发电机气体置换及危险点分析
发电机氢气系统安全运行分析
发电机氢气系统安全运行分析
随着环保意识的提高和能源需求的增长，氢气作为一种新型清
洁能源受到越来越多的关注。
氢气作为发电机燃料的使用在一定程
度上可以减少对环境的污染，提高能源利用效率，但同时也伴随着
安全风险。
本文针对发电机氢气系统的安全运行进行了分析。
首先，氢气具有极强的易燃性、爆炸性和毒性，因此氢气在生产、储藏、输送和使用的过程中都存在着一定的安全风险。
在氢气
系统中，电解制氢的环节应当符合国家的相关安全标准和规定，制
氢设备必须采用优质的材料和设备，并具备自动控制和监测系统，
以确保操作人员的安全和设备的正常运转。
其次，氢气的储存和输送也是氢气系统中的重要环节。
对于氢
气的储存，必须采取严格的措施，确保储存系统的密封性和稳定性，避免氢气泄漏，导致氢气积聚引起的火灾、爆炸事故。
对于氢气的
输送，必须选用符合国家的相关安全标准和规定的设备，确保送气
管路的完整性，防止管路的振动和颠簸，以减少氢气泄漏的风险。
最后，氢气燃烧需要满足一定的燃气比，以确保燃气的完全燃烧，避免氢气爆炸事故。
同时，在氢气燃烧的过程中，必须采取相
应的安全措施，如设置安全阀门，对氢气进行定期的检测和监测，
以及对发电机的操作人员进行相关的安全培训，加强其安全意识，
防范可能出现的安全事故。
发电机氢气系统的安全运行需要从制氢、储存和输送、燃气比
和操作人员等多个方面进行综合考虑和管理，确保系统的稳定性和
操作人员的安全。
1。
发电机气体置换的合格标准及漏氢量漏氢率的计算
发电机气体置换的合格标准及漏氢量漏氢率的计算一、发电机气体置换的合格标准：1、CO2赶空气，在排出空气处化验CO2含量大于85%。
2、N2赶空气，在排出空气处化验N2含量大于95%。
3、CO2赶氢气，在排出氢气处化验CO2含量大于95%。
4、N2赶氢气，在排出氢气处化验N2含量大于97%。
5、氢气赶CO2（N2），在排出CO2（N2）处化验氢气含量大于96%，氧气含量小于1%。
6、空气赶CO2（N2），在排出CO2（N2）处化验CO2（N2）含量低于15%。
二、发电机气体置换的注意事项1、氢系统所有阀门操作必须使用铜质扳手。
2、发电机内不允许长期充存二氧化碳。
3、发电机如需置换为空气时，应在#50-3处加设堵板。
4、发电机在进行二氧化碳置换时，应注意发电机进气管3米内不允许有结露现象，否则应降低进气量。
5、发电机气体置换前应停运氢气干燥器运行。
6、发电机进行气体置换应采用CO2（或氮气）作为中间介质，气体置换应严格执行操作票制度，操作阀门前应核对编号正确。
7、气体置换应在发电机静止、盘车或转速不超过1000转/分情况下进行，同时密封油应投入运行。
8、发电机气体置换时氢气干燥器、湿度仪、纯度仪等应一起参与气体置换。
9、发电机置换为氢气状态后应及时投入漏氢自动巡检装置，并注意封母含氢量不超过1%，内冷水箱含氢量不超过3%，发电机轴承室及主油箱内或发电机机轴承回油中的氢气不超过1%时。
10、发电机周围无电、火焊及其它火源。
11、在充氢和排氢过程中应使被驱赶气体（空气除外）维持在0.005－0.01MPa（表压）压力下。
12、发电机充、退氢操作前应启动屋顶风机运行。
三、发电机漏氢量、漏氢率漏氢量：每昼夜泄漏到发电机充氢容积外的氢气量，换算到规定状态（0.1MPa，20℃）时的体积。
公式：ΔV=V【（P1+PB1）/（273+t1）-（P2+PB2）/（273+t2）】×t0/P0×24/△h，m3/d式中V—发电机充氢容积(73m3）；P0—给定状态下大气压力（P0=0.1MPa）；t0—给定状态下大气温度（t0=273+20=293k）；P1—试验开始时机内的气体压力（表压）（MPa）；PB1—试验开始时大气压力（MPa）；t1—试验开始时机内的气体平均温度，（℃）；P2—试验结束时机内的气体压力（表压）（MPa）；PB2—试验结束时大气压力（Mpa）；t2—试验结束时机内的气体平均温度（℃）；△h—测试持续时间（h）；△V—发电机给定状态下漏氢量（m3/d）。
发电机气体置换
发电机气体置换一、发电机氢气系统概述本汽轮发电机是采用水氢氢冷却方式，定子绕组为水内冷，转子绕组为氢气外冷，铁芯为氢气外部冷却。
在机组的启停和运行的工况下，发电机内的气体置换、自动维持氢压的稳定以及监测发电机内部气体的压力均由氢气控制系统中的气体控制站来实现和保证，气体控制站为集装型式。
另外，氢气控制系统中还设有氢气干燥器、氢气纯度分析仪、氢气温湿度仪等主要设备以监测和控制机内氢气的纯度、温湿度等指标以确保发电机安全满发运行。
1、氢气干燥器。
在机组的运行过程中，机内的氢气由于与密封油的接触或其他原因，氢气湿度将会增高。
氢气系统设有氢气干燥器，氢气干燥器的进口与发电机的高压区相连，氢气干燥器的出口与发电机的低压区相连。
通过氢气干燥器的运行，可以连续排出机内氢气所含有的水分，从而达到降低氢气湿度的作用。
2、氢气减压器。
在氢气控制站中装有氢气减压器，保持机内氢气压力恒定，氢气减压器于供氢管路上，相当于减压阀，使用时将氢气减压器出口压力整定在0.5MPa，装于氢气减压器后的排空阀门用于调试减压器的出口压力为整定值0.5MPa。
3、氢气过滤器。
滤除氢气中的杂质，由于过滤元件是多孔粉沫冶金材料，强度太低，在正常使用情况下，过滤元件两端压差值一般不超过0.2MPa,否则对过滤元件起破坏作用。
4、氢气纯度分析仪。
在机组的运行过程中，机内的氢气由于与密封油的接触或其他原因，氢气纯度将会降低，而氢气纯度的降低将直接影响发电机的运行效率，因此氢气系统中设有氢气纯度分析仪以监测发电机内的氢气纯度，另外还可以监测气体置换过程中中间气体的纯度。
5、液体探测器。
装在发电机机壳、氢气冷却器和出线盒下面，设有液体探测器，探测器内部的浮子控制开关，指示出发电机里可能存在的液体漏出，每一个探测器装有一根回气管通到机壳，还装有放水阀能够排出积聚的液体。
二、气体置换的操作1、空气置换到氢气1）氢气系统投入的条件：a)充氢前确认发电机本体检修工作票全部结束，汽机房内停止一切动火工作。
发电机气体置换的要求
发电机气体置换的要求一、气体置换应在发电机静止或盘车时进行，同时密封油应投入运行。
如出现紧急情况，可在发电机减速时进行气体置换，但不允许发电机充入二氧化碳气体在高速下运行。
二、排除发电机内的空气气体在爆炸范围的上限时，混合气体中氢占70%，空气占30%，而空气中的氧占21%，所以在爆炸上限的混合气体中，氧的含量为30%×21%=6.3%。
因此在充氢前，必须用惰性气体排除空气，使气体中氧气含量降低到小于6.3%。
参考置换气体用气量与置换气体纯度的关系图可以看出，充入两倍发电机容积的CO2气体，空气的含量将降低到14%，因此氧的含量也随之降为21%×14%=3%。
在转子静止或盘车时，利用CO2比重为空气的1.52倍的关系，把CO2从机座底部充入机内，则充入约1.5倍发电机容积的CO2就足以排除空气，此时机内只有极少量的空气与CO2混合。
从发电机顶部采样，CO2纯度应为65%左右。
注：CO2必须在气体状态下充入发电机。
在水冷定子中，应防止CO2与水接触，将急剧增加定子线圈冷却水的导电率。
因为水中溶有CO2三、发电机充氢氢冷发电机在正常运行时，氢气纯度应在95%以上，在发电机高速旋转气体充分混合下进行气体置换时，把3.5倍发电机容积的氢气充入发电机，则发电机内的氢气纯度将达到65%，然而在发电机静止或盘车情况下，从发电机顶部汇流管充氢，只需加入2.5倍发电机容积的氢气，发电机内就能达到65%的氢气纯度，此时取样管路接通到机座的顶部汇流管。
四、发电机排氢发电机的排氢，是通过在机座底部汇流管充入CO2，使氢气从机座顶部汇流管排出去。
为了使机内混合气体中的氢气含量降到5%，应充入足够的CO2。
排氢应在发电机静止或盘车时进行，需要两倍发电机容积的CO2。
充CO2时，纯度风机从发电机机座顶部汇流管采样，充入的CO2纯度应达到65%。
五、发电机排CO2发电机排氢后，CO2也不宜长时间封闭在机内，如机内需要进行检修，为确保人身安全，必须通入空气把CO2排出。
浅析发电机气体置换操作
四、我公司四台汽轮发电机采用的是水-氢-氢冷却方式， 在气体置换中采用的中间气体是二氧化碳（CO2），它就 是利用了二氧化碳、氢气、空气这三种气体的比重不同 的原理来达到气体置换的目的。
五、在气体置换中当由二氧化碳置换氢气时，由于二氧化碳较氢 气比重大，所以在排氢气的过程中应从发电机顶部排（即通过氢 ＃38、＃39门进行排污），而不要从发电机底部排污，否则将不 能很好的达到排出氢气的目的。同样，当由压缩空气置换氢气的 时候，由于压缩空气较二氧化碳比重小，所以在排二氧化碳的过 程中应从发电机底部排（即通过氢＃16、＃39门进行排污），同 时可以打开发电机底部各浮子检漏仪进行排污，而不要从发电机 顶部排污。
浅析发电机气体置换操作
一、汽轮发电机在运行中不可避免的存在这铜损、铁损、摩 擦损耗等能量损耗，产生热量，若不及时将这些热量导出， 将使发电温度升高超限，造成设备损坏。所以，发电机必 须采用合适的冷却介质及时将损耗产生的热量导出，控制发 电机各部温度在规定范围内。
二、由于氢气相对空气具有导热性能好，比重小，不氧化， 不助燃等优点，且相对于发电机转子水内冷而言技术上更易 实现、维护相对简单，故氢气成为发电机所采用的主要冷却 介质之一，现发电机多采用水-氢-氢冷却方式，即发电机定 子线圈采用水内冷，转子线圈及定子铁心采用氢气冷却
密封油 #1门 强排油 阀
氢侧密 封油箱 油位计
密封油 主差压 阀手动 调整手 柄
八、在发电机气体置换过程中，应留有一定的气体静置时间，充分利用发电 机内两种气体比重不同的特点，使两种气体充分分层，提高排污置换的效果， 而不要急于一充起来就排污。 九、在发电机气体置换中，应及时联系试验室人员化验有关的参数，做到心 中有数，便于及时发现问题，及时处置。
发电机气体置换方案优化
发电机气体置换方案优化发电机气体置换是指将充满二氧化碳和其他废气的发电机内部空气排出，然后重新注入新鲜的氧气，以提高发电机的效率和使用寿命。
传统的气体置换方案存在一些问题，如置换效率低，操作复杂等。
为了优化发电机气体置换方案，下面给出以下几点建议：要提高置换效率。
传统的气体置换方案是通过打开发电机上的排气阀门将废气排出，然后再通过打开进气阀门将新鲜气体注入。
这种方式存在一个问题，就是排气和进气之间会有一个短暂的时间间隙，导致有部分废气会残留在发电机内部。
为了解决这个问题，可以考虑使用双进气阀门的设计，即在发电机上设置两个进气阀门，一个用于排气，一个用于进气。
这样，就可以实现连续的气体置换，提高置换效率。
要简化操作过程。
传统的气体置换方案需要人工操作发电机上的阀门，这不仅操作繁琐，而且容易出错。
为了简化操作过程，可以考虑使用自动化控制系统。
通过安装传感器和执行器，可以实现对发电机内部气体的自动控制和置换。
可以根据发电机内部气体的浓度和压力来自动控制进气阀门的开启和关闭，以实现定时的气体置换。
要保证氧气的纯度。
发电机内部气体的纯度对发电机的运行效果有着重要影响。
如果氧气的纯度不高，不仅会降低发电机的效率，还会增加发电机的故障率。
要保证注入发电机内部的氧气的纯度。
可以通过设置过滤装置和气体检测装置来实现对氧气纯度的监测和控制。
可以安装一个氧气浓度传感器，当发现氧气浓度低于设定值时，自动关闭进气阀门，并发出警报。
要考虑废气的处理。
发电机气体置换过程中产生的废气中含有二氧化碳和其他有害气体，需要进行处理。
传统的处理方式是将废气排放到大气中，这不仅对环境造成污染，而且浪费资源。
为了改善废气处理效果，可以考虑使用废气处理装置，如吸收塔和膜分离技术。
吸收塔可以将二氧化碳和其他有害气体吸收到溶液中，然后通过进一步处理将其转化为无害的物质。
膜分离技术则通过使用特殊膜来将废气中的有害物质分离出来，从而实现废气的净化和回收利用。
发电机气体置换方案优化
发电机气体置换方案优化随着社会经济的不断发展和环境保护的日益重视，清洁能源和高效能源利用已经成为人们关注的焦点。
作为主要的能源消耗设备之一，发电机的效率和环保性能也受到了广泛关注。
发电机气体置换技术是一种常用的提高发电机效率和清洁能源利用率的方案。
本文将对发电机气体置换方案进行优化，探讨如何提高发电机效率和环保性能。
一、发电机气体置换技术概述发电机气体置换技术是通过将空气中的氧气替换为更高效的气体，如氮气或惰性气体，从而提高燃烧效率、减少排放和延长设备寿命。
目前主要采用的气体置换方案有两种：一是氮气置换，二是惰性气体置换。
氮气置换是将发电机内部的氧气替换为氮气，通过降低氧气含量来减少燃烧过程中的氧化反应，从而提高燃烧效率并减少氮氧化物的排放。
氮气置换技术主要适用于燃气发电机和柴油发电机。
1. 气体选择优化在发电机气体置换方案中，选择合适的气体是至关重要的。
氮气和惰性气体各有其自身的优势和适用范围，需要根据具体的发电机类型和工作环境来选择。
对于燃气发电机和柴油发电机，氮气置换是一种较为合适的方案。
氮气具有较为广泛的来源和较低的成本，因此可以较好地满足发电机的气体置换需求。
而对于一些特殊的工况要求，如高温、高湿度等，可以选择一些高纯度的氮气，以满足不同的气体置换要求。
对于其它类型的发电机，如燃煤发电机、核电发电机等，惰性气体置换可能更为合适。
惰性气体具有更高的稳定性和保护性能，可以有效地延长发电机设备和零部件的寿命。
惰性气体还可以应对一些特殊的工况要求，如高温、高湿度等，使得发电机在复杂环境中的稳定性更高。
2. 置换气体纯度优化在发电机气体置换方案中，置换气体的纯度也是一个极为重要的因素。
高纯度的气体可以保证发电机燃烧过程中的稳定性和一致性，从而提高燃烧效率和减少排放。
置换气体的纯度需要符合国家标准和行业标准的要求，以保证发电机的运行安全和环境保护。
对于一些特殊的工况要求，如高温、高湿度等，需要选择更高纯度的氮气或惰性气体，以保证发电机在复杂环境中的稳定性。
600MW发电机气体置换技术
#1发电机小修后启动进
行发电机充氢，首先用二氧化碳 置换发电机内空气，发电机内二 氧化碳纯度达90％停止置换空气 共用时10小时，使用二氧化碳气 体195 m3；进行氢气置换发电机 内二氧化碳，发电机内氢气纯度 达95%以上停止置换，共用时9小 时，使用氢气340 m3。
2.5
#2发电机第一次小修进行排氢，
2.6
#2发电机小修后启动进行发电
用二氧化碳置换发电机内氢气，当 发电机内二氧化碳纯度大于95%停 止置换，共用时11小时，使用二氧 化碳气体190 m3；用空气置换发电 机内二氧化碳至纯度小于5%共用时 8小时。
机充氢，首先用二氧化碳置换发电 机内空气，发电机内二氧化碳纯度 达90％停止置换空气，共用时10小 时，使用二氧化碳气体160 m3；进 行氢气置换发电机内二氧化碳，发 电机内氢气纯度达95%以上停止置 换，共用时8小时，使用氢气320 m3。
先用二氧化碳置换发电机内空气，发电 机内二氧化碳纯度达95％停止置换空气， 共用时20小时，使用二氧化碳气体350 m3 ；进行氢气置换发电机机内二氧化碳， 发电机内氢气纯度达95%以上停止置换， 共用时22小时，使用氢气368 m3 。
2.4 2.3
#1发电机第一次小修进行 排氢，用二氧化碳置换发电机内 氢气，当发电机内二氧化碳纯度 大于95%停止置换，共用时19小 时30分钟，使用二氧化碳气体 215 m3；用空气置换发电机内二 氧化碳至纯度小于5%共用时8小 时。
3.2 发电机气体置换如何减少操作时间
在进行发电机气体置换时如何能够达到既用时间最短并且能够最快达到满足要 求的气体纯度，这一问题一直是我们多次分析、总结、探索的一个关键问题。从下 表数据不难看出我们经过总结、分析发电机充氢操作已由最初的44小时缩短到18小 表数据不难看出我们经过总结、分析发电机充氢操作已由最初的44小时缩短到18小 时，排氢由最初的27.5小时缩短到19小时。对如何尽可能缩短发电机气体置换操时 时，排氢由最初的27.5小时缩短到19小时。对如何尽可能缩短发电机气体置换操时 间我们主要采取了以下几方面的措施。第一气体置换过程中控制机内压力为 0.07MPa，比厂家要求的0.03～0.04MPa高，这样在置换过程中可以提高机内气体排 0.07MPa，比厂家要求的0.03～0.04MPa高，这样在置换过程中可以提高机内气体排 污时的流速，交换能力大。第二气体置换过程中采用充气、排污交替进行，这样可 以使机内比重不同的空气、二氧化碳或氢气有充足的分层时间，有利于尽快提高纯 度。第三发电机气体置换排死角要在机内二氧化碳或氢气纯度达到80%以上进行， 度。第三发电机气体置换排死角要在机内二氧化碳或氢气纯度达到80%以上进行， 这样可用高纯度的气体短时间内达到排污合格的目的。第四使用二氧化碳置换时由 于液态二氧化碳从气瓶释放气体，必然大量吸热，致使置换用管道冻结，释放速度受到限制，
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发电机气体置换规定
1、发电机气体置换应由专业主任批准，值长下令，并在化学人员 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，距发电机及排氢口20米范围内不准有明火作业。
2、当氢气系统严密性试验（发电机风压试验）不合格时，不可置 换为氢气运行。在置换气体过程中，发电机必须用二氧化碳作为 中间介质，严禁空气与氢气直接接触置换。
发电机气体置换规定
3、开启二氧化碳瓶门时，应缓慢进行，开启减压阀后可投入加热
器运行。注意二氧化碳瓶表面的霜层情况，并应将压力不足的气
瓶及时调换。一旦停止充二氧化碳，应立即将加热器断电，以防
烧损加热器。
图片
4、气体置换过程，应在低氢压运行方式下，并尽可能在发电机静 止或盘车时进行。整个置换过程，应严密监视发电机氢压、氢温、 密封油压、油温、油流。
图片 系统流程图
发电机及氢气控制站附近无明火作业
危险点控制
操作阀门必须使用专用扳手 发电机气密性试验合格方可进行气体置换
氢气干燥器应每30分钟倒换一次
气体置换应在机组静止状态下进行
危险点控制
氢气循环风机进出口应保持全开
注意排放系统死角处积存气体，保证置换彻底
氢气湿度仪必须退出运行，防止损坏
CO2排放管道取样门
发电机气体置换及危险点分析 Nhomakorabea 问题为什么用氢气做冷却介质
1 氢气密度很小，因此大大降低了通风损耗 2 氢气具有高导热性和高的表面热传递系数 3 氢气冷却都为密闭循环系统，机内长期运行干净无尘 4 机中无氧无尘，减少了电晕所导致对绝缘的破坏，有利于延长绝缘寿命 5 氢气密度很低又密闭循环于由中厚钢板焊成的机座内故环境噪音较小 6 发电机内的氢气含氧量小于2%，一旦发电机绕组击穿时着火的危险性很小
图片
6 发电机CO2纯度85%以上时，开始排死角，排五分钟后关闭
排死角
7 CO2纯度达90%以上，纯度合格
置换操作
8 停止充CO2,停止CO2加热器运行，关闭CO2瓶门及对应减压阀 9 关闭CO2进口总门、氢气排放门
2、 氢气置换CO2
1 联系氢站，拆除供氢总门A、供氢总门B门后堵板 2 开启供氢总门A（或供氢总门B） 3 开启氢气减压阀后门 4 开启氢气减压阀前门向发电机内充氢气
系统流程图 图片
置换操作
5 开启发电机CO2排放门，维持发电机氢压在0.03Mpa左右 6 联系化学自CO2排放管道取样门处取样化验 7 发电机内氢纯度大于95%时，开始排死角，排五分钟后关闭 8 发电机氢纯度＞96%，停止充氢 9 关闭# 发电机补氢减压阀前门及CO2排放门 10 检查# 机密封油系统运行正常 11 将# 发电机氢压提高到0.3Mpa，根据需要投入自动补氢 12 投入# 发电机氢气湿度仪运行
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插板位置
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图片
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返回
返回
图片
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补氢旁路 门
补补氢氢电旁磁路阀 前后门截门
补补氢氢减旁压路阀 前后门截门
补氢电磁 阀
补氢减压 阀
返回
压缩空气 入口门
气体压力 安全阀
排污门
气体压力
安全阀旁 路门
二氧化碳 排放门
氢气系统 排放总门
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油水探测器试验门
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氢气干燥器入口门
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排死角
循环风机出口管道排污门
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氢气干燥器出口管道排污门
气体检测装置进口门及排污门
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发电机绝缘检测装置取样门 密封油回油扩大槽
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排死角
浮子油箱放气门 图片 返回
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A、B塔再生 温度
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返回
返回
回油扩大槽 氢气出口
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浮子油箱 氢气质量计
返回
置换操作
1 发电机供氢总门A、供氢总门B门后已加堵板，并在压缩空气门前加堵板
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2 确认氢气干燥器进、出口氢气湿度仪已切换至旁路运行
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3 打开二氧化碳瓶门，稍开对应减压阀，投入加热器运行。向发电机内充CO2 图片
4 开启发电机氢气排放门，维持机内压力0.01～0.03Mpa 5 联系化学，从CO2出口取样门化验纯度
发电机气体置换规定
5、测量氢气纯度应从发电机底部取样,测量二氧化碳纯度应从发 电机顶部取样。
二氧化碳 取样门
氢气取样 门
置换前准备工作
1 发电机投氢前应准备好足够合格氢气 2 检查确定密封油系统已投入，运行正常 3 润滑油系统、闭冷水系统运行正常 4 化验二氧化碳纯度大于95%
1、 CO2置换空气