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        淺談汽輪發(fā)電機(jī)試驗(yàn)站氣系統(tǒng)

        2015-05-07 18:00:46劉洋
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2015年14期

        劉洋

        摘 要:對(duì)于汽輪機(jī)試驗(yàn)站系統(tǒng),氣系統(tǒng)是其中重要的一部分,在試驗(yàn)過(guò)程中及容易造成事故,危害生產(chǎn)和人員安全,文章簡(jiǎn)單介紹下氣系統(tǒng)的作用和相關(guān)要求。

        關(guān)鍵詞:氣系統(tǒng);試驗(yàn)站;充氫

        1 概述

        氣系統(tǒng)主要用于發(fā)電機(jī)充、排氫置換、保持機(jī)內(nèi)壓力、檢測(cè)氣體純度、溫度,干燥機(jī)內(nèi)氫氣。當(dāng)充氫時(shí),發(fā)電機(jī)在靜止?fàn)顟B(tài),先用瓶裝二氧化碳通過(guò)氣體管路充入發(fā)電機(jī)的底部,機(jī)內(nèi)空氣經(jīng)氫氣匯流排沿排空管排出,當(dāng)二氧化碳純度達(dá)到96%時(shí)停止充入二氧化碳。當(dāng)用氫氣置換二氧化碳時(shí),利用瓶裝氫氣,通過(guò)充氫氣管路,把氫氣充入電機(jī)內(nèi)上方的氫氣匯流排,把二氧化碳經(jīng)過(guò)沿排空管排放到大氣中。當(dāng)機(jī)內(nèi)氫氣壓力達(dá)到額定氫壓,機(jī)內(nèi)氫氣純度為98%時(shí),停止充入二氧化碳。試機(jī)運(yùn)行時(shí),測(cè)試氫氣純度,測(cè)量機(jī)內(nèi)溫度,進(jìn)行氫氣干燥,由油水報(bào)警器檢測(cè)機(jī)內(nèi)漏水、漏油。排放氫氣時(shí)采用充氫氣的相反操作規(guī)程操作即可。

        1.1 概要

        大功率發(fā)電機(jī)的冷卻一般是通過(guò)發(fā)電機(jī)里的帶有一定壓力的氫氣流來(lái)實(shí)現(xiàn)的。選擇氫氣作為熱傳導(dǎo)氣流,是根據(jù)它與空氣質(zhì)量的比較而得出的:密度小14倍;導(dǎo)熱率大7倍;熱對(duì)流系數(shù)大1.5倍。最大冷卻效率是在正常運(yùn)行工程下,純度至少在98%時(shí)得出的:事實(shí)上,如果純度降低1%,則會(huì)導(dǎo)致摩擦和空氣阻力損失10%,如果純度降至88%則會(huì)損失加倍,它接近于空氣-氫氣混合物的爆炸極限值(75%)。在往發(fā)電機(jī)里注入氫氣之前,要用CO2排出空氣。當(dāng)向發(fā)電機(jī)內(nèi)再注入空氣時(shí),還要使用CO2作為中介氣體。所以,發(fā)電機(jī)氣體系統(tǒng)包括的因素有:供給氫氣;供給二氧化碳;氣體分布和分析;滲漏監(jiān)測(cè)。

        1.2 外觀(guān)特性

        二氧化碳?xì)怏w加熱膨脹裝置:當(dāng)氫冷發(fā)電機(jī)準(zhǔn)備發(fā)電前或由發(fā)電轉(zhuǎn)為停機(jī)檢修時(shí),為避免空氣與氫氣混合而產(chǎn)生爆炸性氣體時(shí),利用二氧化碳作為發(fā)電機(jī)內(nèi)的中間介質(zhì)進(jìn)行氣體置換。在發(fā)電機(jī)進(jìn)行氣體置換過(guò)程中,瓶?jī)?nèi)高壓狀態(tài)下的二氧化碳?xì)怏w在向常壓狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí),由于瞬間膨脹的物理變化伴隨著大量的吸熱過(guò)程,從而使氣體的溫度急驟下降。當(dāng)較低溫度的氣體進(jìn)入發(fā)電機(jī)組的內(nèi)部時(shí),會(huì)使發(fā)電機(jī)內(nèi)部局部形成冷凝結(jié)露對(duì)發(fā)電機(jī)運(yùn)行帶來(lái)不利的影響,而采用加熱膨脹裝置可解決此難題。

        1.3 氣體特性

        (1)空氣。氣源:壓縮空氣;運(yùn)行壓力:0.5±0.2Mpa。(2)二氧化碳?xì)饣虻獨(dú)庾鳛闅淅浒l(fā)電機(jī)充排氫的置換氣體。氫冷汽輪發(fā)電機(jī)在充氫與排氫的過(guò)程中二氧化碳?xì)怏w與氮?dú)舛伎梢宰鳛槌渑艢涞闹脫Q氣體。但由于兩種氣體的特性不同,置換時(shí)又表現(xiàn)出不同的特點(diǎn)。

        空氣中各種氣體的不同特性

        從表空氣中各種氣體特性可以看出,二氧化碳?xì)怏w比重較大而氮?dú)庠诳諝庵泻空?8%以上,其比重與空氣相近。因此兩種氣體作為置換氣體時(shí)表現(xiàn)的特點(diǎn)為:a.二氧化碳?xì)怏w由于其比重較大與氫氣空氣比重有較大區(qū)別。當(dāng)作為氫冷發(fā)電機(jī)的充氫排氫置換氣體卻可很方便測(cè)定出其純度從而可有效的進(jìn)行氣體置換,保證充排氫的安全;二氧化碳做置換氣體的缺點(diǎn)是充二氧化碳置換時(shí)其速度不可過(guò)快否則管路結(jié)冰。但在管路系統(tǒng)中增設(shè)加熱與膨脹裝置可有效的克服這個(gè)缺點(diǎn)。另外從經(jīng)濟(jì)角度考慮,二氧化碳的價(jià)格僅為氮?dú)獾?/3。b.氮?dú)馀c空氣特性相近,當(dāng)作為發(fā)電機(jī)充排氫的置換氣體時(shí),由于其特性很難測(cè)定出其純度。國(guó)外采用氮?dú)?,并有?zhuān)門(mén)的儀器測(cè)其純度,而現(xiàn)國(guó)內(nèi)沒(méi)有這種氣體在線(xiàn)純度監(jiān)測(cè)儀器,特別充氫時(shí)如果保證不了氮?dú)獾募兌龋?dāng)充入氫氣與殘留空氣混合,此時(shí)容易發(fā)生爆炸事故。另外氮?dú)鈨r(jià)格是二氧化碳?xì)鈨r(jià)格的三倍,雖然其充氮?dú)鈺r(shí)不會(huì)凍結(jié),但價(jià)格的差距與較大的不安全性還是很少有人采用。

        綜合上述兩種氣體置換的特點(diǎn)及我們對(duì)國(guó)內(nèi)外電機(jī)生產(chǎn)廠(chǎng)家與電廠(chǎng)的了解。從幾十年的使用情況來(lái)看,用二氧化碳?xì)怏w做置換氣體根本沒(méi)出現(xiàn)任何事故,所以國(guó)內(nèi)一般采用二氧化碳?xì)怏w作為置換氣體。

        2 發(fā)電機(jī)氣體系統(tǒng)的作用

        發(fā)電機(jī)氣體系統(tǒng)的作用:供給二氧化碳,供給氫氣,分配和調(diào)節(jié)氣體,控制滲透,監(jiān)測(cè)和分析,氣體干燥。

        2.1 二氧化碳的供給

        二氧化碳的供給包括:二氧化碳匯流排和二氧化碳加熱膨脹裝置。

        (1)二氧化碳匯流排包括六個(gè)連接軟管和二氧化碳?xì)馄俊#?)二氧化碳加熱膨脹裝置。二氧化碳加熱膨脹裝置可有效的克服發(fā)電機(jī)氣體置換時(shí)的驟冷驟熱現(xiàn)象,防止冷凝和結(jié)露,防止絕緣老化,保證發(fā)電機(jī)的工作效率。電氣控制柜對(duì)加熱器的工作進(jìn)行自動(dòng)控制,使柜內(nèi)溫度控制在規(guī)定的范圍內(nèi)。(3)氫氣的供給包括:氫氣匯流排和五個(gè)連接軟管及氫氣瓶。

        2.2 氣體調(diào)節(jié)

        (1)氫氣減壓。從氫氣瓶?jī)?nèi)出來(lái)的氣體經(jīng)過(guò)瓶用減壓閥減壓,氫氣壓力達(dá)到0.6Mpa。再經(jīng)過(guò)氫氣過(guò)濾器,達(dá)到氫氣減壓閥再次減壓。所達(dá)到的最大壓力為0.4Mpa。(2)二氧化碳?xì)怏w減壓。從二氧化碳瓶?jī)?nèi)出來(lái)的氣體經(jīng)過(guò)瓶用減壓閥減壓,二氧化碳?xì)怏w壓力達(dá)到6Mpa。通過(guò)軟管連接,經(jīng)過(guò)減壓閥再次減壓后達(dá)到0.15Mpa。

        2.3 氣體純度分析

        發(fā)電機(jī)運(yùn)行后,分析和測(cè)量機(jī)內(nèi)氣體純度。通過(guò)控制面板可知道:氣體的百分比(氫氣或二氧化碳);如果氣體純度達(dá)不到規(guī)定值則報(bào)警;遠(yuǎn)傳給控制室顯示樣氣(氫氣或二氧化碳)經(jīng)過(guò)減壓后進(jìn)入分析儀,然后再排放到外界大氣中。

        2.4 滲漏監(jiān)測(cè)

        當(dāng)出線(xiàn)罩或發(fā)電機(jī)內(nèi)漏水或漏油時(shí),油水報(bào)警器向控制室發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

        系統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)有關(guān)的監(jiān)測(cè),是通過(guò)就地顯示和邏輯傳感器給出的電信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,它包括下列作用:(1)二氧化碳的監(jiān)測(cè)包括:加熱膨脹裝置就地顯示的加熱溫度;減壓前的二氧化碳?jí)毫?;減壓后的二樣花壇壓力報(bào)警信號(hào)。(2)氫氣的監(jiān)測(cè)包括:減壓前的氫氣壓力;減壓后的氫氣壓力;發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣壓力。(3)氣體的分配和監(jiān)測(cè)包括:通過(guò)氫氣純度分析儀的氣體流量及所占百分比;通過(guò)二氧化碳?xì)怏w純度分析的氣體流量及所占百分比;發(fā)電機(jī)內(nèi)部的氫氣溫度、濕度報(bào)警信號(hào)(臨界值)。

        3 三氣系統(tǒng)的運(yùn)行

        3.1 氣體輔助設(shè)備包括

        一般密封油系統(tǒng);排污恢復(fù)系統(tǒng);氫氣供給系統(tǒng);二氧化碳供給系統(tǒng);空氣供給系統(tǒng)。

        3.2 運(yùn)行前的系統(tǒng)準(zhǔn)備

        發(fā)電機(jī)停機(jī),且處于常壓空氣狀態(tài);密封油系統(tǒng)在運(yùn)行中;二氧化碳加熱膨脹裝置處于待機(jī)中;二氧化碳,氫氣,空氣的提供準(zhǔn)備完畢。檢查相關(guān)電源;檢查相關(guān)閥門(mén)的開(kāi)關(guān);具體操作請(qǐng)看氣系統(tǒng)充氫操作規(guī)程。

        4 氣系統(tǒng)的維護(hù)

        對(duì)設(shè)備所做的任何工作,都由合格的能勝任的人來(lái)完成.還必須按照下列操作來(lái)執(zhí)行:必須有效地執(zhí)行各項(xiàng)規(guī)章制度;危險(xiǎn)設(shè)備要有安全規(guī)程;只允許合格人員進(jìn)入工作區(qū);參考相應(yīng)供應(yīng)商的使用手冊(cè),并按照其中說(shuō)明執(zhí)行;每項(xiàng)工作之前和之后,要列出一個(gè)所需工具的清單在開(kāi)始?jí)毫艿拦ぷ髑氨仨毾葓?zhí)行:含有要更換部件的管道要被分隔開(kāi),使管道減壓,如果可能的話(huà),釋放掉只重新安裝干凈的的零部件;工作結(jié)束時(shí),要確保沒(méi)有任何零件或部件遺留在設(shè)備里面或附近使用零件要小心,以免碰撞其他元件操作閥門(mén)要慢,特別是打開(kāi)它們的時(shí)候以免沖撞管道內(nèi)壁絕不要在開(kāi)放的空氣中卸下減壓閥。

        5 結(jié)束語(yǔ)

        氣系統(tǒng)是汽輪發(fā)電機(jī)試驗(yàn)站中重要的一部分,而電機(jī)出廠(chǎng)試驗(yàn)需做的充氫實(shí)驗(yàn)更是試驗(yàn)站工作中的重點(diǎn),只要我們認(rèn)真執(zhí)行操作標(biāo)準(zhǔn),嚴(yán)格規(guī)范各項(xiàng)操作,我們就會(huì)避免試驗(yàn)事故,更好的完成電機(jī)試驗(yàn)。

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