氢气系统简介

3
北京京能电力股份有限公司石景山热电厂
氢冷系统的基本性能要求

① 氢冷却器冷却水直接冷却的冷氢温度一般 不超过46 ℃ 。氢冷却器冷却水进水设计温度 38℃ ；② 氢气纯度不低于96 ％时，应能在额 定条件下发出额定功率。但计算和测定效率时 的基准氢气的纯度应为98 % ；③ 机壳和端盖， 应能承受压力为0.8MPa 历时15分钟的水压试 验，以保证运行时内部氢爆不危及人身安全； ④ 氢气冷却器工作水压为0.35MPa 以上，试 验水压不低于工作水压的2 倍；⑤ 冷却器应按 单边承受0.8MPa 压力设计；⑥ 发电机氢冷系 统及氢气控制装置的所有管道、阀门、有关的 设备装置及其正反法兰附件材质均为 0Crl8Ni9Ti ，氢系统密封阀均为无填料密封阀。
氢冷的特点

发电机氢冷系统的功能是用于冷却发电机的定子铁 芯和转子，并采用二氧化碳作为置换介质。发电机 氢冷系统采用闭式氢气循环系统，热氢通过发电机 的氢气冷却器由冷却水冷却。运行经验表明，发电 机通风损耗的大小取决于冷却介质的质量，质量越 轻，损耗越小，氢气在气体中密度最小，有利于降 低损耗；另外氢气的传热系数是空气的5 倍，换热 能力好；氢气的绝缘性能好，控制技术相对较为成 熟。但是最大的缺点是一旦于空气混合后在一定比 例内（4 ％一74 % ）具有强烈的爆炸特性，所以发 电机外壳都设计成防爆型，气体置换采用CO2 作为 中间介质。
m3 m3/day
7
72 ≤5
北京京能电力股份有限公司石景山热电厂
漏氢
发电机气体置换数据
名称 置 换 运 行 需要气体容积(m3) 估计需要时间(h)
二氧化碳
用二氧化碳（纯度为95%）
驱除空气
V=180
5～6
氢
气
用氢气（纯度 ≥ 96% ）驱 除二氧化碳
V=200
4～5
氢
气
氢气压力提高到0.25MPa
15 北京京能电力股份有限公司石景山热电厂
发电机氢气运行时注意事项


5、禁止在发电机及氢气管路附近进行动火或 可能产生火花的工作，如必须在上述地点进行 此类工作时，应事先经过含氢量测定并办理动 火工作票后方可进行，工作中应至少每4h测定 空气中的含氢量并符合标准。 6、在运行中，发电机检漏仪若放出油，应注 意调整发电机运行方式和密封油压；发电机检 漏仪若放出水，应适当提高氢温，并检查氢气 除湿装置的功能，若是氢气冷却器或发电机水 冷系统泄漏，应通知检修人员处理。




.1、机组并网后可根据氢温变化，向发电机氢气冷 却器通水，投用发电机氢温自动控制，发电机进氢 温度必须大于30℃,防止氢温变化引起氢压突然发生 过大变化。当机组甩负荷后,应注意氢冷器调整门动 作良好,以防止氢温降低、引起氢压下降。 2、降低氢压运行时，定子冷却水压力和氢冷器的 水压均不得高于氢压，其差值不得小于0.05MPa。 3、定子绕组冷却水进水温度应高于发电机进风温 度2℃以上。 4、发电机内充氢后，应及时将汽轮发电机的润滑 油系统的排烟风机及发电机密封油系统的排氢风机 投入运行。
5 北京京能电力股份有限公司石景山热电厂

发电机内氢气纯度必须维持在98 ％左右，氢气纯度 低，一是影响冷却效果，二是增加通风损耗。氢气 纯度低于报警值90 ％是不能继续正常运行的，至少 不能满负荷运行。当发电机内氢气纯度低时，可通 过本氢气控制系统进行排污补氢。采用真空净油型 密封油系统的发电机，由于供给的密封油经过真空 净化处理，所含空气和水分甚微，所以机内氢气纯 度可以保持在较高的水平。只有在真空净油设备故 障的情况下，才会使机内氢气纯度下降较多。发电 机内氢气纯度、压力、温度是必须进行经常性监视 的运行参数，机内是否出现油水也是应当定期监视 的。氢气系统中针对各运行参数设置有不同的专用 表计，用以现场监视，超限时发出报警信号。




1、氢冷器应在发电机并网后根据氢温及时投 入。 2、关闭冷却器进出水管放水阀。 3、缓慢开启A、B、C、D四组氢气冷却器进水 门，当冷却器放气管见连续水流后，关闭放气 门。 4、开启A、B、C、D四组氢冷却器出水门。 5、开启氢温调节门前后隔离门，关闭旁路门。 把氢温设定为40℃，调节门投入“自动”。 6、机组负荷变动时加强监视氢温的变化
氢压（MPa）
发电机最大有功负荷（MW）cosφ=0.85时
0.3
350
0.25
330
0.2
270
30
北京京能电力股份有限公司石景山热电厂



3) 若密封油压失常，则查找原因，并采取措施消除。若 短时间内不能恢复，应汇报值长，适当降低负荷，并降 低氢压运行，以维持密封油压与氢压间的正常差压。 4) 排污门误开或关闭不严，应迅速查找并加以处理。 5) 如油压正常，应根据氢压指示，向发电机补氢，如补 氢无效，应对发电机结构元件的连接处进行查找，找出 泄漏点。若漏氢点在发电机运行中不能消除时，应降低 氢压运行，同时，根据氢压减负荷，并注意对发电机入 口氢温、出口氢温、铁芯温度和线圈温度的监视，待停 机处理。另外应加强漏氢点的监视，漏氢点附近禁止动 用明火。如漏氢无法消除，漏氢量有增大趋势，无法维 持运行时，应尽快申请停机。 6) 确认发电机氢温下降，应检查氢气冷却器出水温度调 节门的工作情况。若调节门失灵，则手动调整，并联系 热控处理。
16 北京京能电力股份有限公司石景山热电厂
发电机氢气置换的有关规定



1、发电机气体置换应由专业人员负责，值 长下令，并在辅控人员全过程监督下进行。 整个置换过程期间不允许发电机做任何电 气试验，发电机及氢管路周围不准有明火 作业。 2、 发电机充氢操作使用CO2作为中间介质。 3、 发电机充氢操作前检查密封油系统、内 冷水系统投入正常。 4、 发电机氢气系统的置换及充氢操作应在 转子静止或盘车的状态下进行。
4
北京京能电力股份有限公司石景山热电厂
氢气系统的工作原理

发电机内空气和氢气不允许直接置换，以免形 成具有爆炸浓度的混合气体。通常应采用CO2 气体作为中间介质实现机内空气和氢气的置换。 发电机内氢气不可避免地会混合在密封油中， 并随着密封油回油被带出发电机，有时还可能 出现其它泄漏点。因此机内氢压总是呈下降趋 势，氢压下降可能引起机内温度上升，故机内 氢压必须保持在规定范围之内。氢气中的含水 量过高对发电机将造成多方面的影响，通常均 在机外设置专用的氢气干燥器，它的进氢管路 接至转子风扇的高压侧，它的回氢管路接至风 扇的低压侧，从而使机内部分氢气不断的流进 干燥器得到干燥。
18 北京京能电力股份有限公司石景山热电厂
发电机氢气置换的有关规定

.8 在气体置换过程中，应严密监视浮子油 箱油位、主油箱油位、真空油箱油位的变 化，如有异常应及时调整。
19
北京京能电力股份有限公司石景山热电厂
氢气系统的倒换
发电机由空气置换为氢气操作



1 断开压缩空气管。 2 检查系统:开启6号、7号、8号、14-1号、15-1号、 14-2号、15-2号门，关闭1号、2号、3号、5号、9 号、10号、11号、12号、13号门，开启各压力表 门。 3 检查来氢管01号、02号门应关闭，并加堵板。 4 向发电机内充二氧化碳，开9号门排空气(充二氧 化碳时应先开母管上的门，再开瓶上的门)，保持风 压0.01～0.02MPa。 5 当发电机内二氧化碳纯度达90%时，吹死角3～5 分钟。
V=210
1～1.5
二氧化碳
用二氧化碳（纯度为95%）
驱除氢气
8
V=150
4～5
北京京能电力股份有限公司石景山热电厂
发电机主要部件
9
北京京能电力股份有限公司石景山热电厂
氢气系统图
10
北京京能电力股份有限公司石景山热电厂
11
北京京能电力股份有限公司石景山热电厂
发电机氢气正常运行



1 正常机内氢压维持在0.28MPa～0.3MPa运 行，当机内氢压降至0.28MPa时，应及时进行 补氢。 .2 机内氢压最高不得超过0.35MPa，此压力为 安全阀动作压力，当机内氢压降至0.30MPa时， 安全阀应关闭严密。 3 定期检查除湿装置、干燥器等附属设备运行 正常，保持氢气湿度≤1.5～4g/ m3，露点14～-2.5℃，每日白班定时放水，记录放水量， 新并网或大量补氢后应每班放水一次。
21 北京京能电力股份有限公司石景山热电厂






6 当发电机内二氧化碳纯度达94%时，停止充 二氧化碳，关闭 9号门。 7 拆除 01号、02号门的堵板。 8 开1号门向发电机充氢，开10号门排二氧化 碳，维持发电机内压力0.01～0.02MPa。 9 当发电机内氢气纯度达95%时，联系热工投 入氢气纯度表。 10 当发电机内氢气纯度达97%时，停止充氢， 关闭10号门吹死角3～5分钟。 11 投氢完毕，根据需要氢压逐渐提至正常值， 随着氢压的提高相应的提高密封瓦油压。 12 氢压正常后按要求启动盘车。
13 北京京能电力股份有限公司石景山热电厂
发电机氢气正常运行
发电机氢气正常运行

8、发电机正常运行，四台氢气冷却器全部 投入运行，一台氢冷器退出运行，发电机 负荷限制为80%额定负荷,退出的氢冷器应 放净水，严密监视线棒、铁芯、冷却水出 水温度等参数正常。
14
北京京能电力股份有限公司石景山热电厂
发电机氢气运行时注意事项
25 北京京能电力股份有限公司石景山热电厂
异常分析
氢压降低

现象： 1）氢压指示下降或报警。 2）补氢量增加。

27
北京京能电力股份有限公司石景山热电厂



原因： 1）表计失灵。 2）密封油压力降低 3）补氢调节阀失灵或供氢系统压力下降。 4）氢冷器出口氢气温度突降。 5）氢系统泄漏或误操作。