氢气控制系统讲义.ppt

氢气控制系统 彭志祥 一 作用 氢气控制系统作用是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，在线监测机内氢气纯度及液体泄漏，干燥机内氢气。 二 主要技术参数 （1）发电机壳体主要技术参数。 额定氢压 0.31 MPa 允许最大氢压 0.4 MPa 氢气纯度 97％（容积比） 氢气湿度 ≤4g／m3（0.3 Mpa压力工况下） （2）发电机及氢气管路充氢容积：71 m3 （3）发电机及氢气管路系统（不包括制氢站储氢设备及氢母管）漏氢量 10 m3 /24h （4）气体置换气体所需容积及时间 （三）氢气系统工作原理 当发电机及气体管路需要用压缩空气作气密试验时，从气体控制站引入压缩空气，经过气体干燥器脱除油、水分后再沿着管路进入发电机内。气密试验合格后，打开排气阀将机内压缩空气排至厂房外。 （三）氢气系统工作原理 当发电机内是空气（氢气时）禁止直接向机内冲入氢气（空气），以避免机内形成具有爆炸浓度的空－氢混合物，也即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，可将标准瓶中的二氧化碳（或氮气）从最高压力15Mpa经减压器降至0.2～0.5Mpa通入发电机将机内气体经过管路从发电机底部经排气阀排至厂房外。 （三）氢气系统工作原理 氢气母管从制氢站引至气体控制站，先经过滤器滤出固态杂质，然后经气体干燥器脱除水分后送入发电机。气体控制站上设置有两套自动补氢装置。一是电磁阀，它和压力控制器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时，压力控制开关断开，电磁阀断电关闭，补氢停止。二是减压器，减压器输出压力整定值为发电机的额定氢压值，只要机内氢压降低，减压器输出端就会有氢气输出，直至机内氢压恢复到额定值为止。通常用手动补氢旁路门。 气体控制站上还设有一安全阀，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，一部分沿着管路进入氢气干燥器内。干燥器内装有硅胶或氯化钙等吸潮物。被干燥的氢气沿着管路回到风扇的负压区，如此不断循环，从而降低了发电机内氢气的湿度。同理，氢气纯度分析器中氢气的流通也是通过风扇驱动来实现的。只要发电机正常运行，机内氢气纯度就会被分析器连续不断的进行分析，超限（纯度低）时发生报警信号。 氢气系统设置四个液位信号器，其中两个装在发电机底部的二氧化碳管路上，监视机壳内出现的油水情况，另外两个装在发电机两端罩底部，监视发电机内部氢气冷却器漏水情况。当有油或水流入液位信号器内时，将使信号器内浮子上升，浮子上部放有一块环形永久磁钢，磁钢的磁力吸合设置在密封导向钢管内部的CM2－3型密封转换接点，从而接通信号电器回路向运行人员报警。 （四）关于发电机的气体置换 发电机及氢气系统、密封油系统检修完毕，经气密试验合格后方可进行气体置换，气体置换有两种方法，即抽真空置换法和中间介质置换法。 1、抽真空置换法 利用汽轮机的真空泵直接将发电机的空气（或氢气）抽出来，使发电机及氢气管路内形成真空，然后再充入氢气（或空气）。该法简便，省时，节省氢气，不需中间气体。因为抽真空法只允许在发电机静止（或盘车转速）不带电的情况下进行，所以也是安全的。但该法对于发电机内部机构是否有不良影响，目前尚难定论，所以只允许在特殊情况下偶尔使用。 3、中间介质置换法 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与氢气不直接接触，因而不会形成具有爆炸浓度的空气和氢气混合气体，该法是传统的置换方法。 中间介质置换法 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％（或氮气含量超过95％）以后，在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％（或氮气含量超过97％）以后，才可以引进压缩空气驱赶二氧化碳或但氮，当二氧化碳或氮气含量低于15％以后可以停止向发电机内送压缩空气。 气体置换的一般规定 气体置换应采用中间介质置换，中间介质用氮气或二氧化碳，置换用氮气或二氧化碳必须经化学化验合格，否则严禁置换。 气体置换一般应在转子静止和内冷水泵停止状态下进行；若置换必须在盘车的情况下或转动状态下进行时，必须经上级主管部门批准；严禁在启动过程中进行气体置换。