氢冷发电机组氢气干燥除氧除油系统的制作方法

文档序号:11973453阅读:730来源:国知局

本实用新型涉及一种氢冷发电机组,具体涉及一种氢冷发电机组氢气干燥除氧除油系统。



背景技术:

随着中国社会经济的发展,用电量急剧增加,相应的发电厂电机容量也稳步提高。而氢气作为优良的冷却介质,在发电领域应用量越来越大。

在氢冷发电机的运行过程中,氢气湿度的大小一直是影响发电机组安全运行的重要因素之一。在国家能源局2014年4月15日颁布的《防止点了生产重大事故的二十五项重点要求》中明确提出要“严格控制氢冷发电机内,在氢气湿度超标情况下,禁止发电机长时间运行。”,根据DL/T651-1998《氢冷发电机氢气湿度的技术要求》和GB/T7064-2008《隐极同步发电机技术要求》的规定,运行中发电机内氢气是度应在-25℃~0℃露点温度。为防止发电机电气绝缘因机内过于干燥而开裂,发电机氢气湿度不应低于-25℃露点温度;但是氢气湿度超标通常是指运行中发电机内氢气是度超过0℃露点温度。氢气湿度超标对发电机的危害主要表现在3个方面:一是氢气在氢冷发电机中主要起冷却作用。作为冷却介质,时刻与发电机的定子绕组的电气绝缘发生接触。氢气湿度过高会降低发电机内部的定子绕组线棒绝缘性能,长期在氢气湿度超标工况下运行的发电机组,会因为绝缘性能降低使内部产生局部放电,从而破坏电气绝缘,导致短路事故,危及发电机的安全;二是氢气湿度超标会使发电机转子护环产生腐蚀作用,并溶解和凝聚其它有害元素,使机内构件产生表面凝露,使转子护环受产生的附加应力而导致裂纹等危害;氢气湿度过大,气体的平均密度增大,严重时可导致发电机出力下降10%-20%。因此必须合理地控制发电机的氢气湿度,采取行之有效的措施监测和降低发电机的氢气湿度,对于大型氢冷机发电机的安全运行有着重要的意义。

由于发电机结构的原因,氢冷发电机的转轴必须从机座的两端伸出,因此转轴和机座之间的间隙要采用压力油来密封氢气,通过调节阀调节使密封油压始终略高于机内气体压力,防止气体从发电机逸出,但是机组运行工况比较复杂很难掌控,有不少发电机氢气管路都会或多或少的进入密封油。一旦大量密封油进入,氢气干燥器前不加装油污过滤器,内部的吸附剂就会被油膜覆盖,则无法除去发电机内的湿度,可能致使发电机停机检修、各种试验直到再次充氢起机,花费的时间可能到数周,损失之巨大不言而喻。因此配套发电机的氢气干燥器前必须加装油污过滤器,以保证监测的准确可靠,保证发电机运行安全、可靠非常必要。

由于氢气是易燃易爆气体,氢气与空气的混合物超过一定的范围(当氢气浓度在4%到74%之间)后会产生爆炸,为电厂的生产安全带来严重的后果。通常,氢和氧混合物的爆炸极限与压力、温度和水蒸气的含量有关,在标准大状况下其体积含量(V/V)的爆炸范围为:H2 4%--95%;O2 5%--96%。目前在发电机运行过程中,并没有有效的脱氧装置,可将氢气中氧气脱除,避免发电机运行中因冷却水或密封油中的溶解氧进入氢气中,增大发电机组中氢气氧含量,为发电机的安全运行带来隐患。



技术实现要素:

本实用新型为了解决现有技术中的不足之处,提供一种结构简单、安全可靠、自动化程度高、提高发电效率、可依次进行除油、干燥和除氧作业的氢冷发电机组氢气干燥除氧除油系统。

为解决上述技术问题,本实用新型采用如下技术方案:氢冷发电机组氢气干燥除氧除油系统,包括氢气输入管道、氢气输出管道、氢气干燥装置、氢气脱氧装置和油气分离器,氢气输入管道的进气口与氢冷发电机高压区的氢气输出端口连接,氢气输入管道的出气口与油气分离器的进气口连接,油气分离器的出气口通过第一连接管与氢气脱氧装置的进气口连接,氢气脱氧装置的出气口通过第二连接管与氢气干燥装置的进气口连接,氢气干燥装置的出气口与氢气输出管道的进气口连接,氢气输出管道的出气口与氢冷发电机低压区的氢气输入端口连接;氢气输入管道上设有输入控制阀,氢气输出管道上设有输出控制阀。

油气分离器的出油口连接有自动排油装置,自动排油装置的出油口连接有排油管。

氢气干燥装置、氢气脱氧装置和油气分离器上分别设有第一观察窗、第二观察窗和第三观察窗。

采用上述技术方案,现有的氢气干燥装置进气端均安装有油污过滤器,油污过滤器过滤管道中的油蒸气,而后进入氢气干燥装置,本实用新型现将油污过滤器更换为油气分离器,可以过滤大流量液态油以及油蒸气,并在油气分离器与氢气干燥装置间加装氢气脱氧装置。本实用新型正常工作时,氢气首先进入油气分离器,将氢气中的液态油或油蒸气过滤,然后氢气进入氢气脱氧装置,发生化学反应生成水(此时温度较高,水以气态形式存在),最后氢气通过氢气干燥装置将氢气气体中的水分吸附,氢气干燥装置采用双级干燥塔,可以循环工作并再生,可不间断工作,从而达到氢气过滤、脱氧、干燥的目的。

分别通过第一观察窗、第二观察窗和第三观察窗可分别观察氢气干燥装置、氢气脱氧装置和油气分离器的实时工作情况。

本实用新型一是可以滤除氢气中的液态油及油蒸气,避免油污进入氢气辅助设备中,为后级氢气辅助设备正常运行提供保障;二是可以去除氢气中的氧气,不仅能够保障发电机组运行安全,而且去除氧气后增大氢气纯度,可以减少氢气运行过程中的风摩耗,提高发电效率,三是可以干燥氢气,确保氢气湿度在标准规定范围内,保障氢冷发电机组正常运行。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示,本实用新型的氢冷发电机组氢气干燥除氧除油系统,包括氢气输入管道1、氢气输出管道2、氢气干燥装置3、氢气脱氧装置4和油气分离器5,氢气输入管道1的进气口与氢冷发电机6高压区的氢气输出端口连接,氢气输入管道1的出气口与油气分离器5的进气口连接,油气分离器5的出气口通过第一连接管与氢气脱氧装置4的进气口连接,氢气脱氧装置4的出气口通过第二连接管与氢气干燥装置3的进气口连接,氢气干燥装置3的出气口与氢气输出管道2的进气口连接,氢气输出管道2的出气口与氢冷发电机6低压区的氢气输入端口连接;氢气输入管道1上设有输入控制阀7,氢气输出管道2上设有输出控制阀8。

油气分离器5的出油口连接有自动排油装置9,自动排油装置9的出油口连接有排油管10。

氢气干燥装置3、氢气脱氧装置4和油气分离器5上分别设有第一观察窗11、第二观察窗12和第三观察窗13。

输入控制阀7和输出控制阀8用于检修氢气干燥装置3、氢气脱氧装置4、油气分离器5和自动排油装置9,氢气干燥装置3、氢气脱氧装置4、油气分离器5和自动排油装置9均为现有成熟技术,具体构造不再赘述。

本实用新型现将油污过滤器更换为油气分离器5,可以过滤大流量液态油以及油蒸气,并在油气分离器5与氢气干燥装置3间加装氢气脱氧装置4。本实用新型正常工作时,氢气首先进入油气分离器5,将氢气中的液态油或油蒸气过滤,然后氢气进入氢气脱氧装置4,发生化学反应生成水(此时温度较高,水以气态形式存在),最后氢气通过氢气干燥装置3将氢气气体中的水分吸附,氢气干燥装置3采用双级干燥塔,可以循环工作并再生,可不间断工作,从而达到氢气过滤、脱氧、干燥的目的。油气分离器5分离出来油液由自动排油装置9经排油管10排出收集起来。

以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案,尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换,而不脱离本实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换,其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

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