一种氢气取样净化自动控制装置的研究及应
张智建
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张智建,. 一种氢气取样净化自动控制装置的研究及应[J]. 电力研究,2024.3. DOI:10.12721/ccn.2024.157419.
摘要:
华能九台电厂670MW机组为氢冷机组,发电机腔体散热系统由氢气作为介质,通过氢冷可以有效地降低发电机绕组的热损耗从而提高发电效率。但问题是在发电机氢气系统中由于同时要使用油封等方式密封发电机的输出轴,防止发电机腔体内氢气的泄露,当氢冷发电机组励侧和汽侧油密封出现问题时,会造成发电机氢气系统中含有油或者油气,使安装在发电机氢气系统上的检测仪表及便携检测仪表受到污染,使仪器测量不准或造成仪表故障。市面上用于发电机氢气取样净化自动控制装置比较少,且现有的装置通常存在体积较大,过滤精度较低,复杂难以维护等问题。该氢气取样净化自动控制装置能有效解决检测仪表因污染问题而造成的使用寿命短、测量数据不准等问题,同时兼顾了体积小,过滤精度高,方便维修等优点。
关键词: 发电机氢气油污染取样净化自动控制装置
DOI:10.12721/ccn.2024.157419
基金资助:

0引言

发电机存在着能量损耗,会造成发电机本体及线圈发热,如果不能及时的将这些热量释放掉,将会导致发电机能耗升高,绝缘系统老化等一系列问题,影响发电机的寿命,甚至引发其他恶性的电气事故,因此发电机要有一套良好的散热系统。常见的发电机腔体散热系统由氢气作为介质,氢气的比重较小,质量较轻,用于散热系统时相对于其他气体阻力损耗小。氢气的热传导性能高,化学性能稳定,容易制备。发电厂的氢冷机组通过氢冷可以有效地降低发电机绕组的热损耗从而提高发电效率。绕组阻抗引起的损耗称为通风损耗,即使被油气、水和空气轻微污染的发电机,其通风损耗也会增加。有资料表明氢纯度下降1%,损耗增加12%,因此提高氢纯度意味着降低生产成本。氢纯度下降及水分含量增加时,还会给发电机的安全运行带来隐患,因此需要氢气测试设备实时监测氢气的纯度及湿度等仪表。

1 现有过滤装置存在的问题

发电机氢气系统中由于同时要使用油封等方式密封发电机的输出轴,防止发电机腔体内氢气的泄露,当氢冷发电机组励侧和汽侧油密封出现问题时,会造成发电机氢气系统中含有油或者油气,使安装在发电机氢气系统上的检测仪表及便携检测仪表受到污染,使仪器测量不准或造成仪表故障。市面上用于发电机氢气取样净化自动控制装置比较少,且现有的装置通常存在体积较大,过滤精度较低,复杂难以维护等问题。

2 新型氢气取样净化自动控制装置应用

此款氢气取样净化自动控制装置主要由:安装板1,排油阀2,油气分离罐3,进气口4,油位传感器5,主控器6,出气口阀门7,电磁阀8,二级过滤器9,防爆电缆接头10,防爆盒11,自动排油器18等组成。

防爆盒11内置电源及接线端子,用于给主控器6供电,同时将主控器6的报警信号等输出。

正常工作时,气体由该装置的进气口4进入装置,经过油气分离罐3将较大的油水颗粒与气体分离开,经过油气分离罐3的气体进入到二级过滤器9中进行再次过滤,滤除气体中较小的油雾颗粒。经过二次过滤的气体通过电磁阀8和出气口阀门7排出。

油气分离罐3主要由排油口12,分离罐安装片13,分离罐进气口14,油气分离板15,油位传感器接口16,分离罐出气口17组成。整个罐体采用304不锈钢无缝焊接而成,承压高,耐腐蚀且安全防爆。油气分离板15距离分离罐进气口14较近,流进油气分离罐3的大颗粒油水喷射到油气分离板15上,顺着油气分离板15滑落到罐底,由此实现油气的分离。油气分离罐3有较大的容积,且为不锈钢材质,散热快,气体进入后流动缓慢,也会使部分油水析出。排油阀2通常处于开启状态,当油位达到自动排油器18的开启高度时,开始自动排出油水。排油阀2也可处于常闭状态,当油位达到设定的高度报警时或设备检修时手动打开,方便快捷。滑落或析出的油水在油气分离罐3的罐底聚集,慢慢上升。

当油气分离罐3内的油位达到设定的一级高度后,主控器6开始发出一级报警,当油位继续上升,达到设定的二级高度后,主控器6开始发出二级报警,同时控制电磁阀8闭合,阻断气路,一级和二级隔离截止液位高度可由用户可自由设置。排油阀2用于在油气分离罐3内油位较高时排出油水。二级过滤器9自带调压阀及压力表,方便系统压力的调节。


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3新型氢气取样净化自动控制装置有益效果

(1)油气分离罐3的油气分离板15距离分离罐进气口14较近使得油气能较快分离,整个罐体采用304不锈钢无缝焊接而成,承压高,耐腐蚀且安全防爆。

(2)主控器6,电磁阀8,防爆盒11均采用防爆结构,安全可靠。

(3)主控器6采用遥控控制且带有背光LCD显示屏,可本地控制,查看信息,同时具有信号输出功能,可远程查看信息。

(4)进气口4,出气口阀门7均采用卡套式接头,现场安装便捷,密封性好。

(5)用户可自由设置隔离截止液位高度,设有两级报警,一级报警用于警示,二级报警用于报警的同时启动电磁阀8,将气体截止,防止未经分离的气体污染后级检测设备。

(6)液位全量程多点校准功能,减小测量误差。

(7)两级气液分离器及过滤器,过滤精度高,无音,性能稳定,操作方便。

(8)1P65(NEMA4)外壳保护防尘、防士、防水。

(9)采用防爆电缆接头10,安全可靠。

(10)可通过4-20mA或485接口将液位等信号输出,通过继电器干触点将报警信号输出,方便快捷,可靠性高。

(11)可用220VAC或24VDC电源对设备进行供电,方便快捷。

4结论

通过对新型氢气取样净化自动控制装置应用,能够满足准确测量氢纯度和露点要求,改造后的取样净化自动控制装置可做到全年免人工维护,大量节省了在线仪表维护人员的人工成本,提高氢气纯度和露点的测量准确度,真正实现氢气在线的连续测量,从而达到节能、减排、降耗的目的。

参考文献

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[2]DL_T 677-2018 发电厂在线化学仪表检验规程

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