发电机氢水系统

一、冷却介质的基本数据 1、 定子机内的氢气 项目 额定压力（表压） 允许偏差 冷氢温度 允许偏差 氢气纯度 最小纯度 氧气含量 氢气湿度

2、 定子绕组内冷水

项目 额定进水压力 最大允许进水压力 进水温度 额定流量 允许偏差 铜化合物最大允许含量 20℃时的导电率 20℃时的PH值 20℃时的硬度 20℃时的含氨量（NH3）

3、氢气冷却器循环水 项目 入口最高水温 入口最低水温 额定入口压力 最大入口压力 氢气冷却器的水压降 一个氢冷却器的额定水流量 氢气冷却器的数量 ℃ ℃ Mpa(g) Mpa(g) Mpa ｍ3/ｈ 单位 38 20 0.2 0.25 0.04 100 2组/共4个 数据 单位 Mpa(g) Mpa(g) ℃ ｍ3/ｈ ｍ/ｈ ｍg/L Us/cm Ug/l 3单位 Mpa(g) Mpa ℃ ℃ % % % ℃ 数据 0.3 ±0.02 45 ±1 98 95 ≤1.0 10~ -25 数据 0.2 0.25 40-45 30 ±3 100 0.5-1.5 7-8 ＜2 微量 4、正常情况下，发电机保证的漏氢量为10ｍ3 /d

二、发电机结构

1、氢气冷却器其外罩

氢气冷却器通过水和氢气的热交换带走发电机的大部分损耗。主要由高效冷却管和两端的水箱组成。冷却器横置于发电机两端顶部的外罩内。汽、励端各一组，每组冷却器由两个冷却器组成，水路为各自独立的并联系统。发电机定子运输时，冷却外罩从机座上拆除单独运输，以减轻运输重量和尺寸。当停运一个冷却器时，尚可维持发电机80%的额定负荷运行。

2、通风冷却系统

发电机采用定子绕组水内冷、转子绕组氢内冷、定子铁芯及其结构件氢气表面冷却，通常称为“水氢氢”冷却方式。氢气依靠瘵在转轴汽、励两端护环外侧的单级净浆式风扇在定子机座内密闭循环，被发电机损耗加热的氢气经过装在发电机座顶部的氢气冷却器冷却，然后进行再循环。 三、机组运行

1、氢压调节

发电机正常运行，机内氢压一般应高于内冷水水压。但发电机允许在0.2-0.3Mpa氢压下运行，但在任何情况下发电机内氢压不得高于0.32Mpa。降低氢压下的允许负荷曲线参见附录T：“发电机出力曲线” 2、冷却器进水温度偏高，氢气压力变化时的氢温和负载调节

为了防止结露和可能的振动增加，发电机冷氢温度应尽量维持额定值45±1℃。但允许在不低于30℃冷氢温度下运行，冷却吕的进水温度和冷氢温度超过额定值的运行方式参见附录T：“发电机冷却器的进水温度，氢气压力变化时允许的负载能力曲线”。当冷氢温度超过48℃时不允许发电机运行。

3、氢气冷却器发生故障时的运行

发电机正常运行时共有两组（每组两个，共四个）氢气冷却器，以维持机内冷氢温度恒定。当停用一个氢气冷却器时，发电机的负荷应降至额定负荷的80%或以下运行。 4、 发电机短时断水运行

在定子绕组水系统发生故障的情况下，额定负荷下断水运行允许持续的时间为30S，而

且此时绕组内应充满水。如果在此时间内，水系统（包括备用）不能恢复正常，应将负荷在2ｍｉｎ内以每分钟50%的速率下降至20%，发电机可以20%的负荷下运行2ｈ。部分负荷下的允许断水运行持续时间参见附录M：“发电机在不同的负荷下断水的允许运行时间曲线”。备用水泵在该时间内应能切换投入运行。 5、定子绕组水路的冲洗和反冲洗： （见内冷水控制系统产品说明书）

四、发电机其他保护

1、 油密封装置断油保护：当外部密封油系统的氢、空侧油泵及其备用油泵全部跳开时，发电机同汽轮机应当跳闸，同时破坏真空。

2、 轴承断油保护：当发电机轴承润滑油流量低于380L/min并继续下降时，发电机同汽轮

机应当跳闸，同时破坏真空。 3、 发电机定子绕组内冷水流量保护：当定子绕组内冷水流量降低至20ｍ/ｈ时，应当发出

报警信号。当流量下降至10ｍ3/ｈ时，应当发出事故信号，使发电机解列并解除励磁。 4、 氢气冷却器中的二次水流量保护：当流量降至75%额定值时，保护装置应报警。当流量

继续下降时，降至30%额定值时，保护装置延时5min使发电机解列，解除励磁并停机。 5、 当氢气冷却器中的二次水泵电机发生故障，保护装置应发出信号，并延时3min使发电机解列，解除励磁并停机。 五、氢气冷却器的维护

氢气冷却器工作时，必须根据其技术数据及技术要求保持额定的运行方式。运行中不允许受到水压的冲击，不允许二次水温的急剧变动，不允许超过冷却器的使用标准的腐蚀性化学物质及任何颗粒进入水中。为防止腐蚀或脏污，每年应清理一次水室、盖子和管板的内表面（并涂防腐层），清理冷却管内表面，清理周期可根据二次水的状况而定。 发电机每次拆开检修时，应抽出氢气冷却器进行外部检查和清理。检查密封件的状况、冷却管散热片的状况。必要时可用蒸汽和热水清洗散热片，随后用干燥空气吹干。每次检修和清理之后，应进行0.6 Mpa（ｇ）的水压试验，历时30min。

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当发电机长期停机而且不需要投入冷却器时（超过5昼夜），应将冷却器内部的水排出并吹干。

六、监视参数偏离允许值时应采取的措施

1、 首先应迅速查清监测装置是否发生故障或信号装置是否发生误动作，然后立即采取相应

的措施，使异常参数复原或解列、灭磁、停机。 2、 如果被监测参数突然超过允许值，运行操作人员应迅速将发电机解列、灭磁、停机。然

后再查清故障原因。未查清故障原因之前不得投入运行。 3、 当发电机定子绕组（层间或出水）温度、定子铁芯温度等监测参数中的任何一项持续上

升至规定的各自允许值及以上时，信号装置自动报警。或定子绕组出水温度的温差大于

12℃时，运行操作人员见至报警信号应迅速使发电机减负荷，直至该温度降至允许值以下为止。如果减负荷不奏效，应立即解除发电机负荷并与电网解列。

4、 当发电机轴承温度及其回油温度持续上升时，可适当提高进油温度。如果温度超过允许值，应立即停机并检查原因。

5、 当发电机内发现少量水时（每班约500ｍL），应当将水排出并加强对发电机的监视。如

果机内继续积水，则必须依次断开氢气冷却器，以查清哪台冷却器发生渗漏水故障。然

后采取措施将故障清除。当发电机内冷水压比机内氢压高时应对此情况立即处理，使其压力恢复正常，同时监视线棒的温度并浊音机内是否有水放出。这时应尽可能停机，以便查清和清除隐患的根源。

6、 机内氢气应满足基本数据的要求：

（1）内氢气压力低于或高于额定值时，运行人员应立即补氢或排氢。当机内氢压急剧下降即漏氢量过大时，应尽快查清漏氢原因和部位。必要时应降负荷直至停机进行检查。 （2）当机内氢气纯度下降至允许值时，应采取补、排氢的方法提高机内氢气的纯度。机内氢气湿度偏高，对绕组绝缘及园子护环产生有害影响。因此，运行时机内冷氢气的绝对湿度必须低于4.0ｇ/m3（或露点温度-18℃），即在任何运行方式下都必须保护这一数值）。 （3）转子停转时，可用降低氢压或干燥氢气的方法维持这个湿度。 （4）当机内氢气绝对湿度升高至4.0ｇ/m3（或露点温度-18℃）以上时，必须找出原因，并采取措施清除根源。必要时可采取频繁充入干燥氢气的方法来降低氢气湿度（但应注意不要使氢气湿度降低太多）

（5）发电机在机内冷氢气绝对湿度在4.0ｇ/m3（或露点温度-18℃）以上，但不超过10ｇ/m（或露点温度-10℃），机外常压下取样化验热氢中水汽浓度不超过2.5ｇ/m（或露点温度-10℃）的情况下运行，每年只允许3次，每次运行的持续时间不得超过3昼夜。

（6）由制氢站提供的氢气湿度必须符合下列要求：否则严禁充入机内。

优质：在20℃及常压下水汽浓度不高于0.5ｇ/m3（或露点温度-28℃） 合格：在20℃及常压下水汽浓度不高于1.0ｇ/m3（或露点温度-25℃）

7、当氢气冷却器及水水冷却器内的二次水流量降低至额定值的75%时，信号装置应报警。运行人员应适当减小发电机的负荷。同时应采取措施恢复至额定流量。

8、当定子绕组进水温度，机内冷氢温度低于允许范围，应采取措施使其恢复正常（调节氢气冷却器，水水冷却器中的二次水温度或流量）。

在负荷大量减少或甩负荷时，为防止发电机因急剧冷却而造成的不良影响，必须

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接通内冷水再循环系统或减少外循环回路冷却器的一次水流量（在氢气冷却器为闭环路

情况下） 9、当内冷水导电率超过额定值到5 Us/cm时，信号装置应当报警。运行人员到报警信

号后，必须用新鲜合格的内冷水更换原有内冷水使导电率降至额定值以下。如果不能奏效，则当导电率达到10 Us/cm时，应迅速解除发电机负荷并与电网解列。

当内冷水中PH值和铜离子含量超标时，必须更换内冷水，使这两个数值达到标准值。定子绕组内冷水系统的充水和补水均必须由凝结水除盐装置之后的汽轮机凝结水泵管道供给。

当内冷水中含有氢气且取样化验氢气含量超过3%时，应加强对发电机的监视。每隔一小时用化验方法检测一次内冷水中的氢气含量。同时注意定子绕组各线棒的温度以及机内是否有水排出。此时必须保证氢压高出内冷水压0.05 Mpa。机组应尽快停机，最多不应超过3昼夜。以便清除内冷水中出现氢气的根源。

如果每小时取样检测时发现捕集器中氢气含量超过20%，应立即解除发电机负荷并解列、灭磁、停机，清除故障根源。

10、当发电机轴承室及主油箱内或发电机轴承回油中的氢气含量超过1%，必须尽快停机，清除漏氢的根源。当封闭母线外壳内的氢气含量超过1%时，必须迅速向其内充入惰性气体（CO2或N2）。同时立即解除发电机负荷并与电网解列、灭磁、停机。不等机组停相便开始排出机内氢气。随后找出并消除漏氢根源。

11、在发电机停机期间，机组厂房内温度如果低于5℃时，应高潮采取保温措施使厂房温度高于允许值。否则，不能停止内冷水在定子绕组水路系统内的循环。如果在此状态下停机时间很长，必须高潮用加热的压缩空气分别将定子绕组水路，外部内冷水系统（包括其管路阀门等）内的水排出吹净。所施加压缩空气的压力为0.1-0.2 Mpa（g），流量不低于1500mg/h，温度在60-70℃。 七、故障及处理

1、密封油漏入机内 原因：（1）内挡油盖及挡油板与转轴的间隙超过允许值 （2）氢油压差过大

（3）回油管坡度不够，呼吸被堵

（4）密封瓦与轴的间隙过大 （5）内挡油盖密封垫损坏

处理：（1）更换挡油盖或挡油梳齿

（2）检查压差阀、平衡阀情况，调整降低氢油压差 （3）加大回油管道的坡度，疏通呼吸孔

（4）重浇轴承合金再进行机械加工，使其间隙值符合标准要求 （5）更换整圆的新密封垫

（6）将漏入机组的油清除干净 2、转子轴颈被研磨或划伤 原因：

（1） 油中有机械杂质

（2） 油管内未清理好

处理：

（1） 清除油中杂质，加强过滤

（2） 清理和冲洗油管；砂光或重车被划伤的轴颈，必要时更换轴瓦 3、轴承漏油

原因：

（1） 油量过大或油压过高

（2） 外挡油盖与轴的间隙过大

（3） 轴承部件结合面不严密

（4） 密封垫损坏 处理：

（1） 更换节流孔板，减少流量至正常值或限制油压 （2） 更换挡油盖上的梳齿，使其间隙恢复正常

（3） 用手工研磨或机械加工将结合面修整好 （4） 更换新密封垫 4、机内发现水或内冷水中含氢 原因：

（1） 密封螺母松动，密封结合面接触不良 （2） 绝缘引水管接头压制不良或损坏 （3） 线棒与水接头钎焊处渗漏或空心线损坏 （4） 氢气冷却器漏水 处理：

（1） 拧紧螺母

（2） 更换绝缘引水管和引水管两端接头并重绕绝缘层 （3） 重焊水接头，补焊损坏的空心线或更换线棒 5、氢气湿度超标 原因：

（1） 主氢管送来的氢气不合格 （2） 密封油中含水量过大 （3） 氢气冷却器漏水 （4） 定子绕组水路渗漏 处理

（1） 补氢前将氢气进行干燥 （2） 净化密封油

（3） 拧紧螺栓，更换密封垫

（4） 重新补胀好

（5） 用铜堵头将漏管两端封堵，允许封堵的管数为3根 （6） 找出并消除漏点 6、氢气冷却器密封破坏漏水 原因：

（1） 密封紧固螺栓松动密封垫老化失效 （2） 管头胀接不良 （3） 铜管渗漏 处理

（1） 拧紧螺栓，更换密封垫

（2） 重新补胀好

（3） 用铜堵头将漏管两端封堵，允许封堵的管数为3根 7、氢气冷却器出口温度过高 原因：

（1） 二次水流量小

（2） 外部管道或冷却水管堵塞 （3） 二次水进水温度高

处理：

（1） 增大二次水流量

（2） 冲洗清理管道及冷却水管 （3） 调节进水温度到规定值 8、瓷套端子漏氢

原因：

（1） 上、下密封垫压力不足

（2） 瓷套两端面不平行

（3） 铸铜法兰把合处密封圈压力不足 处理：

（1） 用专用扳手将导电杆下部的螺母拧紧 （2） 将其拆下用金刚砂轮磨平两端面或更换瓷套

（3） 将全部把合螺栓按中心对称法逐对把紧或更换密封圈

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