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1. 2. 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 3. 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 4. 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 5.



概述....................................................................................2 氢气控制系统.....................................................................2 主要技术参数.....................................................................2 氢气系统工作原理..............................................................2 氢气系统的设备布置..........................................................3 氢气系统安装注意事项......................................................4 氢气系统的调试.................................................................4 关于发电机的气体置换......................................................5 氢气系统的运行和维护......................................................5 密封油系统........................................................................5 主要技术参数....................................................................5 密封油系统工作原理和主要设备.......................................6 设备布置............................................................................7 安装注意事项....................................................................8 密封油系统的调试与整定..................................................8 密封油系统的运行与维护..................................................9 定子线圈冷却水系统........................................................ 9 主要技术参数................................................................... 9 系统工作原理...................................................................10 系统主要设备...................................................................10 设备布置..........................................................................11 安装注意事项...................................................................11 调试与整定.......................................................................12 定子线圈冷却水系统的运行和维护.................................. 12 氢、油、水控制系统电气信号,控制线路原理图有关 事项..................................................................................13 5.1 补充说明............................................................................13 5.2 氢、油、水系统各种电气参数表.......................................15 5.3 氢、油、水系统电气信号一览表.......................................16 6.特别提示............................................................................20 1

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概述 QFSN-200-2 型汽轮发电机氢油水控制系统是发电机的辅助系统。它 分为三个部分:即氢气控制系统,密封油系统和定子线圈冷却水系统。 1.1 氢气控制系统: 用以置换发电机内气体, 有控制地向发电机内输送氢 气,保持机内氢气压力稳定,监视机内氢气纯度及液体的泄漏,干燥机内 氢气。 1.2 密封油系统 (或称密封瓦供油系统) 用以保证密封瓦所需压力油 : (又 称密封油)不间断地供应,以密封发电机内的氢气不外泄。 1.3 定子线圈冷却水系统: 用以保证向定子线圈不间断地供水。 监视水压, 流量和电导率等参数。系统还设有自动水温调节器,以调节定子线圈冷却 水进水温度,使之保持基本稳定。设置了离子交换器,用以提高进入定子 线圈冷却水的水质。

2 氢气控制系统 2.1 主要技术参数 2.1.1 发电机壳内:额定氢压 0.30MPa (表压, 下同) 允许最大氢压 0.35MPa 氢气纯度 >98% (容积比) 氢气露点 -5~-25 C (0.30MPa 压力工况下) 2.1.2 发电机及氢气管路充氢容积:83 m3 2.1.3 发电机及氢气管路系统(不包括制氢站储氢设备及氢母管)漏氢量 ≤充氢容积 5% 2.1.4 气体置换所需气体容积和时间如下表: 所需气体种类 被置换出发电机 需要气体容积 估计所用时间 的气体种类 5~6h 180m3 二氧化碳 空 气 (纯度>85%) 200m3 4~5h 氢 气 二氧化碳 (纯度>96%) 210m3 1~1.5h 发电机升氢压至 0.35MPa 150m3 4~5h 二氧化碳 氢 气 (纯度>96%) 2.2 氢气系统工作原理(参见系统图) 当发电机及气体管路需要用压缩空气做气密试验时,从气体控制站上 东方电机股份有限公司 2

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H-5 阀门引入压缩空气, 经过气体干燥器脱除水份后再沿着管路进入发电机 内。气密试验合格后,打开 H-18、H-25 阀门将机内压缩空气排至厂房外。 当发电机内是空气(或氢气时),禁止直接向机内充入氢气(或空气)。 以避免机内形成具有爆炸浓度的空氢混合气体。为此发电机及氢气管路系 统必须进行气体置换。系统中设置有专用二氧化碳汇流排,可将标准气瓶 中的二氧化碳(或氮气)从最高压力 15MPa 经减压器降至 0.2~0.5MPa, 然后经过 H-20 阀门沿着管路从发电机底部经过 H-55 阀门进入发电机。中 间气体被置换出发电机时,沿着氢气母管从 H-18 阀门排至厂房外。 氢气用双母管从制氢站引至本系统中的气体控制站,从 H-3、H-4 阀门 进入,先经过滤器滤出固态杂质,然后经气体干燥器脱出水份后送入发电 机。 气体控制站上设置有两套自动补氢装置。一是电磁阀 H-12,它和压力 控制器 YWK0 中的常闭开关串联在一个电气回路中,当发电机内氢压降至 低限整定值时,压力控制器中的开关闭合,电磁阀带电开启,氢气通过电 磁阀进入发电机内。当机内氢压升至高限整定值,压力控制器开关断开, 电磁阀断电关闭,补氢停止。二是减压器 H-15,减压器的输出压力值整定 为发电机的额定氢气压力值,只要机内氢压降低,减压器的输出端就会有 氢气输出,直至机内氢压恢复到额定值为止。 气体控制站上还设置一只安全阀 H-22,当机内氢压过高时,可以释放 机内压力。 发电机内的氢气在转轴风扇的驱动下,一部份沿着管路进入冷凝式氢 气干燥器内。被干燥的氢气沿着管道回到风扇的负压区,如此不断循环, 从而降低发电机内氢气的湿度。同样,氢气纯度分析器 AI 中氢气的流通也 是通过风扇的驱动来实现的。只要发电机正常运行,机壳内氢气纯度就会 被分析器连续不断地进行分析。超限(纯度低)时发出报警信号。 氢气系统中设置四个油水探测器,两个装在发电机底部的二氧化碳管 路上,另外两个分装在发电机两端端罩底部,监视机壳内出现油水情况, 当有油或水流入油水探测器内且超过一定容积时,就使探测器中的探头动 作,从而接通电气信号回路以向运行人员报警。 2.3 氢气系统的设备布置要求 2.3.1 气体控制站,二氧化碳汇流排均按靠墙式设计选型,布置在零米层 较为合适。布置二氧化碳汇流排时,应考虑搬运的方便。瓶装中的二氧化 碳一般呈液气混合态,当瓶中二氧化碳往外放时,液态二氧化碳迅速气化 而大量吸热,会使气瓶和管路结霜、冰冻,运行人员往往需要用水去浇淋 使其迅速解冻。为此,二氧化碳汇流排四周应开设排水沟。浇淋用水可以 是自来水或循环水,用软管引来即可。但二氧化碳汇流排附近应有水源及 东方电机股份有限公司 3

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阀门接头。 2.3.2 冷凝式氢气干燥器分别靠近发电机汽、励二端,应布置在发电机下 面 6 米层。氢气分析器的发送部件更要靠近汽端布置,因为这两种设备均 是依靠发电机的风扇压头来实现气体循环,风扇压头约 5kPa(500mm 水 柱),氢气分析器本身气阻约 3.5kPa(350mm 水柱),故管路应尽可能短而 少弯,以减少管路阻力损失。 2.3.3 气体干燥器是吸附式干燥器(需更换干燥剂), 它布置在发电机下 (6 米层)并应留出检修位置。 2.3.4 系统图中仪表盘框内 2 块压力表布置在运行层汽机表盘上, 氢气分 析器二次表布置在集控室或汽机表盘内。 2.3.5 氢气管路及系统中的设备不得布置在密闭小间内,以防万一氢气 泄漏时能迅速扩散。不得靠近高热管路和电气设备。 2.3.6 二氧化碳母管应避免拐U形弯,否则应在最低点加装排液阀门。 2.4 氢气系统安装注意事项 2.4.1 全部管路必须使用无缝钢管,钢管内壁必须清理干净。 2.4.2 法兰把合面密封材料最好用厚度为 3mm 以上的耐油橡胶板制做。 2.4.3 气体控制站氢气侧管路要单独作气密试验, 试验压力与制氢站储氢 设备相同,一般为 1MPa。 其它系统设备及气体管路最好也单独做气密试 验, 试验压力为 0.4MPa,以便缩短整机气密试验时找漏耗费的时间。 2.4.4 干燥器内所需的干燥剂在气密试验前必须放置好。 每个干燥器约需 3 干燥剂 0.1m 。油-气分离器中放入少许干燥剂(约 0.5kg)。 2.4.5 本系统中全部仪器仪表在安装前必须重新进行校验。 2.5 氢气系统的调试 氢气系统安装结束后,还要在工地进行下述调试工作。 2.5.1 安全阀的整定。气体控制站上二氧化碳母管侧装有一只安全阀。它 的释放压力由弹簧调整。本系统中将安全阀的释放压力整定在 0.40MPa。 整定工作在系统管路上进行, 从二氧化碳母管上 H-20 阀门或二氧化碳汇流 排处引入氮气或压缩空气,用 H-19 阀门上的压力表指示管内气压。当气压 升至 0.40MPa 时,拧动安全阀上的调节螺母,可以使安全阀自动打开释放 管内压力。当气压下降至 0.37MPa 时,安全阀关闭。当气压为 0.35MPa 时,用肥皂水检漏,安全阀不得漏气。 2.5.2 压力控制器(YWK0)的整定。它实际上是一个随着压力变化而使电 路闭合或断开的开关,利用它来控制补氢电磁阀的开、闭,同时接通机内 气压低的信号。调试时,从 H-5 阀门处引入压缩空气,使 H-8 阀门上的压 力表指示为 0.32MPa,再松开压力控制器的锁紧器,旋动设定值调节端钮, 使指针指在所需要控制的压力值上,即 0.32MPa 位置,此时开关 1-2 应闭 东方电机股份有限公司 4

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合。电气回路接通电源,电磁阀应带电开阀。然后将气压升至 0.35MPa, 开关 1-2 应断开,电气回路断电,电磁阀关闭。至少校验二次,正常后拧 紧锁紧螺母。再经校验如无异常则调试完毕。 2.5.3 氢气分析器的安装调试参看生产厂家提供的安装使用说明书进行。 2.5.4 油水探测报警器的安装调试参看制造厂家提供的安装使用说明书。 2.6 关于发电机的气体置换 发电机及气体系统,密封油系统安装(或检修)完毕,经气密试验合 格后,才可进行气体置换。气体置换采用中间介质置换法。 2.6.1 中间介质置换法。即利用惰性气体(一般用二氧化碳气体或氮气) 驱赶发电机内的空气(或氢气)然后又用氢气(或空气)驱赶惰性气体, 使发电机内在气体置换过程中空气、氢气不直接接触,因而不会形成具有 爆炸浓度的空气氢气混合气体,这种办法是传统的置换办法。 充氢时先用二氧化碳或氮气驱赶发电机内的空气,待机内二氧化碳含 量超过 85%(氮气含量超过 95%)以后,再充入氢气驱赶二氧化碳(或氮气) 最后置换到氢气状态。 排氢时,先向发电机内引入二氧化碳或氮气,用以驱赶机内氢气,当 二氧化碳含量超过 95%(氮气超过 97%)以后,才可以引进压缩空气驱赶 二氧化碳或氮气,当二氧化碳或氮气含量低于 15%以后,可以终止向发电 机内送压缩空气。 2.6.2 中间介质置换法注意事项: 2.6.2.1 氢气、压缩空气、中间气体(尽可能采用二氧化碳)均需从气体 控制站上专设的入口引入,不允许弄错。 2.6.2.2 适当控制气流流动的速度,以免因气流速度太快而使管路变径处 出现高热点. 2.6.2.3 整个置换过程发电机内保持一定的压力 (0.01~0.03MPa 之间) 。 2.6.2.4 现场特别是排空管口附近杜绝明火。 2.6.2.5 取样地点正确、全面。置换过程中气体排出管路及气体不易流通 的死区,特别是氢气干燥器,密封油箱和发电机下油水探测器等处,应勤 排放,最后均应取样化验,各处都要符合要求。 2.7 氢气系统的运行和维护 2.7.1 干燥器内的干燥剂应定期更换, 特别是润滑油中水分含量高的机组 更要勤换。因为空侧密封油往氢侧窜或润滑油补充到密封油箱的缘故,水 份会进入发电机内。首次更换干燥剂在机组投运后三个月内进行,以后电 厂根据情况自定,但不得超过 4.5 个月。 2.7.2 仪器、仪表应定期校验。压力控制器、安全阀定期整定,建议六个 月进行一次。 东方电机股份有限公司 5

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3 密封油系统(参见系统图) 3.1 主要技术参数 3.1.1 密封油油质:同汽机润滑油 3.1.2 密封瓦需油量:氢侧 2×20 l/min, 空侧 2×45 l/min 3.1.3 密封瓦进油温度: 40±5℃ 3.1.4 密封瓦出油温度: 小于或等于 65℃ 3.1.5 密封瓦油压大于机内氢压: 0.056±0.02MPa 3.1.6 密封油冷却器所需循环水量:50m3/h 3.2 密封油系统工作原理和主要设备 3.2.1 系统工作原理: 发电机密封瓦是双流环式瓦,其供油系统有两个各自独立而又互有联 系的油路组成。向密封瓦空气侧供油,密封油与空气接触的一侧油路称为 空侧油路。向密封瓦氢侧供油,密封油只与氢气接触的一侧油路称为氢侧 油路。 空侧油路:主工作油源取自汽机轴承润滑压力油,备用油源取自汽机 主油箱。空侧油路设有二台交流泵,一台直流泵,其中交直流泵各一台作 为第一、第二备用泵。当主油源因某种原因断流时,油泵可从备用油源(汽 机主油箱)吸取工作油。按密封油进油油温提供给油泵的轴承润滑油,经 油泵升压后,通过过滤器除去固态杂质,经油气压差调节阀(下简称压差 阀)调节至所需压力,然后进入发电机两端密封瓦空气侧油室,其回油与 发电机轴承回油混合后流入专设的隔氢装置内,再流回汽机主油箱。 氢侧油路:油泵从密封油箱中吸油,加压后经冷油器,过滤器后再经 油压平衡阀(下简称平衡阀)调整到所需压力后,进入密封瓦的氢侧油室, 其回油流回密封油箱,如此循环,形成一个相对独立的密闭油路。 3.2.2 系统主要设备 3.2.2.1 密封瓦供油站:它将油泵、冷却器、过滤器及有关表计集装在一 个底盘上。 3.2.2.1.1 密封油泵。空侧油路设置了二台交流泵,一台直流泵,其中交直 流泵各一台作为备用泵。氢侧油路设置二台交流油泵,一台工作,另一台 备用。双流环式密封瓦允许氢侧油路短期断油运行,因此可以不设直流油 泵,当氢侧油泵突然断油时,密封瓦以单流环式运行,可以密封住机内氢 气,但是时间长了以后,发电机内氢气纯度将下降,从而增加排污补氢的 耗氢量,并且氢侧油路中密封油箱内的油位迅速上升,在自动排油装置失 灵的情况下需要运行人员密切监视,手动排油。 3.2.2.1.2 油冷却器氢侧设二台,一台工作,一台备用。当循环水温高至 42℃时,一台冷却器也能正常工作。空氢侧各设过滤器二台,一台工作, 东方电机股份有限公司 6

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一台备用。 3.2.2.2 密封油箱。它是氢侧油路的独立油箱,又称为油封箱。氢侧回油 包含氢气,回到油封箱后必然会有部份氢气分离,分离出来的氢气可以通 过油封箱上部的回气管回到发电机内,也可以顺着氢侧回油管回到发电机 内。密封油箱上装有液位信号器和补、排油电磁阀,当油位低时,液位信 号器发信号并通过电气控制回路操作补油电磁阀开启,从而向箱内补油。 反之排油电磁阀开启,油从油箱内排出。空侧油路的压力油是补油油源。 排油管路接到润滑油回油管上,从而使油中含的氢气在隔氢装置中分离出 来。 3.2.2.3 隔氢装置。它是为防止空侧回油中可能含有的氢气进入汽机主油 箱而设置的。当密封瓦内氢侧油窜入空侧或密封油箱排油时,含有氢气的 氢侧密封油和轴承润滑油一起流入隔氢装置,氢气在此分离出来由排风机 抽出排至厂房外大气中。 3.2.2.4 密封油压调节站。它将压差阀、平衡阀及有关表计集装在一个底 盘上。 3.2.2.4.1 压差阀。 它根据发电机内气压的变化自动调节密封瓦空侧密封油 压,使其始终高于机内气压 0.056MPa 左右,从而密封住机内气体。 压差阀的 结构、作用原理等详见制造厂提供的压差阀说明书。 3.2.2.4.2 平衡阀。它根据密封瓦内空侧密封油压自动调节密封瓦氢侧油 压,使其始终和空侧油压相等。但由于各种原因所致,油压平 衡不可能做到使空氢两侧密封油压完全相等,制造厂规定最大 允许压差为 1.5kPa(约 150mm 水柱)。 平衡阀的结构、 作用原理 等见制造厂提供的说明书。 3.2.2.4.3 过滤器。刮片式过滤器无特殊要求,纤维滤芯式过滤器滤芯必 须在电厂进行油循环后方可装入过滤器中(防止杂质损坏滤 芯)。 3.3 设备布置 密封油系统设备除隔氢装置单独供给用户外,其余设备由制造厂组装 供货。为了安装、操作、检修集中而方便,同时也考虑设备运输方便,集 装设备只分成四部分,即密封油供油站、密封油箱、密封油压调节站和排 烟风机装置。 3.3.1 密封油供油站。 它将空侧三台油泵、 二台滤油器和氢侧二台冷油器、 二台油泵、二台滤油器及阀门、表计、连接管路组装在一个底盘上。本集 装应布置在发电机下零米层。因冷油器采取卧式安装,所以在布置本集装 时,应考虑检修时能抽出冷油器管束的轴向空间。 3.3.2 密封油箱。它单独作为一个装配供给用户,其附属设备如液位信号 东方电机股份有限公司 7

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器、补排油电磁阀、氢侧回油示流器均由制造厂装配好,然后拆下单独包 装发运给用户。密封油箱应高于氢侧油泵进油口布置,目的是使氢侧油泵 吸油管路不形成∩形弯,否则应在∩型管顶部加装排气阀,不然氢侧泵会 因∩形管顶部积存气体而在启动时建立不起油压。密封油箱最好布置在发 电机下或发电机旁 3~8m高程。密封油箱和氢侧回油管和氢气管路一样, 不允许布置在或穿过密闭小室。 3.3.3 隔氢装置应高于汽机主油箱,排烟风机装置应高于隔氢装置安装, 从排烟风机至隔氢装置的连接管路应有一定的坡降。 3.3.4 密封油压调节站。它将平衡阀、压差阀及其表计如密封瓦两侧油压 表,发电机内氢压表、差压报警器等集装在同一底盘上,应将它布置在发 电机轴的中间位置。因为压差阀出口油压要同时兼顾两个密封瓦,因此管 路应尽可能对称。密封油压调节站的布置高程最好在六米层。 3.4 安装注意事项 3.4.1 密封油箱和氢侧回油管路是和发电机内氢气相通的, 因此不允许漏 气。安装要求同氢气管路,氢侧回油管坡降尽可能加大,不允许出现负坡 降。密封油箱的回氢管也需加大坡度和避免死弯,防止回气管中存油形成 气封而造成回气不畅,致使发电机内进油。 3.4.2 密封油压调节站至发电机密封瓦之间的 DN15 引压管在油循环阶 段无法参加循环,为保证管内壁的清洁,必须使用不锈钢管。不允许直接 对焊(见附图)。应保证管路的过流面积不被焊瘤压迫挤缩,否则会影响压差 阀和平衡阀的动作甚至失灵。这是因为当调节阀活塞移位时,活塞腔中的 油必然流进来和排出去,如果过流面积不够或者堵塞,活塞的运动势必受 影响,导致调节阀失灵。 3.4.3 密封油压调节站全部外接管路装好以后, 运行时调整压差阀上的调 节弹簧,使油-气压差维持在 0.056MPa 左右。 3.4.4 由于系统设备从制造完毕至投入机组运行一般均要经历相当长的 时间,因此,安装过程中必须作下列检查和维护工作: a. 密封油泵在油循环前必须进行一次常规检查维护, 具体项目按油泵 制造厂的说明书进行。 b. 密封油箱内部应进行清理。 c. 管式换热器循环水侧做水压试验,试验压力 1.0MPa。 d. 全部仪器,仪表应进行常规校验。 3.5 密封油系统的调试与整定 当泵口油压低至 0.55~0.62MPa 3.5.1 压力控制器 YWK1, YWK2 整定值。 时,压力控制器应接通电气控制回路,延时 3~5 秒使备用油泵起动。空侧 油路直流油泵通过延时继电器控制,当交流备用泵在 5 秒钟之内不能启动 东方电机股份有限公司 8

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时,才启动直流油泵。当油压恢复到 0.65~0.7MPa 时,压力控制器断开电 气控制回路。 3.5.2 差压开关下限报警值整定为 0.03MPa。反复试验五次整定值无变 化为合格。 3.5.3 油水探测器现场调试时应参看氢气系统图。分别关闭 H-67、H-71、 H-78、H-79 阀门,开启 H-68、H-70、H-77、H-76 阀门,从开启的这 4 个阀门灌入一定量的油或水,按照说明书的要求检查探测器能否报警,反 复两次即可,然后从 H-69、H-72、H-74、H-75 阀门将油或水排出,按系 统图恢复阀门的开闭状态。 3.5.4 密封油箱上液位信号器为接点动作位置。 制造厂一般以液位信号器 中间位置为正常油位进行了整定。往上(或往下)200mm 左右发出信号, 控制回路接通排油(或补油)电磁阀自动排油(或补油)。 3.5.5 油压平衡阀和压差阀的调试在气密试验阶段进行。 本说明书安装注 意事项及运行与维护章节中均有说明,调试人员可以参照。 3.6 密封油系统的运行和维护 3.6.1 密封油箱需要排油时,氢侧油泵投入运行,然后手动操作氢侧油路 上专设的阀门排油,排完后一定要关好阀门。 3.6.2 泵口油压。当发电机内气压为零时,氢侧泵口油压一般调至 0.35~0.45MPa 之间较为合适,因为随着机内气压升高,氢侧泵吸入端油压 将会相应跟随提高,因而油泵出口油压也会自动升高。空侧泵出口油压维 持在 0.2~0.3MPa 之间为好。 3.6.3 油冷却器开始通循环水时,应先关循环水出口阀门,然后打开进水 阀门,待冷却器内充满水(可从冷却器上部排气门检查),再逐步缓慢打 开出口阀门。这样做的目的是防止大量循环水突然涌进冷却器,从而在冷 热交换面上形成一种导热性能很差的过冷界层面,以致影响冷却效果。 3.6.4 只要油压平衡阀在起作用,氢侧油压总是跟随空侧油压在变化,所 以空侧油路是不准断油的。如果空侧油路断油,平衡阀将关闭,密封瓦内 氢侧油压将降至零。 3.6.5 油-气压差阀和油压平衡阀 a. 密封瓦内空侧油压顺着引压管反馈到压差阀活塞腔内之前。油-气 压差阀的阀芯总是处于全开位置。此时空侧泵口油压应调至 0.2~0.3MPa, 当机内氢压从 0MPa 升至氢气压力 0.35MPa 时,压差阀芯会慢慢关小,至 使泵口油压逐渐升高至 0.56~0.63MPa,整个过程中油-气压差阀应是自动 跟踪机内气压升高的且维持油-气压差值在 0.056MPa。 b. 油压平衡阀投入运行时应先手动操作控制, 等密封瓦内两侧油压基 本相同时,再投入平衡阀。 东方电机股份有限公司 9

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c. 当油-气压差阀投入运行时,只要油-气压差均在 0.03~0.07MPa 之间,两个密封瓦的油压差值不一致也可以正常运行。 3.6.6 其它事项 a. 仪器仪表应定期校验。 b. 备用油泵应定期启动。 c. 油泵维修详见油泵安装使用说明书。 d. 过滤器每 8 小时转动两圈,每周定期排污。 4. 定子线圈冷却水系统(参见系统图) 4.1 主要技术参数: 4.1.1 定子线圈冷却水:进水压力 进水温度 回水温度 水量

0.1~0.2MPa 40±5℃ ≤85℃ 30m3/h

(注: 水量中包括端部引入、引出线水量 5m3/h) 水质要求: 电导率 0.5~1.5μs/cm (20℃时) PH 值 6.5-8 硬度 小于等于每升 2 微克当量 3 4.1.2 系统充水容量 3m 4.1.3 所需循环水量 ~160m3/h 所需循环水压 0.35MPa 4.2 系统工作原理 定子线圈冷却水系统自成一独立封闭自循环系统,水泵从水箱中吸水, 升压后送入水冷却器降温,经过滤水器滤出机械杂质,然后进入发电机定 子线圈,出水流回水箱,如此不断循环。 系统中设置有自动水温调节器和离子交换器等辅助装置,还设有监视 水温、水压、电导率、流量等参数的表计,并可在超限时发出报警信号。 在发电机定子线圈冷却水进、出口管路上增设旁路和阀门,以便用户对 定子线圈进行反向冲洗。 4.3 系统主要设备 4.3.1 水箱 由制造厂用不锈钢 1Cr18Ni9Ti 制造。水箱体积 1.78m3 ,最大容积约 1.6m3 (水平面至水流位置),水箱上装有补水装置和液位信号器。当水箱水 位下降时,液位信号器接点动作,通过电气控制回路启动电磁阀自动向箱 内补水,当水箱水位高时,通过溢流管自然溢流。 水箱上装设的液位信号器和密封油系统中密封油箱上的液位信号器相 东方电机股份有限公司 10

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同。 4.3.2 水泵 系统中设置二台同型号的交流电动水泵,一台工作、一台备用。当泵 口压力低于整定值时,压力控制器 YWK3 常开开关动作,接通电气控制回 路,启动备用泵。 4.3.3 水冷却器 冷却器壳体和换热管材料均为水中不锈材料制造,单台冷却面积 2 80m 。本系统共设冷却器二台,一台工作、一台备用。 4.3.4 过滤器 其外壳用不锈钢制造,滤网用不锈钢丝布,水系统上装有 3 台(其中 1 台在反冲洗管路上),单台可以工作。 4.3.5 离子交换器 系统运行一段时间后,水质会逐渐下降,离子交换器是专为提高系统 中纯水水质而设置的,不允许直接处理生水。离子交换器为混合床式,即 阴离子树脂和阳离子树脂以 2:1 的比例混合装填在同一床体内。 其过流量约 3 5m /h,占系统总流量的 8%左右。树脂再生采用体外再生方式,树脂牌号 由用户自定,一般均选用强酸性阳离子和强碱性阴离子。树脂装填量约 0.16m3 。 4.3.6 电导率计 系统中设置 2 套同型号的电导率计,一套用来监视进入发电机定子线 圈的冷却水的电导率,另一套用来监视离子交换器出水的电导率,以便判 断定子线圈冷却水是否排污补水或树脂是否需要再生。 4.3.7 温度调节阀 在水冷却器循环水进水管路上设置一套温度调节阀,用以调节循环水 量,从而控制冷却器热介质侧出口温度(即线圈冷却水进水温度)在 40±5℃ 左右。 4.4 设备布置 4.4.1 定子线圈冷却水控制站 该控制站是将二台不锈钢水泵、 二台管式冷 却器、水箱(包括补水电磁阀装置和液位信号器等辅助件)、离子交换器、水 温调节器系统(包括调节阀和调节仪)、电导率计及对压力、液位、温度、电 导率进行监测的仪器仪表、连接管路和阀门组装在一个底盘上供给用户。 控制站应布置在零米层,由于冷却器为卧式安装,离子交换器在运行期间也 要定期更换树脂,所以应留出冷却器在维修时抽出管束和吊装离子交换器 的空间。因此控制站布置应不影响运行和维修。 4.4.2 定子线圈冷却水进水压力表须装在运行层, 其高程最好和机组轴心线 接近,这是避免引压管内形成水柱静压头,使压力表指示值不至于失于真 东方电机股份有限公司 11

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实进水压力。 同理,进水压力控制器 YWK4 的位置应尽量靠近运行层。 4.5 安装注意事项 4.5.1 法兰密封垫内材料应使用聚四氟乙烯板。 4.5.2 管道内壁必须清理干净, 不允许有固态杂物, 特别是橡胶片、 塑料布 、 棉线之类的杂物应严防掉进并残留在管内,否则会危及发电机的安全。 4.5.3 系统管路、设备须先进行冲洗,确认没有固态杂物以后,发电机才能 和供水控制站有关法兰连接。 4.5.4 系统和发电机连接以后,必须进行冲洗,首先冲洗是反向冲洗,然后 正向、反向交替进行,冲洗过程中进水压力不要超过 0.25MPa。 4.5.5 水冷却器在安装前应在循环水侧做水压试验,试验压力 0.8MPa,保 压 30 分钟以上,试验时温度调节器前后的蝶阀应关闭。 4.5.6 水泵按配套厂家提供的说明书中的要求做常规检修和维护。 4.5.7 全部仪器、仪表在安装期间必须做常规校验。 4.6 调试与整定 4.6.1 水泵出口压力控制器 YWK3 的整定。 泵口压力控制器的动作值必须 要全系统安装完毕,冲洗发电机定子线圈时确定,建议按下述步骤进行: 系统中常开阀门均开启,使它们均处于正常运行时的状态,水泵投入后利 用再循环门调节泵口压力至 0.3MPa 左右,再查看定子线圈进口压力表指 示值和流量指示值, 如果流量计指示值不足 30m3/h,则将泵口压力提高直至 流量计 LW1 指示值为 30m3/h,LW2 指示值大于 5m3/h,进水压力表指示 值 P1<0.25MPa,并记录下 P1 的实际值,此时泵口压力表指示值 P2 即 为 YWK3 的常闭开关动作值,也就是备用泵在此压力值时应启动投入。当 泵口压力升高至 P3=P2+0.05MPa 左右时,压力控制器 YWK3 的常闭开 关断开。 4.6.2 断水保护值的整定 a. 流量保护回路 定子线圈进水流量计 LW1(引线出水流量计 LW2 流量指示值仅作为参 考值)低至下限时,如 30 秒内不能回升,则发电机断水保护动作,发电机 应减负荷或全甩负荷。LW1 下限值整定为 25m3/h。 b. 水泵控制回路断电和进水压力低联合(串联)回路 这个保护回路主要是整定压力控制器 YWK4 常闭开关动作值。4.6.1 条 中记录的 P1 值可以作为参考值。 P1-0.02MPa=P4 可作为 YWK4 常闭开关 动作值,P1+0.02MPa=P5 可作为 YWK4 常闭开关断开值。P5 也可作为 进水压力低报警信号灯的发讯值。 4.6.3 进水温度调节阀的调试。 调节阀应按照有关说明书要求作静态调试, 东方电机股份有限公司 12

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机组运行期间,发电机负荷工况下再做最终调试,调试好温度调节阀后, 定子线圈冷却水进水温度应稳定在 40±5℃左右,而不受发电机负荷的影 响。 4.6.4 水箱上的液位信号器和油封箱上的液位信号器型号相同,可以互换, 其调整方法在密封油系统中已介绍,不过水箱上的溢流管,用户不必耽心水 位高引起的麻烦,水位低设有自动补水电磁阀及下限报警信号。 4.7 定子线圈冷却水系统的运行和维护。 4.7.1 关于机内氢压、定子线圈冷却水压力、流量和进、出水温度。制造厂 规定额定氢气压力工况下,机内氢气压力应高于定子线圈冷却水进水压力 0.1~0.2MPa 左右,这是因为考虑到发电机内氢气压力下降至 0.25MPa 左 右时,机内氢压仍高于水压 0.05MPa 以上,从而保证水在万一线圈破损时 不会漏出线圈破坏绝缘。当进水压力已达到 0.2MPa 而流量仍然不足时,可 以将进水压力提高到 0.23MPa 以增大流量。 但机内氢压下降至 0.26MPa 时 必须补氢升压。总而言之,机内氢压必须大于水压 0.03MPa 以上,出水温 度不得高于 85℃。 4.7.2 定子线圈冷却水系统调整好投入运行以后, 进水压力、 流量发生变化, 应查明原因,及时消除故障。 4.7.3 系统初始充水时,应使水箱水位升至最高位置,直至溢流管有水溢出 为止,然后才开启水泵,逐步升高水压至预定值。在此期间,运行人员应注 意水箱水位的变化,当水箱水位降低时采用手动补水措施。发电机底部定子 线圈冷却水进、出口旁各有一个排气阀门(水系统图中的 W-52 、W-64 门), 是为了防止线圈两端部汇水管内滞留空气而专设的,每次水泵开启以后,运 行人员均需打开 W-52 、W-29 门排气,待水不断流出,确定气体已排完后 应关好这两个门。 4.7.4 为防止冷态时(发电机投入运行初始阶段进入定子线圈的冷却水)水温 过低而致使线圈结露(水温低于氢温且氢气中湿度较高时),系统中设置了提 高定子线圈冷却水温的电加热器装置, 运行人员应根据氢温使经加热后的水 温高于氢温 5℃左右。投运电加热装置前应先开启 W-50 、W-51 阀门,关 闭 W-57 、 W-31、 W-58 阀门, 接通加热器, 使加热器与控制站成闭路循环。 运行人员可根据双金属温度计 XW7(见水系统图)进行就地监视, 当水温加热 到可投入运行的温度后,切断电加热器,开启 W-31 、W-58 阀门,关闭 W-50 、W-51 阀门,并根据运行要求调整好冷却水的压力和流量等参数。 电加热装置宜安装在 W-50、W-51 阀门附近,便于运行人员操作。加热器 不允许断水运行。 4.7.5 水箱上部设置的取样门是供化验人员取气样用的。如果怀疑定子线圈 或端部引、出线绝缘引水管破损,可以从水箱上部取气样进行化学分析,若 东方电机股份有限公司 13

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气样中含有超量氢气,则说明线圈或绝缘引水管密封可能出了问题。停机后 重点检查绝缘引水管。取样门正常运行时应是关闭的。 4.7.6 水冷却器循环水给水时,应从顶部排气。其余参照油冷却器给水办法 进行操作。 4.7.7 离子交换器进水压力控制在 0.35MPa 以下为宜,当出水电导率高于 0.5μS 时,应考虑树脂再生。 4.7.8 仪器、仪表应定期校验。水泵和温度调节器按配套厂家的说明书进行 维护。 5. 氢、油、水控制系统电气信号,控制线路原理图有关事项。 补充说明氢、油、水控制系统电气信号见控制线路电气原理图。本图是 按照三个系统均处于额定参数运行工况下作的设计, 它只是列出制造厂的一 些基本要求,因此只能供用户(设计院)作施工设计时参考。一般情况下,用 户应根据设备安装位置,运行操作习惯等因素分系统、分部件重新设计控制 线路,电源端还应增设电源开关和熔断器等元件。另外,在非正常运行工况 下,图中的许多接点呈闭合状况,在控制回路带电的情况下,有些设备可能 非正常动作。 因此, 用户在作设计时, 应考虑增设必要的电气联锁或 “投入” 、 “解除”控制手段。 5.2 氢、油、水系统各种电气参数表见表一。本表根据各种电气设备的制造 厂家提供的产品样本填写而成,供用户参考使用。 5.3 氢、油、水系统电气信号一览表见表二。此表供运行人员参考,有些项 目的处理办法并不完善,只是起一个提示作用,运行人员还应根据现场情况 和运行经验补充一些处理办法。

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200MW 汽轮发电机氢、油、水控制系统说明书 氢、油、水系统电气元件参数表 序号 1 2 离心泵 3 离心泵 4 离心泵 5 电磁阀 6 电磁阀 7 电磁阀 8 液位信号计 9 液位信号计 10 油水探测器 11 压力控制器 12 氢气分析器 13 电导率仪 14 高效排烟装置 15 16 17 电加热装置 电加热装置 差压开关 密封油系统排烟风机 氢、油、水系统中 YWK0-YWK4 氢气系统测量机内 纯度 定子线圈冷却水系统 油水探测器 水箱液位信号计 供油站补、排油 电磁阀 油箱液位信号计 水箱补水电磁阀 定子线圈冷却水交流 水泵 气控站补气电磁阀 氢侧密封油交流泵 设备型号.名称 离心泵 空侧密封油直流泵 所在系统及用途 空侧密封油交流泵 表一

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电气参数 电机 AC380V 50Hz 功率 P=15kW P=15kW DC220V 电机 AC380V 50Hz 功率 P=7.5kW 电机 AC380V 50Hz 功率 P=22kW 电机 AC220V 50Hz 功率 P=10W 电机 AC220V 50Hz 功率 P=10W 电机 AC220V 50Hz 功率 P=10W 密封接点容量 AC230V 0.5A 密封接点容量 AC220V 0.5A 密封接点容量 AC220V 100mA 触头容量 AC 250V 5A 电源 AC 220V P=10W 50HZ 电源 AC220V 50Hz 功率 P=2W YB801-2(防爆) AC380V 50HZ P=0.8~1kW AC380V P=36kW

水系统中加热定子线 圈冷却水 密封油系统加热油 AC380V P=36kW 密封油压调节站 AC220V 2A

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氢.油.水系统电气信号一览表 表二 序 信号名称 发送表计 整定值 灯光 处 理 办 法 附 注 号 颜色 白 手动排污, 补氢 1 机内氢气纯 氢气分析 ≤92% 度低 器 如氢 2 机内氢压低 压力控制 0.26~0.28 白 注意监视, 压半小时内不 (补氢电磁 器 YWK0 MPa 回升, 说明补氢 阀开启) 电磁阀故障, 此 时手动补氢。 白 手动排除油水 3 机内出现 发电机下 油、水 油水探测 器 白 注意监视,10 以正常油 4 油封箱油位 油封箱上 ≤-200mm 分钟内信号不 位为基准 低(补油电 液位信号 现场整定 消除, 说明补油 磁阀动作) 器 电磁阀故障, 此 时手动补油。 白 同上 (排油电磁 ≤+200mm 5 油封箱油位 同上 现场整定 阀故障, 机内气 同上 高(排油电 压低时手动排 磁阀动作) 油)。 白 油泵, 油冷却器 6 氢侧油泵出 氢侧泵口 口压力低 压力控制 0.54MPa 左 故障, 予以检修 (备用泵投 器 YWK1 右 入) 迅速 7 空侧泵出口 空侧泵口 0.54MPa 左 白 查明故障, 压力低(备 压力控制 右(延时 (音 处理。 用泵投入) 器 YWK2 3~5 秒) 响) 8 直流备用泵 YWK2 交 0.54MPa 左 红 用户统一考虑 启动 流失压 右(延时 7~9 秒) 9 油封箱油位 油封箱上 +250mm 失控 (过高, 液位信号 -250mm 东方电机股份有限公司 红 手动补、排油 以正常油 位为基准 17

200MW 汽轮发电机氢、油、水控制系统说明书 过低) 器 10 密封瓦氢侧 双金属温 >70℃ 回油温度高 度计 TI (汽端) 11 密封瓦空侧 回油温度高 (励端) 12 定子线圈水 泵出口压力 低(备用泵 起动) 双金属温 >70℃ 度计 TI 水泵出口 现场整定 压力控制 器 YWK3

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白 加大冷油器循 环水, 或备用冷 油器投入降低 进油温度。 白 同上

13 定子线圈进 流量计 水流量低 LW1

25m3/h

白 每次备用泵启 音响 动后运行必须 检查水泵备用 转换开关的位 置。 查明备用泵 起动原因, 迅速 处理。 红 查看出水温度 音响 是否超过 80 ℃,延时 30 秒 减负荷。

14 定子引线出 水流量低 15 定子线圈冷 却水进水压 力低或高 16 定子线圈水 路断水

流量计 5m3/h LW2 运行层耐 现场整定 震压力表

白 查找异常原因, 迅速消除。 红 延时 30 秒,减 音响 负荷或全甩负 荷。 白 注意监视,10 分钟之内台不 消除信号, 应改 用手动补水。 红 手动补水, 查找 漏水点。 白 Ω1 超限则手动 排污,补水,Ω2 超限应考虑离 18

LW1, 现场整定 LW2, YWK4 17 水箱水位低 水箱上液 现场整定 补水电磁阀 位信号器 开启 同上 18 水箱水位过 同上 低 电导率计 Ω1>2 19 Ω1,Ω2 μs/cm Ω2>0.5 东方电机股份有限公司

200MW 汽轮发电机氢、油、水控制系统说明书 μs/cm 20 定子线圈冷 进水双金 上限 48℃下 白 却水进水温 属温度计 限 42℃ 度异常 TI 21 定子线圈冷 出水温度 却水出水温 计 TI 度高 差压开关 22 (密封瓦) 油- 气压差 超限 85℃ 红 子交换树脂再 生。 加大二次水或 备用冷却器投 入检修水温调 节阀,温调仪。 降低进水温度 或增加流量, 查 找异常原因, 迅 速消除。 压差阀故障, 解 列检修滤网也 考虑是否堵塞。 手动旁路阀调 压。 直流备用投入, 机组降负荷或 停机。 查找故障, 迅速 消除。 处理氢气冷却 器

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下限 0.03MPa



23 交流控制回 继电器 路失压 24 直流控制回 继电器 路失压 25 氢气冷却器 发电机下 漏水 油水探测 器 (电 现场整定 26 定子冷却水 温度计 水温加热满 加热器旁) 足运行要求

红 音响 红 音响 红 音响

白 手动切断电源 启, 关闭有关阀 门。

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氢油水控制系统设备成套一览表(不以此表作为交货依据,货物交接详见 交货明细表) 表三 序 型 号 名 称 号 (代号) 1 QK-8 型 气体控制站 DQ5S150 CO2 汇流排 2 /15-1 QGQ-5 型 氢气干燥器 3 4 YQ-65 型 油-气分离器 QRD-110 氢气分析器 5 2型 LQS-II 型 制冷式氢气去 湿装置 6 7 LX-2A 型 卤素检漏仪 密封油供油控 Ⅲ型 制站 8 9 10 YF-5 型 III 型 密封油箱 密封油压调节 站 隔氢装置 数量 重量 所属系统 附 注 (Kg) 1 ~270 氢气系统 制造厂组装供货 2 2×38 氢气系统 配套供货 1 ~200 氢气系统 制造厂供 氢气系统 制造厂供 6 1套 2 1套 1 1 1 1 氢气系统 配套供货 氢气系统 系统配套 密封油 ~5500 系统 密封油 ~1200 系统 密封油 ~600 系统 密封油 ~400 系统 密封油 系统 配套供货 配套供货 制造厂组装供货 制造厂组装供货 制造厂组装供货 制造厂供货

11 GQ-2 型 12

高效排烟装置 配套供货 2 定子线圈冷却 水供水控制站 13 Ⅱ型 1 ~9000 水系统 制造厂组装供货 定子线圈冷却水系统中的两个流量计由电力设计院统一考虑,本厂 不供货。

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6.特别提示 6.1 氢气、密封油、定子线圈冷却水三个系统的系统原理图是用户必须熟 悉的至关重要的三张图纸。由于各个电厂在技术协议阶段提出的要求各有 差异,且制造厂也须根据系统中的各种设备在已投入运行的电厂中的实际 运行情况作一些相应的改进,这些差异和改进有时在说明书中难以作出说 明,但却会在系统图中予以体现。 6.2 关于氢气系统 6.2.1 系统中配置的氢气湿度仪应特别注意以下两点。 6.2.1.1 氢气湿度仪的电源必须是 24V.DC 电源。 6.2.1.2 氢气湿度仪的探头不能与 CO2 气体接触,否则探头会“中毒” 导致测量不准。因此,气体置换开始阶段(CO2 充入之前)必须关闭氢气湿 度仪所在管路上的前、后截止阀,待气体置换完毕,发电机内空气或氢气 的百分含量达到要求之后,将被阀门隔离的这一段管路采用手动排污方式 进行气体置换,然后打开前后截止阀。 6.2.2 气体控制站至发电机进氢接口管路上设置的气体干燥器(氢气干 燥器)内通常应装入约 70kg 颗粒状硅胶,用于干燥补充氢气,硅胶是消辅 性材料,制造厂不供货,由用户方自备,所装入的硅胶定期进行再生处理, 再生周期 6~7 个月为宜。 6.2.3 耗氢量估算 东电的 200MW 机组、发电机壳及管路充氢容积不超过 83m3,因此, 机内氢气压力每下降 0.01Mpa, 且氢气温度稳定的情况下, 则可视为发电机 3 氢气消耗量为 8.3m 。 6.3 关于密封油系统 双流环式密封油系统中密封瓦的空侧和氢侧油压,要求互相平衡。实现 平衡主要靠系统中的平衡阀进行自动调节。垂直安装的平衡阀,其下部有 一个小盖帽,拆下该小盖帽,有一个调节螺杆,该螺杆可在一定范围内调 节空侧和氢侧油压差值。 此外,密封油箱中的油位是否稳定也可作为判断依据。如果油位持续上 升,说明空侧油压偏高,油位持续下降,说明氢侧油压偏高。 密封油箱油位稳定不变是很难做到的, 一般要求每小时油位变化值不超 过 8mm。 6.4 定子冷却水系统 +6.4.1 该系统中的离子交换器在安装冲洗完毕后,须装入 150~160l 的混 合离子交换树脂。通常均从化学除盐水设备中所使用的混合树脂中取出所 需数量,装入离子交换器。树脂失效后再更换新的(处理好的)树脂。失 效后回收至化水分场(车间)统一进行再生处理。 东方电机股份有限公司 21

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6.4.2 关于发电机定子冷却水的电导率和 PH 值 对补充进入定子冷却水系统的水质要求:电导率不高于 0.5μS;PH 值: 7.0~8.0 运行中水的电导率可能逐步升高,一般情况下,电导率达到 1.5~2.0μS 发出报警信号运行人员可采取排污补水的措施。 定子冷却水的电导率不高于 5.0μS,发电机继续运行是安全的。 电导率处于 5.0~9.9μS 之间,允许发电机维持运行,但须加强监视,电 导率高于 9.9μS 则须停机。 PH 值 7.0~8.0 是国家标准的规定。 也有国外知名公司允许 PH 值为 6.5~7.5,但 PH 值取高值可以有效降低 空心铜线的腐蚀速度是经过实践证明了的。德国西门子公司还采取特别措 施,将 PH 值控制在 8.5~9.0,同时将电导率控制在 2.0~2.5μS。

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