一种发电机气体置换方法与流程

1.本发明涉及发电机技术领域，特别是涉及一种发电机气体置换方法。


背景技术：

2.汽轮发电机在运行中不可避免的存在着铜损、铁损、摩擦等产生的能量损耗，且能量损耗的同时伴随着热量的产生，若不及时将这些热量导出，将使发电机温度升高超限，造成设备损坏，所以发电机必须采用合适的冷却介质及时将损耗产生的热量导出，控制发电机各部位温度在规定范围内。由于氢气相对空气具有导热性能好，比重小，不氧化，不助燃等优点，且相对于发电机转子水内冷而言技术上更易实现、维护相对简单，故氢气成为发电机所采用的主要冷却介质之一，现有的发电机多采用水－氢－氢冷却方式，即发电机定子线圈采用水内冷，转子线圈及定子铁心采用氢气冷却。
3.但是氢气冷却也有缺点，当氢气与空气接触混合至一定比例时会发生爆炸，所以氢冷发电机配有一套密封油系统，防止氢气外泄与空气混合，而发电机在投入运行、停机检修以及检修后投入运行的过程中，始终存在着由氢气转为空气和由空气转为氢气的过程，所以发电机的运行维护中存在着使用中间气体进行气体置换的操作，一般采用的中间气体是二氧化碳，但是现有方法存在置换成本高及置换次数频繁的问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供了一种发电机气体置换方法，以解决现有置换方法存在置换成本高，以及短时间内需要再次置换，置换次数频繁的现象。
5.为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
6.一种发电机气体置换方法，包括以下步骤：
7.(1)co2置换氢气：从发电机底部充入co2，当检测到co2含量达到95％以上时，停止充入co2；
8.(2)空气置换co2：从发电机顶部充入空气，当检测到co2含量小于3％时，停止充入空气；
9.(3)co2置换空气：从发电机底部充入co2，当检测到co2含量达到95％以上时，停止充入co2；
10.(4)氢气置换co2：从发电机顶部充入氢气，当检测到氢气含量达到96％以上时，置换完毕。
11.优选的，在上述发电机气体置换方法中，步骤(1)中当检测到co2含量大于90％时，吹死角；
12.步骤(2)中当检测到co2含量小于10％时，吹死角；
13.步骤(3)中当检测到co2含量大于90％时，吹死角；
14.步骤(4)中当检测到co2含量小于10％时，吹死角。
15.优选的，在上述发电机气体置换方法中，步骤(4)中充入氢气的纯度≥99.8％，常
压下湿度td露点≤－25℃。
16.优选的，在上述发电机气体置换方法中，步骤(1)和/或步骤(3)中，充入二氧化碳的纯度≥99.8％，露点为－25～0℃。
17.优选的，在上述发电机气体置换方法中，所述氢气置换co2的步骤如下：
18.(4－1)打开汇流排入口阀门、对空排气阀；
19.(4－2)全开气瓶组减压阀、全开气瓶组出口母管总门；
20.(4－3)全开一个氢气瓶的阀门，对管路冲洗排气10s，关氢气瓶出口阀门，关汇流排对空排气阀；
21.(4－4)打开去机房氢气阀门，打开汇流排旁路门，全开汇流排入口门；
22.(4－5)打开气瓶组的氢气瓶阀门，开始对系统充氢；
23.(4－6)充氢过程中置换排污co
2 3－4次后，取样化验氢气纯度，当氢气纯度＞90％时，由集控人员冲死角；
24.(4－7)当连续两次化验氢气纯度＞96％时，停止冲死角；
25.(4－8)当氢压达到规定值后，停止升氢压，关氢气瓶出口门，关氢气瓶组出口总门，关汇流排入口门，关汇流排旁路门。
26.优选的，在上述发电机气体置换方法中，气瓶组的减压阀低压侧压力为0.2－0.5mpa，高压侧压力＜11mpa；
27.当减压阀高压侧压力＜1mpa时或低压侧压力＜0.2mpa时，更换气瓶组继续充氢。
28.优选的，在上述发电机气体置换方法中，步骤(4－8)中所述氢压为0.28－0.32mpa。
29.优选的，在上述发电机气体置换方法中，所述死角包括氢气干燥器、氢气分析仪、漏氢检测仪、氢气湿度仪、氢侧密封油箱。
30.优选的，在上述发电机气体置换方法中，所述汇流排安装有氢中氧分析仪和湿度分析仪。
31.优选的，在上述发电机气体置换方法中，所述发电机的排气管道上设置有二氧化碳传感器。
32.本发明提供了一种发电机气体置换方法，与现有技术相比，其有益效果在于：
33.本发明发电机的气体置换方法有效降低了气体消耗量及置换时间，降低了置换成本，且延长使用时间至18个月以上，有效降低了运行成本。
具体实施方式
34.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.本发明提供了一种发电机气体置换方法，包括以下步骤：
36.步骤s100.co2置换氢气：从发电机底部充入co2，从发电机上部的排气管道排出气体，当检测到排气管道内co2含量达到95％以上时，停止充入co2。
37.可以理解的，当检测到排气管道内co2含量达到90％时，冲发动机死角，直至co2含
量达到95％以上时，停止充入co2。另外，充入二氧化碳的纯度≥99.8％，发电机最低温度为5℃时的露点为－25℃～－5℃，发电机最低温度≥10℃时的露点为－25℃～0℃。
38.步骤s200.空气置换co2：从发电机顶部充入空气，从发动机底部的排气管道排出气体，当检测到排气管道内co2含量小于3％时，停止充入空气。
39.可以理解的是，当检测到排气管道内co2含量小于10％时，冲发动机死角，直至co2含量小于3％时，停止充入空气。
40.步骤s300.co2置换空气：从发电机底部充入co2，从发动机顶部的排气管道排出气体，当检测到排气管道内co2含量达到95％以上时，停止充入co2。
41.可以理解的是，当检测到排气管道内co2含量达到90％时，冲发动机死角，直至co2含量达到95％以上时，停止充入co2；另外，充入二氧化碳的纯度≥99.8％，发电机最低温度为5℃时的露点为－25℃～－5℃，发电机最低温度≥10℃时的露点为－25℃～0℃。
42.步骤s400.氢气置换co2：从发电机顶部充入氢气，从发动机底部的排气管道排出气体，当检测到氢气含量达到96％以上或者co2含量低于4％时，置换完毕。
43.可以理解的是，当检测到排气管道内co2含量小于10％或氢气含量大于90％时，冲发动机死角，直至co2含量小于4％或氢气含量大于96％时，停止充入氢气。另外步骤(4)中充入氢气的纯度≥99.8％，常压下湿度td露点≤－25℃。
44.在本发明的一些实施例中，步骤s和/或步骤(3)中，充入二氧化碳的纯度≥99.8％，露点为－25～0℃。
45.在本发明的一些实施例中，所述氢气置换co2的步骤如下：
46.(4－1)打开汇流排入口阀门2－4圈、对空排气阀2－4圈；
47.(4－2)全开气瓶组减压阀、全开气瓶组出口母管总门；
48.(4－3)全开一个氢气瓶的阀门，对管路冲洗排气10s，关氢气瓶出口阀门，关汇流排对空排气阀2－4圈；
49.(4－4)打开去机房氢气阀门，打开汇流排旁路门，全开汇流排入口门；
50.(4－5)打开气瓶组的氢气瓶阀门，开始对系统充氢；
51.(4－6)充氢过程中置换排污co
2 3－4次后，取样化验氢气纯度，当氢气纯度＞90％时，由集控人员冲死角；
52.(4－7)当连续两次化验氢气纯度＞96％时，停止冲死角；
53.(4－8)当氢压达到规定值后，停止升氢压，关氢气瓶出口门，关氢气瓶组出口总门，关汇流排入口门，关汇流排旁路门。
54.在本发明的一些实施例中，气瓶组的减压阀低压侧压力为0.2－0.5mpa，高压侧压力＜11mpa；
55.当减压阀高压侧压力＜1mpa时或低压侧压力＜0.2mpa时，更换气瓶组继续充氢。
56.在本发明的一些实施例中，步骤(4－8)中所述氢压为0.28－0.32mpa。
57.在本发明的一些实施例中，所述死角包括氢气干燥器、氢气分析仪、漏氢检测仪、氢气湿度仪、氢侧密封油箱。
58.在本发明的一些实施例中，所述汇流排安装有氢中氧分析仪和湿度分析仪，可以实时获取氢气纯度及湿度；所述发电机的排气管道上设置有二氧化碳传感器，可以实时获取排气管道中二氧化碳含量。
59.实施例1
60.本实施例提供了一种发电机气体置换方法，包括以下步骤：
61.步骤s100.co2置换氢气：从发电机底部充入co2，从发电机上部的排气管道排出气体，当检测到排气管道内co2含量达到90％时，冲发动机死角，直至co2含量达到95％以上时，停止充入co2；
62.步骤s200.空气置换co2：从发电机顶部充入空气，从发动机底部的排气管道排出气体，当检测到排气管道内co2含量小于10％时，冲发动机死角，直至co2含量小于3％时，停止充入空气；
63.步骤s300.co2置换空气：从发电机底部充入co2，从发动机顶部的排气管道排出气体，当检测到排气管道内co2含量达到90％时，冲发动机死角，直至co2含量达到95％以上时，停止充入co2；
64.步骤s400.氢气置换co2：打开汇流排入口阀门2－4圈、对空排气阀2－4圈；全开气瓶组减压阀、全开气瓶组出口母管总门；全开一个氢气瓶的阀门，对管路冲洗排气10s，关氢气瓶出口阀门，关汇流排对空排气阀2－4圈；打开去机房氢气阀门，打开汇流排旁路门，全开汇流排入口门；打开气瓶组的氢气瓶阀门(每瓶开度不少于5圈)，开始对系统充氢，气瓶组的减压阀低压侧压力为0.2－0.5mpa，高压侧压力＜11mpa；当减压阀高压侧压力＜1mpa时或低压侧压力＜0.2mpa时，更换气瓶组继续充氢；充氢过程中置换排污co
2 3－4次后，取样化验氢气纯度，当氢气纯度达到90％时，由集控人员冲死角；当连续两次化验氢气纯度＞96％时，停止冲死角；当氢压达到规定值0.28－0.32mpa后，停止升氢压，关氢气瓶出口门，关氢气瓶组出口总门，关汇流排入口门，关汇流排旁路门。
65.实施例2
66.本实施例提供了一种发电机气体置换方法，包括以下步骤：
67.步骤s100.co2置换氢气：从发电机底部充入co2，从发电机上部的排气管道排出气体，当检测到排气管道内co2含量达到92％时，冲发动机死角，直至co2含量达到95％以上时，停止充入co2；
68.步骤s200.空气置换co2：从发电机顶部充入空气，从发动机底部的排气管道排出气体，当检测到排气管道内co2含量小于10％时，冲发动机死角，直至co2含量小于3％时，停止充入空气；
69.步骤s300.co2置换空气：从发电机底部充入co2，从发动机顶部的排气管道排出气体，当检测到排气管道内co2含量达到92％时，冲发动机死角，直至co2含量达到95％以上时，停止充入co2；
70.步骤s400.氢气置换co2：打开汇流排入口阀门2－4圈、对空排气阀2－4圈；全开气瓶组减压阀、全开气瓶组出口母管总门；全开一个氢气瓶的阀门，对管路冲洗排气10s，关氢气瓶出口阀门，关汇流排对空排气阀2－4圈；打开去机房氢气阀门，打开汇流排旁路门，全开汇流排入口门；打开气瓶组的氢气瓶阀门(每瓶开度不少于5圈)，开始对系统充氢，气瓶组的减压阀低压侧压力为0.2－0.5mpa，高压侧压力＜11mpa；当减压阀高压侧压力＜1mpa时或低压侧压力＜0.2mpa时，更换气瓶组继续充氢；充氢过程中置换排污co
2 3－4次后，取样化验氢气纯度，当氢气纯度达到92％时，由集控人员冲死角；当连续两次化验氢气纯度＞96％时，停止冲死角；当氢压达到规定值0.28－0.32mpa后，停止升氢压，关氢气瓶出口门，
关氢气瓶组出口总门，关汇流排入口门，关汇流排旁路门。
71.对比例1
72.本对比例提供了一种发电机气体置换方法，包括以下步骤：
73.步骤s100.co2置换氢气：从发电机底部充入co2，从发电机上部的排气管道排出气体，当检测到排气管道内co2含量达到85％时，冲发动机死角，直至co2含量达到95％以上时，停止充入co2；
74.步骤s200.空气置换co2：从发电机顶部充入空气，从发动机底部的排气管道排出气体，当检测到排气管道内co2含量小于15％时，冲发动机死角，直至co2含量小于3％时，停止充入空气；
75.步骤s300.co2置换空气：从发电机底部充入co2，从发动机顶部的排气管道排出气体，当检测到排气管道内co2含量达到85％时，冲发动机死角，直至co2含量达到95％以上时，停止充入co2；
76.步骤s400.氢气置换co2：打开汇流排入口阀门2－4圈、对空排气阀2－4圈；全开气瓶组减压阀、全开气瓶组出口母管总门；全开一个氢气瓶的阀门，对管路冲洗排气10s，关氢气瓶出口阀门，关汇流排对空排气阀2－4圈；打开去机房氢气阀门，打开汇流排旁路门，全开汇流排入口门；打开气瓶组的氢气瓶阀门(每瓶开度不少于5圈)，开始对系统充氢，气瓶组的减压阀低压侧压力为0.2－0.5mpa，高压侧压力＜11mpa；当减压阀高压侧压力＜1mpa时或低压侧压力＜0.2mpa时，更换气瓶组继续充氢；充氢过程中置换排污co
2 3－4次后，取样化验氢气纯度，当氢气纯度达到85％时，由集控人员冲死角；当连续两次化验氢气纯度＞96％时，停止冲死角；当氢压达到规定值0.28－0.32mpa后，停止升氢压，关氢气瓶出口门，关氢气瓶组出口总门，关汇流排入口门，关汇流排旁路门。
77.对比例2
78.本实施例提供了一种发电机气体置换方法，包括以下步骤：
79.步骤s100.co2置换氢气：从发电机底部充入co2，从发电机上部的排气管道排出气体，当检测到排气管道内co2含量达到90％时，冲发动机死角，直至co2含量达到97％以上时，停止充入co2；
80.步骤s200.空气置换co2：从发电机顶部充入空气，从发动机底部的排气管道排出气体，当检测到排气管道内co2含量小于10％时，冲发动机死角，直至co2含量小于3％时，停止充入空气；
81.步骤s300.co2置换空气：从发电机底部充入co2，从发动机顶部的排气管道排出气体，当检测到排气管道内co2含量达到90％时，冲发动机死角，直至co2含量达到97％以上时，停止充入co2；
82.步骤s400.氢气置换co2：打开汇流排入口阀门2－4圈、对空排气阀2－4圈；全开气瓶组减压阀、全开气瓶组出口母管总门；全开一个氢气瓶的阀门，对管路冲洗排气10s，关氢气瓶出口阀门，关汇流排对空排气阀2－4圈；打开去机房氢气阀门，打开汇流排旁路门，全开汇流排入口门；打开气瓶组的氢气瓶阀门(每瓶开度不少于5圈)，开始对系统充氢，气瓶组的减压阀低压侧压力为0.6mpa，高压侧压力为12mpa；当减压阀高压侧压力＜1mpa时或低压侧压力＜0.2mpa时，更换气瓶组继续充氢；充氢过程中置换排污co
2 3－4次后，取样化验氢气纯度，当氢气纯度达到92％时，由集控人员冲死角；当连续两次化验氢气纯度＞96％
时，停止冲死角；当氢压达到规定值0.28－0.32mpa后，停止升氢压，关氢气瓶出口门，关氢气瓶组出口总门，关汇流排入口门，关汇流排旁路门。
83.针对实施例1－2及对比例1－2中二氧化碳置换空气、氢气及氢气置换二氧化碳的气体消耗量及置换时间进行了统计，结果参见表1：
84.表1
[0085][0086]
明显的，采用本发明方法可以明显降低二氧化碳置换氢气、二氧化碳置换空气过程中二氧化碳的消耗量，并且减少置换时间；且氢气置换二氧化碳过程中也会降低氢气消耗量和置换时间，节约大量气体，有效降低运行成本；并且经过本实施例方法氢气置换周期可延长至18－20个月，相较对比例可延长有效使用时间6个月左右，从整体上降低运行成本。
[0087]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方案而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0088]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种发电机气体置换方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)co2置换氢气：从发电机底部充入co2，当检测到co2含量达到95％以上时，停止充入co2；(2)空气置换co2：从发电机顶部充入空气，当检测到co2含量小于3％时，停止充入空气；(3)co2置换空气：从发电机底部充入co2，当检测到co2含量达到95％以上时，停止充入co2；(4)氢气置换co2：从发电机顶部充入氢气，当检测到氢气含量达到96％以上时，置换完毕。2.根据权利要求1所述的发电机气体置换方法，其特征在于，步骤(1)中当检测到co2含量大于90％时，吹死角；步骤(2)中当检测到co2含量小于10％时，吹死角；步骤(3)中当检测到co2含量大于90％时，吹死角；步骤(4)中当检测到co2含量小于10％时，吹死角。3.根据权利要求1所述的发电机气体置换方法，其特征在于，步骤(4)中充入氢气的纯度≥99.8％，常压下湿度td露点≤－25℃。4.根据权利要求1所述的发电机气体置换方法，其特征在于，步骤(1)和/或步骤(3)中，充入二氧化碳的纯度≥99.8％，露点为－25～0℃。5.根据权利要求1所述的发电机气体置换方法，其特征在于，所述氢气置换co2的步骤如下：(4－1)打开汇流排入口阀门、对空排气阀；(4－2)全开气瓶组减压阀、全开气瓶组出口母管总门；(4－3)全开一个氢气瓶的阀门，对管路冲洗排气10s，关氢气瓶出口阀门，关汇流排对空排气阀；(4－4)打开去机房氢气阀门，打开汇流排旁路门，全开汇流排入口门；(4－5)打开气瓶组的氢气瓶阀门，开始对系统充氢；(4－6)充氢过程中置换排污co
2 3－4次后，取样化验氢气纯度，当氢气纯度＞90％时，由集控人员冲死角；(4－7)当连续两次化验氢气纯度＞96％时，停止冲死角；(4－8)当氢压达到规定值后，停止升氢压，关氢气瓶出口门，关氢气瓶组出口总门，关汇流排入口门，关汇流排旁路门。6.根据权利要求5所述的发电机气体置换方法，其特征在于，气瓶组的减压阀低压侧压力为0.2－0.5mpa，高压侧压力＜11mpa；当减压阀高压侧压力＜1mpa时或低压侧压力＜0.2mpa时，更换气瓶组继续充氢。7.根据权利要求5所述的发电机气体置换方法，其特征在于，步骤(4－8)中所述氢压为0.28－0.32mpa。8.根据权利要求2所述的发电机气体置换方法，其特征在于，所述死角包括氢气干燥器、氢气分析仪、漏氢检测仪、氢气湿度仪、氢侧密封油箱。9.根据权利要求5所述的发电机气体置换方法，其特征在于，所述汇流排安装有氢中氧分析仪和湿度分析仪。
10.根据权利要求1－9任一项所述的发电机气体置换方法，其特征在于，所述发电机的排气管道上设置有二氧化碳传感器。

技术总结
本发明涉及发电机技术领域，公开了一种发电机气体置换方法，包括以下步骤：CO2置换氢气：从发电机底部充入CO2，当检测到CO2含量达到95％以上时，停止充入CO2；空气置换CO2：从发电机顶部充入空气，当检测到CO2含量小于3％时，停止充入空气；CO2置换空气：从发电机底部充入CO2，当检测到CO2含量达到95％以上时，停止充入CO2；氢气置换CO2：从发电机顶部充入氢气，当检测到氢气含量达到96％以上时，置换完毕。本发明发电机的气体置换方法有效降低了气体消耗量及置换时间，降低了置换成本，且延长使用时间至18个月以上，有效降低了运行成本。有效降低了运行成本。


技术研发人员：王玥 王宁 陈群 王兵伟 张其涛 王玉强 刘新宇 宋扬 王昊
受保护的技术使用者：华能山东发电有限公司白杨河发电厂
技术研发日：2023.03.02
技术公布日：2023/6/12