3号机发电机氢系统调试要求措施.docx

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3号机发电机氢系统调试要求措施

1概述

新疆神火煤电有限公司4×350MW动力站工程3号机组发电机为东方电机股份有限公司生产的QFSN-350-2-20B型水氢氢冷发电机。

该发电机的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合格的氢气，保持机内氢气压力稳定，监视机内氢气纯度及液体的泄漏。

系统包括有：

气体控制站、气体干燥器、氢气除湿装置、气体分析仪、二氧化碳汇流排、氢/空气、CO2充排管道。

2调试目的

2.1为了指导规范发电机氢气系统及设备的调试工作，保证系统及设备能够安全正常投入运行，制定本措施。

2.2检查氢气系统热工信号装置，确认其动作可靠。

2.3检查氢气系统及设备的运行情况，检验系统的性能，发现并消除可能存在的缺陷。

3编写依据

3.1《火力发电厂建设工程启动及验收规程》［DL/T5437－2009］。

3.2《火电工程启动调试工作规定》［电力部建设协调司建质（1996）40号］。

3.3《火电工程调整试运质量检验及评定标准》［电力部建设协调司建质（1996）111号］。

3.4《电力建设施工技术规范（第3部分：

汽轮发电机组）》［DL5190.3-2012］。

3.5《电力建设施工质量验收及评价规程第3部分：

汽轮发电机组》［DL/T5210.3-2009］。

3.6《工程建设标准强制性条文（电力工程部分火力发电篇）》（2006年版）。

3.7《国家电网公司电力安全工作规程（火电厂动力部分）》［国家电网安监（2008）23号］。

3.8东方电机有限公司发电机氢系统有关图纸、说明书及设计院设计有关图纸和资料。

4调试使用设备

现场经校验合格的DCS测点元件和就地表计。

5组织与分工

5.1黑龙江火电建设公司

5.1.1负责完成试运所需要的建筑和安装工程，以及试运中临时设施的制作、安装和系统恢复工作。

5.1.2全面组织协调分部试运工作。

5.1.3负责组织完成单体调试、单机试运条件检查确认、单机试运指挥工作，提交单体调试报告和单机试运记录，参加单机试运后的质量验收签证。

5.1.4负责单机试运期间工作票安全措施的落实和许可签发。

5.1.5负责向生产单位办理设备及系统代保管手续。

5.1.6参加和配合分系统试运和整套启动试运工作，参加试运后的质量验收签证。

5.1.7负责试运阶段设备与系统的就地监视、检查、维护、消缺和完善,使与安装相关的各项指标满足达标要求。

5.1.8机组移交生产前，负责试运现场的安全、保卫、文明试运工作，做好试运设备与施工设备的安全隔离措施。

5.2新疆电科院

5.2.1负责分系统试运和整套启动试运调试前的技术及安全交底，并做好交底记录。

5.2.2负责全面检查试运机组各系统的完整性和合理性，组织分系统试运和整套启动试运条件的检查确认。

5.2.3按合同规定组织完成分系统试运和整套启动试运中的调试项目和试验工作，参加分系统试运和整套启动试运质量验收签证，使与调试有关的各项指标满足达标要求。

5.2.4负责对试运中的重大技术问题提出解决方案或建议。

5.3新疆昆仑监理

5.3.1做好工程项目科学组织、规范运作的咨询和监理工作，负责对试运过程中的安全、质量、进度和造价进行监理和控制。

5.3.2按照质量控制监检点计划和监理工作要求，做好机组设备和系统安装的监理工作，严格控制安装质量。

5.3.3负责组织对调试大纲、调试计划及单机试运、分系统试运和整套启动试运调试措施的审核。

5.3.4负责试运过程的监理，参加试运条件的检查确认和试运结果确认,组织分部试运和整套启动试运后的质量验收签证。

5.3.5负责试运过程中的缺陷管理，建立台帐，确定缺陷性质和消缺责任单位，组织消缺后的验收，实行闭环管理。

5.3.6协调办理设备和系统代保管有关事宜。

5.3.7组织或参加重大技术问题解决方案的讨论。

5.4新疆神火煤电工程部

5.4.1充分发挥工程建设的主导作用，全面协助试运指挥部，负责机组试运全过程的组织管理和协调工作。

5.4.2负责编制和发布各项试运管理制度和规定，对工程的安全、质量、进度、环境和健康等进行控制。

5.4.3负责协调设备供货商供货和提供现场服务。

5.4.4负责协调解决合同执行中的问题和外部关系。

5.4.5负责与电网调度、消防部门、铁路、航运等相关单位的联系。

5.4.6负责组织相关单位对机组联锁保护定值和逻辑的讨论和确定，组织完善机组性能试验或特殊试验测点的设计和安装。

5.4.7负责组织由设备供货商或其他承包商承担的调试项目的实施及验收。

5.4.8负责试运现场的消防和安全保卫管理工作，做好建设区域与生产区域的隔离措施。

5.4.9参加试运日常工作的检查和协调，参加试运后的质量验收签证。

5.5新疆神火煤电生产运行部

5.5.1负责完成各项生产运行的准备工作。

5.5.2根据调试进度，在设备、系统试运前一个月以正式文件的形式将设备的电气和热控保护整定值提供给安装和调试单位。

5.5.3负责与电网调度部门有关机组运行的联系及与相关运行机组的协调，确保试运工作按计划进行。

5.5.4负责试运全过程的运行操作工作，运行人员分工明确、认真监盘、精心操作，防止发生误操作。

对运行中发现的各种问题提出处理意见或建议，参加试运后的质量验收签证。

5.5.5单机试运时，在施工单位人员的指挥下，负责设备的启停操作和运行参数检查及事故处理；分系统试运和整套启动试运调试中，在调试单位人员的监督指导下，负责设备启动前的检查及启停操作、运行调整、巡回检查和事故处理。

5.5.6分系统试运和整套启动试运期间，负责工作票的管理、工作票安全措施的实施及工作票和操作票的许可签发及消缺后的系统恢复。

5.5.7负责试运机组与运行机组联络系统的安全隔离。

5.5.8负责已经代保管设备和区域的管理及文明生产。

5.6东方电机股份有限公司

5.6.1按供货合同提供现场技术服务和指导，保证设备性能。

5.6.2参与重大试验方案的讨论和实施。

5.6.3参加设备首次试运条件检查和确认，参加首次受电和试运。

5.6.4按时完成合同中规定的调试工作。

5.6.5负责处理设备供货商应负责解决的问题，消除设备缺陷，协助处理非责任性的设备问题及零部件的订货。

6调试范围

气体控制站、气体干燥器、氢气去湿装置、氢气冷却器、二氧化碳汇流排及加热装置、油水检测报警器及其附属管道、阀门，相关的热工仪表及报警装置。

发电机气体置换。

7调试前应具备的条件

7.1发电机的氢系统设备与管道安装完毕，并经整体气密试验合格，CO2充排管道上的安全阀在风压试验时应整定合格。

氢冷却器通水试验良好。

7.2密封油系统油循环合格，恢复系统。

空气抽出槽排烟风机试运正常。

7.3发电机定子冷却水系统经冲洗合格，系统恢复，具备投运条件。

7.4氢站至厂房氢母管上应有放气阀，以便气体置换时用

7.5密封油系统调整试验己完成，差压阀性能良好，油水探测报警器、漏氢检测仪已安装完，热工仪表校验合格，表计齐全。

7.6发电机周围清理干净，无易燃物件，距发电机及氢系统周围不小于10m范围内己划出严禁烟火区域，并挂有警告牌。

7.7准备好足够的消防器材。

7.8准备好压缩空气源和足量的质量合格的氢气和CO2。

CO2的纯度不低于95％，含氧量不超过2％。

母管的氢气压力宜比发电机额定氢压高0.2MPa以上，纯度一般应为99.5％，最低不低于98％。

7.9应配备用于氢系统运行和检修操作的铜制扳手等工具，操作氢气系统阀门时，要缓慢开关。

8调试方法及内容

8.1在氢母管至气体控制站间法兰加堵板，用经过干燥器的压缩空气对整个气体系统的外部管道进行吹扫，吹扫的空气压力不超过0.4MPa。

8.2按照《电力建设施工技术规范（第3部分：

汽轮发电机组）》［DL5190.3-2012］第5.6.7～5.6.9中的规定用压缩空气进行整体严密性试验，漏气率按如下标准检验应合格。

8.2.1控制密封油压比机内气体压力高40～60kPa，在标准条件下（在0.3MPa表压，机内气体温度保持在15℃，外界大气压稳定在1.01325×105Pa时，经过24h），机内气体压降ΔP≤5.39kPa，漏气率（空气）≤1.33%。

8.2.2现场实际试验条件下的数据应按下述方法修正

压力降修正ΔP’=

MPa

漏气量修正ΔQ=V

m3

式中，T0—15℃对应的绝对温度288K

T1—试验开始时机内气体的绝对温度，K

T2—试验结束时机内气体的绝对温度，K

P1—试验开始时机内气体压力（表压），Pa

P2—试验结束时机内气体压力（表压），Pa

P01—试验开始时外界大气压力，Pa

P02—试验结束时外界大气压力，Pa

P0—标准大气压，P0=101325Pa

S—试验持续时间性，h

V—发电机及氢气管路充氢容积71m3

8.3气体置换

本机组采用中间介质置换法充氢。

即利用CO2置换发电机内的空气（或氢气），然后又用氢气（或空气）置换CO2气体，使发电机内在气体置换时，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。

气体置换过程中，机内气压维持在0.01～0.03MPa。

8.3.1置换条件

8.3.1.1密封油系统运行正常，油压高于氢压0.04～0.06MPa，油温38～45℃。

8.3.1.2退出氢纯度分析仪。

8.3.2中间介质法充氢

8.3.2.1用CO2置换空气

8.3.2.1.1解开气体控制站压缩空气截门前的连接或加堵板，在氢母管至气体控制站间法兰加堵板。

8.3.2.1.2确认下列各阀门关闭

8.3.2.1.2.1发电机二氧化碳排气门

8.3.2.1.2.2气体控制站压缩空气进气门

8.3.2.1.2.3气体干燥器放水门、顶部排气门

8.3.2.1.2.4发电机油水探测器排污门

8.3.2.1.2.5氢气除湿装置进口管道上的排污门

8.3.2.1.2.6氢气除湿装置放水门

8.3.2.1.2.7氢气除湿装置前油分离器排污门

8.3.2.1.2.8气体控制站安全阀旁路门

8.3.2.1.2.9充氢管路上减压阀前后手动门、电磁阀前后手动门、旁路手动门

8.3.2.1.3打开发电机氢气/空气排气门、发电机顶部配气管至气体控制站手动门，打开气体置换分析仪样气进口门、关闭CO2充排管至气体置换分析仪截门、发电机机内氢纯度分析供气门、稍开H2/Air充排管至气体置换分析仪截门，使气体置换分析仪工作为CO2/Air方式。

8.3.2.1.4CO2加热装置接通电源，全开电加热前截止门、减压器后截止门、CO2汇流排出口总门、气体控制站CO2进气门，缓慢开启CO2气瓶口阀门，向发电机内充压，控制CO2气流速度，防止阀门及管道结冻。

8.3.2.1.5发电机内见压后，调整发电机上部配气管至气体控制站手动门开度，适当开启气体干燥器放水门及顶部排气门、氢气除湿装置放水门及其管道排污门，维持发电机内压力0.01～0.03MPa。

8.3.2.1.6注意观察二氧化碳进气管道结霜情况，离发电机连接处至少3米远的管道上不应结霜。

8.3.2.1.7置换过程需CO2约180Nm3。

8.3.2.1.8在发电机CO2排气管取样，当CO2纯度达85％以上后，可适当关小发电机氢气/空气排气门，开启气体控制站、气体干燥器、氢气去湿装置、扩大槽、浮子油箱、发电机底部集液器等各处死角排污门排死角3～5分钟后关闭，反复几次，两次间隔静置片刻。

8.3.2.1.9各处取样门CO2含量均达85％以上时，关闭发电机上部配气管排气门，继续充入CO2，提高纯度，机内气体压力升至0.03～0.05MPa关闭CO2气瓶口阀门，停止充CO2，同时，关闭C02电加热器前截门、减压器后截门、CO2汇流排出口总阀、气体控制站CO2进气门，并切断电加热器电源。

8.3.2.1.10发电机内部存留二氧化碳不允许超过24小时，最好在6小时内结束工作。

8.3.2.2用氢气置换CO2

8.3.2.2.1检查氢母管来氢门关闭严密，拆除氢母管至气体控制站间法兰堵板，恢复连接。

8.3.2.2.2打开氢母管来氢门后排气取样门，稍开发电机顶部配气管至气体控制站手动门，用机内CO2压力将充氢管路中隔离段的空气顶出。

8.3.2.2.3制氢站来供氢母管压力应不大于1MPa。

8.3.2.2.4打开气体置换分析仪样气进口门、关闭H2/Air充排管至气体置换分析仪截门、发电机机内氢纯度分析供气门，稍开CO2充排管至气体置换分析仪截门，使气体置换分析仪工作为H2/CO2方式。

8.3.2.2.5打开氢气母管来氢门、气体控制站氢进气门、气体控制站氢气减压阀前后截阀，通过减压阀或稍开减压阀旁路门向发电机内充氢，开启发电机顶部配气管至气体控制站手动门、发电机底部配气管至气体控制站手动门、发电机底部配气管排气门进行调整，维持发电机内压力0.021～0.035MPa。

注意控制充氢/排气速度。

8.3.2.2.6当排气管处取样氢气纯度达90％以上时，开启氢系统各死角排污门排死角3～5分钟后关闭，反复几次，两次间隔静置片刻。

检查各取样口的氢气纯度，氢气纯度达90％以上时，可投入氢纯度分析仪。

8.3.2.2.7各处取样口氢气纯度达96%、氧含量低于2%时,关闭发电机底部配气管排气门，可提高氢压至要求的数值。

8.3.2.2.8当氢压升至0.05MPa时，投入差压阀自动调整油氢压差。

8.3.2.2.9根据需要调整氢压至额定，并检查密封油压、差压阀工作正常。

8.3.3中间介质法排氢

8.3.3.1用CO2置换氢气

8.3.3.1.1退出氢气纯度分析仪。

8.3.3.1.2停止氢气去湿装置运行，关闭充氢管路上减压阀前后手动门、电磁阀前后手动门、旁路手动门。

8.3.3.1.3关闭氢母管来氢门并在氢母管至气体控制站间法兰加堵板。

8.3.3.1.4缓慢开启发电机发电机上部配气管至气体控制站手动门和排气门，将氢压降至0.03～0.05MPa后关闭。

8.3.3.1.5随着机内氢压逐渐降低，应严密监视密封油压和浮子油箱、真空油箱油位的变化，严防发电机进油，及时调整发电机氢冷器冷却水压、内冷水压低于氢压，并适时停止内冷水泵运行。

8.3.3.1.6CO2加热装置接通电源，全开电加热前截止门、减压器后截止门、CO2汇流排出口总门、气体控制站CO2进气门，严格控制CO2气流速度，以防结露，打开氢气去湿装置放水门、气体干燥器放水门，开启调整发电机底部配气管至气体控制站手动门、发电机上部配气管排气门，维持机内压力0.01～0.03MPa。

全过程保持密封油压高于氢压力0.04～0.05MPa。

8.3.3.1.7化验排气管取样点CO2纯度，当CO2纯度达95％以上时，开启各死角排污门排3～5分钟后关闭，两次间隔静置片刻。

8.3.3.1.8当各取样口CO2纯度达95％以上时，关小CO2瓶口门，关闭发电机上部配气管排气门、氢气去湿装置放水门、气体干燥器放水门，继续充入CO2提高纯度，机内压力升至0.03～0.05MPa，关闭CO2气瓶口阀门，停止充CO2，同时，关闭C02电加热器前截门、减压器后截门、CO2汇流排出口总阀、气体控制站CO2进气门，并切断电加热器电源。

8.3.3.1.9发电机内部存留二氧化碳不允许超过24小时，最好在6小时内结束工作。

8.3.3.2用空气置换CO2

8.3.3.2.1恢复气体控制站压缩空气截门前的连接或拆除堵板。

8.3.3.2.2打开气体置换分析仪样气进口门、关闭CO2充排管至气体置换分析仪截门、发电机机内氢纯度分析供气门、稍开H2/Air充排管至气体置换分析仪截门，使气体置换分析仪工作为CO2/Air方式。

8.3.3.2.3开启气体控制站压缩空气截门、发电机顶部配气管至气体控制站手动门向发电机内充空气，开启氢气去湿装置放水门、气体干燥器放水门，开启调整发电机底部配气管排气门，使机内CO2由底部配气管排气门排出，维持发电机内压力0.01～0.03MPa。

8.3.3.2.4当排气管取样口CO2含量低于15％时，开启各死角排污门排3～5分钟后关闭，两次间隔静置片刻。

8.3.3.2.5化验各处取样口空气含量高于90%，停止充入压缩空气，排氢置换过程结束。

8.3.3.2.6关闭气体控制站压缩空气截门、发电机底部配气管排气门，氢气去湿装置放水门、气体干燥器放水门放尽水后关闭。

8.4待机组带负荷后,配合制造厂人员完成氢气去湿装置的调试。

9调试质量检验标准或控制目标

9.1系统吹扫清洁无杂物。

9.2发电机及氢气管路系统漏氢率≤5％／d。

9.3联锁保护及信号项目齐全，动作正确。

9.4系统额定参数如下：

9.4.1额定氢气工作压力：

0.25MPa（表压，下同）

9.4.2氢气纯度≥95％

9.4.3氢气湿度≤4g／m3（0.25MPa压力工况下）

9.4.4冷氢温度≤30～46℃

9.4.5热氢温度≤65℃

10安全注意事项

10.1充氢或排氢时应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危及安全。

10.2氢气、压缩空气、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。

10.3现场特别是排空管附近禁止明火。

10.4发电机并网运行情况下，氢冷器冷却水和定子冷却水投运后，机内氢压必须大于水压0.03MPa以上。

降低氢压运行时，定子冷却水和氢冷器冷却水压均不得高于氢压。

10.5入口氢温应大于20℃，出口氢温应小于65℃，机组启动时，发电机不宜过早投入氢气冷却器冷却水。

10.6运行中若开式循环冷却水中断时，严防氢气冷却器发生水冲击现象而泄漏。

10.7在对含有氢气的发电机气体系统进行检修及操作时，应采取措施防止工具产生火花，根据需要可以使用铜扳手。

在搬运CO2瓶时应使用防护用具，防止漏气处将手冻伤。

10.8发电机排氢后，供氢管必须断开，防止氢气漏入发电机内。

10.9向发电机内送压缩空气时，必须经过干燥器除去水分，并应经常保持发电机内冷却介质的绝对湿度小于15g/m3。

10.10发电机充氢后且机组正常运行情况下，为保证氢气质量，除去氢气中的水分，须投入氢气干燥装置及氢循环风机。

10.11为了减少气体消耗，在置换气体过程中，发电机壳体中可保持较低压力（约0.03MPa左右），但最低压力值不得低于3.0kPa。

10.12置换气体过程中，气体排出管路及气体不易流通的死区，特别是氢气干燥器和发电机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。

10.13发电机运行时，机内氢气纯度低于94%，应进行排补氢。

排污时应确认排污口附近无动火工作。

操作应缓慢，以防止产生静电引起爆炸起火。

每次补排的氢气量不宜超过10%的氢气总量，以便避免机内氢气温度变化太大。

10.14发电机内氢压下降或发生漏氢时，应立即查明原因，并设法消除。

10.15充入发电机氢气湿度应不高于露点-25℃，机内氢气湿度应不高于露点-5℃。

10.16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。