[學習]發(fā)電機本體及氫水油系統(tǒng)

1、,第一部份發(fā)電機本體,汽輪發(fā)電機結構示意圖,發(fā)電機主要部件,定子繞阻,發(fā)電機轉子,發(fā)電機勵端外端蓋,內端蓋,氫氣冷卻器,發(fā)電機定子,發(fā)電機汽端外端蓋,發(fā)電機內端蓋,內定子鐵芯,冷卻水管,立式氫氣冷卻器,臥式氫氣冷卻器,氫氣冷卻器結構圖,發(fā)電機轉子結構圖,發(fā)電機水氫氫的冷卻方式,氫水油系統(tǒng)三者壓力關系,Oil>H2>H2O,采用徑向多流式密閉循環(huán)通風，定子鐵芯沿軸向分為13個風區(qū)，6個進風區(qū)和7個出風區(qū)相間布置。轉子采

2、用氣隙取氣斜流式。采用該通風系統(tǒng)的優(yōu)點：溫度均勻，不需高壓風扇，通風損耗小。,線圈截面示意圖,上層線圈,下層線圈,空芯絕緣導線,實芯絕緣導線,,,,絕緣支架,金屬支架,彈簧板,內撐環(huán),絕緣螺桿,層間管,擋風板,內可調綁環(huán),錐環(huán),,,,,,,定子端部繞組結構示意圖,定子端部繞組結構示意圖,發(fā)電機水氫氫的冷卻方式,第二部份密封油系統(tǒng),密封油系統(tǒng),,空側回油箱,,交流主油泵,直流備油泵,空側密封瓦,汽輪機低壓潤滑油,減壓閥,冷油器,過濾器,

3、氫側回油控制箱,直流泵,汽輪機高壓潤滑油,冷油器,過濾器,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,交流泵,消泡箱,冷油器,過濾器,過濾器,冷油器,氫側密封瓦,平衡閥,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,高壓密封油備用泵,,,,空側油路工作流程、氫側油路工作流程,密封瓦浮動油空側供油,空側密封瓦供油,氫側密封瓦供油,密封瓦支座,迷宮式密封環(huán),發(fā)電機轉子中心線,發(fā)電機主軸承（瓦）,空側密封油回油與軸承回油混合,氫側密封油回油,雙

4、流雙環(huán)密封瓦結構,,,發(fā)電機轉子,,支撐軸瓦,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,氫側回油箱,,,,,,,,,,,,,,,,,,,空側油流走向,氫側油流走向,氫側回油,軸瓦回油,濾網(wǎng),冷卻器,氫側油泵,,,,,,,空側油泵,,,,,,消泡 箱,密 封 瓦,,發(fā)電機唯一的進油點,空側回油箱,氫側油箱補油,H2,Air,回主油箱,平衡閥,主差壓閥,,,,,

5、,,,,,,,備用差壓閥,減壓閥,主油泵來油,高備泵來油,H2,Oil,軸瓦供油,氫壓,空側油壓,承壓式波紋管,密封式波紋管,壓力調節(jié)桿,彈簧,密封式波紋管,進油,出油,,,,,,主壓差閥調節(jié)機構,安裝位置：壓差閥安裝在空側主回路的旁路上。工作原理：壓差閥能自動調整氫油壓差為0.085MPa，當壓差小時，可以調整彈簧壓緊，增加壓差；當壓差大時，可以反之調整。備用壓差閥保證氫油壓差0.056MPa，可靠運行，調整方法同上。,去密封瓦,氫

6、側密封油接口,空側密封油接口,活塞,,活塞彈簧,,向上旋進調整螺釘可增大氫側油壓,,來自氫側密封油,平衡閥調節(jié)機構,安裝位置：在氫側系統(tǒng)主管路上（立式倒裝）。工作原理：閥體內有一壓縮彈簧，補償閥芯壓力平衡。通過調整彈簧可以調整壓力平衡，調整精度 可達50mm水柱。,補油,排油,,到氫側泵,氫側油箱,所有4只針閥（頂部和底部）除了在緊急情況下需要手動操作外，無論何時，均應完全退足打開,安裝位置：氫側密封油箱內

7、。工作原理：補排油浮球閥是一種純機械式旋轉閥，由閥體、閥芯、連桿、浮球等主要部件組成，其工作原理是浮球隨液面變化上升或下降，通過連桿帶動閥芯旋轉打開或關閉補油與排油通路，對油箱液面進行調整，機組正常運行時液面在補排油浮球閥的控制下，會穩(wěn)定在一個設計高度上不發(fā)生變化，在整個運行期內不必進行人工調整，不會發(fā)生故障。,刮板濾網(wǎng),安裝位置：過濾器安裝在空、氫側泵的出口管路上（冷油器出口管路）。工作原理：空、氫側分別裝有刮板式自清洗過濾器。當

8、濾芯臟時，可一旋轉手輪、濾芯上的贓物即被刮掉，排掉濾油器外面。,發(fā)電機密封油系統(tǒng)工作原理,密封瓦內有空、氫側兩個環(huán)狀配油槽。密封油系統(tǒng)提供的氫側密封油流向氫側配油槽，空側密封油流向空側配油槽，然后，沿轉軸軸向穿過密封瓦內徑與轉軸之間的間隙流出。如果空、氫側油路的供油壓力在密封瓦處恰好相等，油就不會在兩條配油槽之間的間隙中竄流，只要密封油壓始終高于機內氣體壓力，便可防止發(fā)電機內氫氣從機內逸出。,發(fā)電機密封油系統(tǒng)的任務： 是為發(fā)電機提供清

9、潔的、一定溫度一定壓力的密封油，分為空側、氫側兩條油路。,空側密封油系統(tǒng)介紹,空側交流密封油泵或空側直流密封油泵從空側回油箱取得油源，把一部分油經(jīng)冷油器、濾油器進入密封瓦的空側配油槽，由空側軸向間隙向外流出，與發(fā)電機兩端軸承回油匯合后，流入空側回油箱。空側回油箱底部接有一根U型管與主油箱相連，油位高時油向主油箱溢流，使空側回油箱的油位保持一定。另一部分油則經(jīng)過主差壓調節(jié)閥流回到油泵的進油側。該主差壓調節(jié)閥用于調節(jié)空側密封油壓，使得密封瓦

10、處的空側密封油壓始終高出發(fā)電機內氫壓0.084 MPa。,氫側密封油系統(tǒng)介紹,氫側密封油泵從氫側回油箱取得油源。它把一部分油從冷油器、濾油器，經(jīng)平衡閥進入密封瓦的氫側配油槽，由氫側軸向間隙流出，進入消泡箱內逸出溶入的氫氣，再流入氫側回油箱。另一部分油由該油泵的再循環(huán)管道回到油泵進口，作為氫側密封油泵出口壓力的粗調，而由平衡閥來保證氫側密封油處的密封油壓與空側油壓基本相等。,由以上兩個系統(tǒng)的介紹可知，發(fā)電機空側密封油壓以氫壓作為調節(jié)依據(jù)，

11、通過差壓調節(jié)閥使其比氫壓高0.084 MPa，而氫側密封油壓則通過平衡閥跟蹤空側密封油壓，兩者差壓保持在±490 Pa內。雙環(huán)流式密封瓦密封效率高，可有效地防止氫氣的外泄及空氣的入侵。而且，當氫側密封油失去時，仍可起到密封作用。此時，空側密封油流到空側配油槽后，一部分向氫側配油槽流動，仍可阻止氫氣外逸。但因空氫側共用一路密封油源，溶入氫側油中的氫氣便可通過空側油路逸出，而溶入空側油中的空氣也可通過空側油路進入機內。因而，為保持

12、必要的氫氣壓力和純度，其補氫量將比正常時有所增加。    為保證空側交流密封油泵故障時，發(fā)電機內氫氣不外逸，空側油路設有幾路備用油，除前面提到的空側直流密封油泵外，還從汽輪機潤滑油系統(tǒng)引入高、低壓備用油，通過備用差壓調節(jié)閥的節(jié)流來控制油壓，當空側密封油壓力比氫壓只高出0.056 MPa時，該備用差壓調節(jié)閥開啟，并保持0.056 MPa的油、氫差壓。,發(fā)電機進油原因分析,發(fā)電機密封油系統(tǒng)可有效地密封發(fā)

13、 電機內氫氣，但當控制或操作不當時， 可能造成密封油進入發(fā)電機，影響定子 線圈的絕緣性能，嚴重時使絕緣擊穿， 出現(xiàn)相間短路，嚴重影響機組的正常運行。 造成發(fā)電機進油可能是由于氫側回油箱油位控 制不當，因滿油而溢入發(fā)電機內，也可能是因為密封瓦配油槽處油壓過高直接流入發(fā)電

14、機內。因而氫側回油箱的液位控制及密封油壓力的調整是兩個至關重要的問題。,發(fā)電機氫側回油箱內裝有2個浮球 閥，一個連接空側密封油油路中濾網(wǎng)的出口，為油箱的補油閥。另一個連接空側密封油泵的進口，為油箱的排油閥。    一般情況下，2個浮球閥的上、下手動干預頂針退出，通過浮球實現(xiàn)液位的自動控制。當氫側回油箱液位高時，浮球將排油閥打開，使多余的油排到空側油路，再由空側回油箱回到主油箱

15、。當氫側油箱油位低時，浮球將補油閥打開，使空側油補入。而當浮球閥失去自動調節(jié)作用時，則可通過浮球閥的上、下手輪實現(xiàn)補、排油閥的強開、強關。,當氫壓較低的情況下，氫側回油箱在某一液位時，浮球的位置相同，但由于排油的壓差(約為氫壓減去空側油泵進口壓力)較低或補油的壓差(約為空側油濾網(wǎng)出口油壓減去氫壓)較高，使得排油量減少甚至不能排出，而補油量增大，從而使氫側回油箱油位保持在較高位置。因此，當氫壓較低時，氫側油箱將保持在滿油的油位，甚至可能出

16、現(xiàn)消泡箱滿油，使得發(fā)電機存在進油的危險。,除此以外，以下幾種情況也可能使發(fā)電機進油：    (1) 氫側回油箱油位自動控制失靈，補油閥開啟在某一開度卡住或排油閥在較高油位時不能自動開啟，可能在空　側密封油壓稍高于氫側密封油壓時，密封瓦處的油向氫側竄流而導致氫側回油箱的滿油，直至消泡箱滿油，最后進入發(fā)電機。    (2) 密封油壓自動控制失靈，致使密封瓦處油壓過高直接竄入發(fā)電

17、機，這種情況往往出現(xiàn)在系統(tǒng)已正常運行較長時間后的退氫過程中。密封油系統(tǒng)正常運行時，由于發(fā)電機內氫壓較穩(wěn)定，空側密封油的差壓調節(jié)同開啟在一定開度基本不變，氫側密封油的平衡閥也開啟在一定開度基本不變。若維持時間較長，差壓調節(jié)閥或平衡閥均可能卡澀。,防止發(fā)電機進油的措施,1、在氫側回油箱加裝一條回油管     針對發(fā)電機內氫壓低時氫側回油箱滿油的問題，可以通過在氫側平衡閥前加裝一條管路至空側回油箱，并由一手動閥

18、控制油量。這樣在氫壓較低，氫側油箱回油不暢、油位較高時，可以開啟此手動閥至一定位置，通過氫側密封油泵將氫側回油箱內油打回空側回油箱，使氫側回油箱油位回復正常。,2、在發(fā)電機退氫時應緩慢降氫壓,氫壓緩慢下降，可以使差壓調節(jié)閥及平衡閥能及時跟蹤調節(jié)，以保證合適的油氫差壓。若發(fā)現(xiàn)密封油油氫差壓或空、氫側密封油差壓不正常，則應停止降氫壓，并手動干預差壓調節(jié)閥或平衡閥。,3、保證液位報警裝置能起到有效的報警作用,與發(fā)電機進油有關的液位報警裝置有2

19、個。一個是消泡箱的油位高報警，另一個是浮子式檢漏器的高液位報警。 　　當消泡箱液位較高時，發(fā)電機仍未進油，但已存在進油的危險。若此時報警裝置能正常報警，則運行人員可及時強開氫側回油箱的排油閥，強關氫側回油箱的補油閥。若油位仍上升還可直接開啟消泡箱的放油閥，并迅速檢查相關參數(shù)，做出相應的處理，即可避免發(fā)電機的進油。    浮子式液位檢漏器接于發(fā)電機的最低位置。若發(fā)電機內進入油或水，流至液體檢漏器

20、內到一定高度即發(fā)出高液位報警，運行人員可以從底部放出油或水，再做出相應的處理。此時發(fā)電機內已進入少量的油或水，但如果情況能得到控制，則不影響機組的正常運行。,4、加強降氫壓過程的監(jiān)視工作,在降氫壓的過程中，除監(jiān)視密封油油氫差壓、空氫側密封油差壓、氫側回油箱及消泡箱的油位以外，還應注意觀察以下參數(shù)的變化：    (1) 空、氫側密封油泵出口油壓。發(fā)電機內氫壓下降，密封瓦處空、氫側密封油壓均隨之下降，此時主差

21、壓調節(jié)閥應逐漸開大，空側密封油泵出口油壓應下降。平衡閥應逐漸關小，氫側密封油泵出口油壓應上升，直至保持在其出口安全門的動作值。,(2) 主油箱油位。密封油系統(tǒng)啟動前系統(tǒng)充油由主油箱供給，系統(tǒng)檢修時放油也放入主油箱。若密封油進入發(fā)電機，主油箱的油位也將下降。所以監(jiān)視主油箱油位的變化，可以初步判斷出發(fā)電機是否進油及進油量的多少。發(fā)電機正常運行時油，將危及發(fā)電機的安全；停機后退氫時油，將延長機組的停運檢修時間。,結束語：防止發(fā)電機進油應引起運

22、行人員的足夠重視。但只要平時多觀察、細分析、精心操作，發(fā)電機進油是完全可以避免的。,第三部份定冷水系統(tǒng),定冷水系統(tǒng),,發(fā)電機,流量計,水過濾器,補充水系統(tǒng),離子交換器,導電率儀,冷水器,水泵,水箱,氣表,充氮系統(tǒng),導電率儀,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,定冷水系統(tǒng)流程,發(fā)電機定子冷卻水系統(tǒng)的主要作用是：用以保證向線圈不間斷的供水，使定子線圈得到冷卻，使定子線圈溫度保持在允許范圍內。應監(jiān)視進出水溫、水壓、流量和水的導電率等參數(shù)。

23、系統(tǒng)還設有自動水溫調節(jié)器，以調節(jié)定子線圈進水溫度，使之保持基本穩(wěn)定，另外，系統(tǒng)還設置了離子交換器，用以提高和保持冷卻水的水質。,線圈截面示意圖,上層線圈,下層線圈,空芯絕緣導線,實芯絕緣導線,,,,絕緣支架,金屬支架,彈簧板,內撐環(huán),絕緣螺桿,層間管,擋風板,內可調綁環(huán),錐環(huán),,,,,,,定子端部繞組結構示意圖,定子端部繞組結構示意圖,該冷卻水系統(tǒng)自成為一個獨立的封閉循環(huán)系統(tǒng)。水泵從水箱中吸水后送入水冷器降溫，然后經(jīng)過過濾器除去機械雜質

24、。經(jīng)流量孔板后分兩路進入發(fā)電機定子線棒中的空導線和引線定子出線套管，冷卻水由勵端進入，由汽端流出，出水流回至水箱中，如此循環(huán)。為了沖洗發(fā)電機內冷卻管方便，還設有反沖洗管逆向流回至水箱。 定子冷卻系統(tǒng)供發(fā)電機定子繞組冷卻，采用閉式獨立水系統(tǒng)并采用集裝式結構，冷卻器冷卻水進水設計溫度為35℃。 定子線圈內的冷卻水的進水溫度為45℃、進水溫度設有自動調節(jié)裝置，冷卻水溫度波動范圍±3℃，出水溫度不得大于80℃。

25、水質應透明純凈，無機械混雜物，在水溫為20℃時： －電導率 0.5～1.5μS/cm（定子線圈獨立水系統(tǒng)） －PH值 7.0～8.0 －硬度 ＜2微克當量/L（2μgE/L） －含氨（NH3） 微量,運行原理,,,定子冷卻水管道全部為廠家供貨經(jīng)預制后在現(xiàn)場進行安裝,濾網(wǎng),定冷水外部管道,定子冷卻水裝置,定子冷卻水泵,定子冷卻水箱,離子交換器,定子冷卻濾

26、網(wǎng),凈化后的水導電率可達z0.1~0.4μS/cm,第四部份氫氣系統(tǒng),氫氣系統(tǒng),發(fā)電機氫冷系統(tǒng)的功能是用于冷卻發(fā)電機的定子鐵芯和轉子，并采用二氧化碳作為置換介質。發(fā)電機氫冷系統(tǒng)采用閉式氫氣循環(huán)系統(tǒng)，熱氫通過發(fā)電機的氫氣冷卻器由冷卻水冷卻。運行經(jīng)驗表明，發(fā)電機通風損耗的大小取決于冷卻介質的質量，質量越輕，損耗越小，氫氣在氣體中密度最小，有利于降低損耗；另外氫氣的傳熱系數(shù)是空氣的5倍，換熱能力好；氫氣的絕緣性能好，控制技術相對較為成熟。但

27、是最大的缺點是一旦于空氣混合后在一定比例內（4%～74%）具有強烈的爆炸特性，所以發(fā)電機外殼都設計成防爆型，氣體置換采用CO2作為中間介質,系統(tǒng)運行及重點操作基本規(guī)定,1、 氣體置換應在發(fā)電機靜止或盤車期間進行，緊急情況下可在轉速低于1000r/min時進行；2、 發(fā)電機進行氣體置換以前,氣密試驗必須合格，密封油系統(tǒng)運行必須正常；3、 當密封油直流油泵啟動時，如果短時間內不能恢復密封油交流油泵運行，應降低機內氫壓至0.014M

28、Pa；4、 在氫壓不能維持時，允許降低氫壓運行，允許的負荷應滿足發(fā)電機容量曲線；5、 機內充有CO2時，機組轉速不允許超過1000r/min；6、 用CO2置換氫氣或空氣時，應從發(fā)電機頂部取樣檢測CO2純度；用氫氣或空氣置換CO2時，應從發(fā)電機底部取樣檢測氫氣或空氣純度。,發(fā)電機的氣體置換：,發(fā)電機內空氣和氫氣不允許直接置換，以免形成具有爆炸濃度的混合氣體。通常應采用CO2氣體作為中間介質實現(xiàn)機內空氣和氫氣的置換。本氫氣控制

29、系統(tǒng)設置專用管路、CO2控制排、 CO2加熱器、置換控制閥和氣體置換盤用以實現(xiàn)機內氣體間接置換。發(fā)電機內氫氣不可避免地會混合在密封油中，并隨著密封油回油被帶出發(fā)電機，有時還可能出現(xiàn)其它泄漏點。因此機內氫壓總是呈下降趨勢，氫壓下降可能引起機內溫度上升，故機內氫壓必須保持在規(guī)定范圍之內，本控制系統(tǒng)在氫氣的控制排中設置有一路電磁閥自動補氫裝置、一路連續(xù)補氫和一路旁路補氫。在發(fā)電機底部不同位置安裝有4-6個油水探測報警器。氫氣中的含水量過高對發(fā)

30、電機將造成多方面的影響，通常均在機外設置專用的氫氣干燥器，它的進氫管路接至轉子風扇的高壓側，它的回氫管路接至風扇的低壓側，從而使機內部分氫氣不斷的流進干燥器得到干燥，另外還設有一路補氫干燥器。,氫氣系統(tǒng)的異常及事故處理,1、氫氣壓力低：(1)檢查供氫壓力，如供氫壓力低，有“供氫壓力低”報警信號發(fā)出，應檢查供氫系統(tǒng)，盡快恢復供氫壓力；(2)檢查補氫電磁閥、連續(xù)補氫閥和補氫旁路門是否開啟，如電磁閥故障，可手動打開補氫旁路門，待壓力恢復后

31、關閉。(3)檢查閥門狀態(tài)是否正確；(4)檢查密封油壓是否正常；(5)因發(fā)電機負荷突然大幅度降低引起氫壓降低時關小冷卻水進水門，降低氫氣溫度；(6)檢查系統(tǒng)有無泄漏，加以消除；(7)檢查氫氣冷卻器是否泄漏，開啟放空氣門 定冷水箱壓力是否上升；(8)氫壓難以維持時允許降低氫壓運行，應按發(fā)電機出力曲線相應降低負荷；(9)如漏氫無法消除，漏氫量有增大趨勢，無法維持運行時，應盡快停機處理。 （危害：氫氣系統(tǒng)壓力低會使氫氣系統(tǒng)冷卻效

32、果降低，造成發(fā)電機轉子過熱，嚴重時會造成設備損壞；如氫氣泄漏可能引起爆炸。）,2、氫氣壓力高：處理：(1)關閉補氫電磁閥前截門；氫溫過高，降低升負荷速度 (2)開啟氫氣排污門，氫壓降至（0.25MPa）關閉氫氣排污門；(3)檢查補氫電磁閥工作情況進行必要調整，使其恢復正常。（危害：氫氣壓力過高會造成氫氣外漏，于空氣混合容易發(fā)生爆炸，影響機組安全運行。）3、氫氣純度低： 1)原因： (1)密封油系統(tǒng)油氫差壓不正常，

33、空側溶解空氣進入機內； (2) 氫氣干燥器故障或密封油含水量大，水分侵入機內。 (3)發(fā)電機局部過熱，絕緣分解產(chǎn)生雜質氣體。2)處理： (1)立即氫氣排污閥，并充入新鮮氫氣，使純度恢復到正常值； (2)檢查密封油差壓調節(jié)閥工作是否正常； (3)查擴大槽油箱油位是否正常,檢查氫氣干燥器是否正常； (4)調整軸封壓力正常。（危害：發(fā)電機內氫氣純度必須維持在95％左右，氫氣純度低，一是影響冷卻效果，二

34、是增加通風損耗，再者若漏入空氣容易引起爆炸。）,4、氫氣濕度高：1)原因： (1) 密封油中水份量增多，浸入機內； (2)氫站及發(fā)電機除濕器失靈或未投，使氫濕度升高； (3)氫冷器漏水或發(fā)電機內冷水管滲水。2)處理： (1)復查供氫母管內氫氣的濕度是否合格，氫汽干燥器是否運行正常，氫氣冷卻器有無漏水情況； (2)檢查主油箱中有無存水，并取樣化驗油中含水量應低于0.05％； (3)檢查從排污管排

35、放的液體中水份的含量并鑒別水份的來源。（危害：氫氣濕度增加會降低氫氣系統(tǒng)的絕緣性能，引起發(fā)電機轉子接地。）,5、氫氣著火 (1)當發(fā)電機由于漏氫或在漏氫地點工作引起氫氣著火時應迅速設法阻止漏氫，用CO2滅火，火焰撲滅后應找出漏氫原因并消除； (2)當發(fā)電機內發(fā)生爆炸時，應立即解列停機、迅速降氫壓充入CO2滅火、在滅火過程中要保持10％額定轉速。 6、事故排氫 發(fā)電機事故排氫時，則打開排氫閥，