20、封油压自动调节密封瓦氢侧油压,使其始终和空侧油压相等。但由于各种原因所致,油压平衡不可能做到使空氢两侧密封油压完全相等,制造厂规定最大允许压差为1.5kPa(约150mm水柱)。平衡阀的结构、作用原理等见制造厂提供的说明书。3.2.2.4.3 过滤器。刮片式过滤器无特殊要求,纤维滤芯式过滤器滤芯必须在电厂进行油循环后方可装入过滤器中(防止杂质损坏滤芯)。3.3 设备布置密封油系统设备除隔氢装置单独供给用户外,其余设备由制造厂组装供货。为了安装、操作、检修集中而方便,同时也考虑设备运输方便,集装设备只分成四部分,即密封油供油站、密封油箱、密封油压调节站和排烟风机装置。3.3.1 密封油供油站。它
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