朱丹 秦玉書

1、汽輪發(fā)電機氫油水系統(tǒng)的工作原理和原材料的選擇特點

氫油水的工作原理是用氫氣對發(fā)電機起到一定的推進作用。發(fā)電機內(nèi)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，通常二氧化碳氣體作為中間介質(zhì)實現(xiàn)機內(nèi)空氣和氫氣的置換。氫氣控制系統(tǒng)設(shè)置了特殊的管道用來實現(xiàn)氣體的間接置換，對于汽輪發(fā)電機來說主要是用氣體當(dāng)成原材料，發(fā)電機內(nèi)氫氣不可避免的會混合在密封油中，并隨著密封油回油被帶出發(fā)電機。工作過程中氫氣可能會減少，溫度會增加，為了保證發(fā)電機安全性機內(nèi)的氫氣壓必須保持在規(guī)定范圍之內(nèi)。在發(fā)電機內(nèi)會有兩套氫氣減壓器，用來控制發(fā)電機內(nèi)氫氣的壓強大小，工作中的發(fā)電機要控制含水量在一定范圍內(nèi)。對于控制氫氣的含水量多少，采用內(nèi)外兩個干燥器共同使用，選擇將外氫氣干燥器連接在氫氣的內(nèi)置管，將氫氣的進氣管接至轉(zhuǎn)子風(fēng)扇的高壓側(cè)，將氫氣的回流管接至轉(zhuǎn)子風(fēng)扇的低壓側(cè)，這種方法可以使氫氣干燥。原材料的選擇方法很簡單，氫氣密度小易于傳熱，氫氣的傳熱能力是正常空氣的5倍左右，氫氣是一種安全性較好的氣體，其燃燒散熱不多，燃燒過程中危險系數(shù)較小，發(fā)生爆炸性事故的可能性較小，氫氣沒有污染，可以說是最理想的氣體。

2、汽輪發(fā)電機中氫油水系統(tǒng)的注意事項

對于汽輪機發(fā)電機氫油水系統(tǒng)來說，氫油水系統(tǒng)主要應(yīng)用的氫氣這種原材料，氫氣作為一種可燃性氣體，首先應(yīng)對使用的氫氣進行純度檢驗，確保它沒有混入其他可燃性氣體，以免造成爆炸的危險，在汽輪發(fā)電機中要求氫氣的純度在98%左右，如果氫氣的百分含量太低，第一影響的是其冷卻效果，第二是增加通風(fēng)的損耗。發(fā)電機內(nèi)氫氣的純度、壓力、溫度、濕度是必須進行經(jīng)常性監(jiān)視的運行參數(shù)，機內(nèi)是否出現(xiàn)油水也是應(yīng)當(dāng)定期監(jiān)視的。這些因素一旦出現(xiàn)，會造成整個汽輪發(fā)電機的問題。氫氣的壓力不應(yīng)高于3.2MPa，純度不低于99.5%，露點溫度小于等于零下21攝氏度，發(fā)電機充氫容器的容積要保證至少117立方米，保證系統(tǒng)能夠運行調(diào)整。要采用真空凈油型密封系統(tǒng)的發(fā)電機，由于供給的密封油經(jīng)過真空凈化處理，所含空氣和水分甚微，所以氫氣的純度可以保持在較好的水平，只有在真空凈油設(shè)備故障的情況下，才會使機內(nèi)氫氣純度較快下降，當(dāng)發(fā)電機內(nèi)氫氣純度較低時，可通過氫氣控制系統(tǒng)進行排污補氫。

3、最常見的汽輪發(fā)電機氫油水系統(tǒng)的設(shè)備安裝原理及過程

3.1氫氣的控制排系統(tǒng)

氫氣在大氣中含量不是太多，通常情況下氫氣來自于儲氫站，較為有效的控制排系統(tǒng)有兩個氫氣進口，兩只氫氣過濾器，兩只氫氣減壓器。為了保證該系統(tǒng)的作用良好，會在壓力允許范圍內(nèi)進去一些氫氣，之后用雙母管引入接至氫氣控制排，經(jīng)減壓器調(diào)制所需壓力進入發(fā)電機中充當(dāng)動力，以此達到想要的發(fā)電電壓電流。

3.2氫氣的減壓器

對于發(fā)電機氫油水系統(tǒng)來說氫氣的減壓器十分重要，因為減壓器在過程中減小了阻力。應(yīng)用比較廣泛的氫氣減壓器由兩級組成，第一級將高壓氫氣降壓至2.5MPa以下，第二級再降至所需壓力，減壓器進口壓力不低于0.6MPa，出口壓力根據(jù)情況的壓力定奪，自動保持。

3.3氫氣的控制閥

氫氣的控制閥對于整個系統(tǒng)來說十分重要，它可以對所進去和排出的氫氣的量進行控制。首先說一下最重要的安全閥，安全閥是控制整個系統(tǒng)安全性的控制閥門，它的開啟和回座壓力取決于內(nèi)裝彈簧的松緊程度。根據(jù)所需的電壓值對整體的安全閥松緊程度進行改變，但整體內(nèi)部的氫氣壓力值不能高于0.5MPa，否則對安全閥和控制性都有極大的損傷。安全閥在電廠安裝投運之前應(yīng)重新調(diào)試，投入電廠運行后每六個月應(yīng)重新調(diào)試一次，最大開啟壓力值也做相應(yīng)的調(diào)整。氫氣控制排以及氫氣系統(tǒng)中所使用的氫氣閥門在正常情況下一般使用軟密封墊結(jié)構(gòu)，因為這種結(jié)構(gòu)的密封性很強，一般不會發(fā)生漏氣現(xiàn)象，容器中所保持的壓強也很穩(wěn)定。如果在過程中出現(xiàn)閥門關(guān)不嚴(yán)的現(xiàn)象，可以最簡單直接的尋找閥門的松緊程度，如果發(fā)現(xiàn)閥門破損或嚴(yán)重變形，則應(yīng)更換軟密封墊。

3.4氣體置換控制閥

氣體置換控制閥對于整個容器內(nèi)氣體的把控有很重要的影響，在汽輪發(fā)電機中，置換控制閥僅僅是幾只閥門的集中組合、裝配而已。用幾個閥門組合在一起，通過不同氣體之間的壓力實現(xiàn)氣體之間的轉(zhuǎn)換。實現(xiàn)置換還應(yīng)用到氣體置換盤。比如說兩種氣體二氧化碳和氫氣，二氧化碳屬于無關(guān)氣體，需要利用置換盤進行轉(zhuǎn)換，首先要對這兩種氣體的濃度進行確定，確定兩種氣體能否進行置換，先進行通電預(yù)熱，之后再通過原理結(jié)構(gòu)，調(diào)試，維護等內(nèi)容提供給用戶。

3.5氫氣的檢測和去濕裝置

氫純度的檢測裝置十分必要，它是一個簡單的控制裝置，利用分析器進行分析，一定要設(shè)置有警戒線的報警器，下限報警點已設(shè)置在92%，下下限報警點設(shè)置在90%，根據(jù)用戶的不同需求進行調(diào)控，從而設(shè)置出不同的電壓值。氫氣去濕裝置是一個冷凝裝置，它的基本工作原理是使進入去濕裝置內(nèi)的氫氣冷卻至零下10攝氏度以下，氫氣通入到這個裝置中先干燥，之后進行冷凝成霜，霜溶化成水之后流進集水箱中。對于冷凝的裝置中基本原件是壓縮機，先將有一定含水量的氫氣通入到壓縮機中進行冷凝壓縮結(jié)晶，再通入到冷靜器中的加溫機中進行回溫升華形成干燥后的氫氣，之后可以進行正常在發(fā)電機中使用。

3.6油水探測報警器

氫油水系統(tǒng)是氫氣和內(nèi)部的油水之間的壓力差，對于這個油水警報器來說，是保證內(nèi)部容器干燥的一個必要物品。如果發(fā)電機的內(nèi)部漏進油或水，油水將流入報警器內(nèi)。在報警器中設(shè)置一個通過浮力控制的浮子，這個浮子有磁性，如果有油水進入警報器中就會將一定的壓力增加了浮子的浮力，當(dāng)報警器內(nèi)油水積聚液位上升時浮子隨之上升，永久磁鋼隨之吸合，磁性開關(guān)接通報警裝置，進而就會將報警器底部的污漬排干凈。

4、結(jié)語

現(xiàn)在的生產(chǎn)生活中，氫油水系統(tǒng)的應(yīng)用十分廣泛。安裝氫油水系統(tǒng)對生產(chǎn)生活有很大的便利性，同樣，在應(yīng)用中也應(yīng)該注意很多事項，還有如何安裝改造這種氫油水系統(tǒng)裝置，將發(fā)電的效率達到最大。

（作者單位：哈爾濱電機廠有限責(zé)任公司）

作者簡介

朱丹，女，1986年7月27日生人，2009年7月畢業(yè)于東北電力大學(xué)輕化工程專業(yè)，大學(xué)本科，現(xiàn)工作于哈爾濱電機廠有限責(zé)任公司控制設(shè)備事業(yè)部，一直從事發(fā)電機輔機氫油水系統(tǒng)設(shè)計工作，助理工程師。

秦玉書，男，1984年1月4日生人，2008年7月畢業(yè)于哈爾濱理工大學(xué)電氣工程及其自動化專業(yè)，大學(xué)本科，現(xiàn)工作于哈爾濱電機廠有限責(zé)任公司質(zhì)量保證部，一直從事電機產(chǎn)品質(zhì)量技術(shù)工作，助理工程師。