孫鵬

【摘要】隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)工商業(yè)和民用用電量都不斷攀升，電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模和力度越來(lái)越大，極大促進(jìn)了各種單機(jī)容量超過(guò)百萬(wàn)千瓦電網(wǎng)機(jī)組的出現(xiàn)，也給發(fā)電機(jī)管理工作提出了新要求。本文簡(jiǎn)單介紹了百萬(wàn)千瓦汽輪發(fā)電機(jī)氫油水控制系統(tǒng)的組成、原理以及設(shè)計(jì)要點(diǎn)，僅供同行工作參考。

【關(guān)鍵詞】汽輪發(fā)電機(jī)；氫油水控制系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；冷卻水

隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制的日趨成熟，國(guó)內(nèi)各行各業(yè)面臨更大、更嚴(yán)峻的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)，如何更好的提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力逐漸成為工作重點(diǎn)，也促使了各種先進(jìn)技術(shù)、設(shè)備以及理論在企業(yè)管理中不斷出現(xiàn)。電力產(chǎn)業(yè)作為社會(huì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，伴隨經(jīng)濟(jì)的發(fā)展各種大容量發(fā)電機(jī)組不斷出現(xiàn)，其中以百萬(wàn)千瓦汽輪發(fā)電機(jī)最為常見(jiàn)。氫油水控制系統(tǒng)作為百萬(wàn)千瓦汽輪發(fā)電機(jī)不可或缺的組成部分，做好其研究工作對(duì)促進(jìn)電力事業(yè)發(fā)展有著至關(guān)重要的作用。

一、氫氣控制系統(tǒng)

這里我們選擇了某公司生產(chǎn)的2臺(tái)1000MW超臨界發(fā)電機(jī)組作為研究對(duì)象，就其氫油水系統(tǒng)具體的控制情況進(jìn)行研究。

1、設(shè)計(jì)參數(shù)

本次試驗(yàn)中所選擇的產(chǎn)品是由某公司生產(chǎn)的一種新產(chǎn)品，本身有著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)難度大的特點(diǎn)，該產(chǎn)品冷卻系統(tǒng)為水——?dú)洹獨(dú)淅鋮s方式，并且附加設(shè)置了氣系統(tǒng)、密封油系統(tǒng)和定子冷卻水系統(tǒng)。一般來(lái)說(shuō)，發(fā)電機(jī)內(nèi)部的空氣和氫氣是不允許直接被轉(zhuǎn)換的，以免因?yàn)榭諝馀c氫氣的接觸而產(chǎn)生混合氣體，給發(fā)電機(jī)內(nèi)部造成威脅。面對(duì)這種情況，在該設(shè)備中采用二氧化碳?xì)怏w作為空氣與氫氣轉(zhuǎn)換的中間介質(zhì)，這個(gè)時(shí)候只要做好二氧化碳控制，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)氫氣和空氣的轉(zhuǎn)換。由于上述氫氣控制系統(tǒng)原理，在其設(shè)計(jì)中參數(shù)選擇為：額定氫氣壓力為0.52MPa，發(fā)電機(jī)內(nèi)部的氫氣純度要求為98%。

2.技術(shù)特點(diǎn)

由于發(fā)電機(jī)內(nèi)部的氫氣控制涉及了冷卻系統(tǒng)和二氧化碳、空氣等不同的內(nèi)容，因此它本身具備著氣體轉(zhuǎn)換、充氫補(bǔ)氫、壓力檢測(cè)、壓力調(diào)節(jié)等設(shè)備。

2.1設(shè)備控制

氫氣控制系統(tǒng)作為發(fā)電機(jī)內(nèi)部的氣體轉(zhuǎn)換裝置，它通常都包含空氣裝置、二氧化碳供給裝置、二氧化碳加熱裝置以及氣體轉(zhuǎn)換閥、排氣去濕裝置等。

2.2設(shè)計(jì)原理

（1）二氧化碳裝置的設(shè)計(jì)：二氧化碳裝置的設(shè)置是為了避免氫氣與空氣直接接觸形成具有燃燒爆炸性質(zhì)的混合氣體，這種裝置設(shè)置目的在于保證設(shè)備安全，方便氣體轉(zhuǎn)換。按照發(fā)電機(jī)涉及標(biāo)準(zhǔn)和目的，系統(tǒng)中需要設(shè)置一個(gè)專門的二氧化碳加熱裝置，利用這一裝置來(lái)控制氣體的溫度，從而有效的保證設(shè)備內(nèi)部氣體裝置的耐久性和預(yù)防管道口結(jié)露與老化現(xiàn)象的出現(xiàn)。

（2）氫氣控制裝置：氫氣控制裝置也被稱之氫氣供給裝置，它是完成發(fā)電機(jī)內(nèi)部氫氣的補(bǔ)充與更換的裝置。在發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行之中，內(nèi)部氫氣不可避免的混入到密封油當(dāng)中，并且隨著密封油的不斷加熱和排除被帶出發(fā)電機(jī)。甚至在有些時(shí)候還會(huì)出現(xiàn)其他的氣體泄漏裝置。這種現(xiàn)象一旦出現(xiàn)經(jīng)常都會(huì)因?yàn)榘l(fā)電機(jī)內(nèi)部氫氣壓力的降低而造成內(nèi)部溫度上升，故此對(duì)發(fā)電機(jī)內(nèi)部的氫氣一定要控制在一個(gè)特點(diǎn)的范圍之內(nèi)，這也就需要采用一個(gè)科學(xué)、合理的氫氣壓力控制裝置，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部氫氣壓力的自我控制與優(yōu)化。

（3）氫氣干燥裝置：顧名思義氫氣干燥裝置就是用來(lái)干燥發(fā)電機(jī)內(nèi)部氫氣的一個(gè)裝置。由于氫氣與二氧化碳接觸會(huì)產(chǎn)生一定的水分，這些水分的增高必然給發(fā)電機(jī)內(nèi)部設(shè)備造成不良影響，從而降低發(fā)電機(jī)運(yùn)行效率，最終影響到企業(yè)經(jīng)營(yíng)效益。這個(gè)時(shí)候，系統(tǒng)中則需要設(shè)置一定的氣體干燥劑，使得氫氣充分發(fā)揮降溫作用且避免了發(fā)電機(jī)內(nèi)部元件損毀問(wèn)題。

（4）檢測(cè)裝置：檢測(cè)裝置包含了氣體壓力檢測(cè)裝置與溫度檢測(cè)裝置兩種。其中發(fā)電機(jī)內(nèi)部的氣體壓力檢測(cè)裝置通常都是設(shè)子后再氫氣控制裝置上的，因此這里我們不作多述。而溫度檢測(cè)裝置也被稱之為熱工檢測(cè)裝置，它是實(shí)時(shí)對(duì)氫氣和二氧化碳、空氣等各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)的。

3、氫氣轉(zhuǎn)換需要注意的事項(xiàng)

由于發(fā)電機(jī)本身長(zhǎng)期處于運(yùn)行狀態(tài)且周圍環(huán)境復(fù)雜的特征，在密封油系統(tǒng)中我們必須要保證發(fā)電機(jī)供油的可靠性、穩(wěn)定性，確保油壓、氫氣壓力一直維持在0.52MPa。在這個(gè)時(shí)候，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子處于靜止?fàn)顟B(tài)，從而確保了氫氣轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的運(yùn)行安全。同時(shí)由于密封油系統(tǒng)本身內(nèi)部存在擴(kuò)大槽在氣體轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的動(dòng)手排氣模式，這一方面給工作人員工作帶來(lái)一定的影響，同時(shí)排氣閥打開(kāi)5分鐘左右便需要及時(shí)的關(guān)閉，且確保排氣閥關(guān)閉嚴(yán)實(shí)之后方可離開(kāi)。

二、密封油控制系統(tǒng)

1、密封油控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)

1000MW汽輪發(fā)電機(jī)密封油控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)如下所示：

2、主要設(shè)計(jì)要點(diǎn)

密封油裝置是想發(fā)電機(jī)密封瓦供油的一種控制裝置，同時(shí)還要求將油壓、氫氣壓力控制在一定范圍內(nèi)，因此在設(shè)計(jì)中通常都包含有回路裝置，這些回路裝置包含了正常運(yùn)行回路、事故運(yùn)行回路、緊急密封有回路等。首先，真空裝置主要包含了真空油箱、真空泵和再循環(huán)泵組成，它們是單流環(huán)式密封油系統(tǒng)中的油凈化設(shè)備。其次，密封油控制裝置中的主要儀表包括壓力表、真空表等都集中組裝在儀表箱中，完成系統(tǒng)重要參數(shù)的就地監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)方信號(hào)輸出和報(bào)警功能。最后：發(fā)電機(jī)空側(cè)密封油和軸承潤(rùn)滑油混合后排至空氣抽出槽內(nèi)，油中的氣體分離后經(jīng)過(guò)管路排往廠外大氣，潤(rùn)滑油經(jīng)過(guò)管路流回汽機(jī)主郵箱。

3、定子線圈設(shè)計(jì)

定子線圈冷卻水系統(tǒng)自成一獨(dú)立封閉自循環(huán)系統(tǒng)，系統(tǒng)中的水由水泵邵動(dòng)進(jìn)行循環(huán)。系統(tǒng)中設(shè)置有兩臺(tái)水泵，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用，從而保證冷卻水不間斷地流經(jīng)發(fā)電機(jī)定子線圈，帶走損耗（熱量）。同時(shí)，系統(tǒng)中設(shè)置氣動(dòng)溫度調(diào)節(jié)閥和氣動(dòng)壓力調(diào)節(jié)閥控制發(fā)電機(jī)進(jìn)水的壓力和溫度。閥門均采用氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，配備有氣/電定位器、閥位變送器、空氣過(guò)濾減壓器、手輪機(jī)構(gòu)等。

三、結(jié)束語(yǔ)

總之，在具體設(shè)計(jì)中我們要在功能要求的基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)內(nèi)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)充分考慮了發(fā)電機(jī)各種工況的系統(tǒng)監(jiān)測(cè)、控制系統(tǒng)設(shè)備配置上的安全可靠性等，完成了氫油水控制系統(tǒng)的最終工程設(shè)計(jì)，確保了整個(gè)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]孫凱，李淑鈺，祖宇聰.多線程技術(shù)在1000MW水輪發(fā)電機(jī)推力軸承試驗(yàn)上的應(yīng)用[J].大電機(jī)技術(shù)，2011（06）

[2]王志惠，閆斌，何喜梅，鄧大勇，陳文強(qiáng)，李生平，賀若彬，劉高飛.15MW抽汽背壓式汽輪機(jī)過(guò)火部件質(zhì)量分析[J].青海電力，2012（01）

[3]申秀蘭，張秋鴻，呂智強(qiáng)，鞠鳳鳴，王洪鵬.超超臨界1000MW汽輪發(fā)電機(jī)組軸系安全可靠性研究[J].汽輪機(jī)技術(shù)，2010（02）