614060408#1燃机发电机氢油系统调试方案.docx
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614060408#1燃机发电机氢油系统调试方案
密级检索号614-060408
杭州意能电力技术有限公司
技术文件
杭州半山天然气发电工程
#1机组发电机密封油及氢气系统调试方案
王函弘
2005年3月
杭州半山天然气发电工程
#1机组发电机密封油及氢气系统调试方案
方案编写：
方案审核：
方案批准：
目录
1
前言............................................................
1
2
系统及设备主要技术规范..........................................
1
3
调试前应具备的条件..............................................
3
4
调试内容及步骤..................................................
3
5
安全注意事项....................................................
6
6
时间安排及组织分工..............................................
6
附录：
发电机气密试验方案..............................................
8
杭州半山天然气发电工程调试过程记录表清单.....................
10
杭州半山天然气发电工程调试质量控制实施情况表...................
11
杭州半山天然气发电工程分系统调试前检查清单....................
12
杭州半山天然气发电工程分系统调试技术方案交底会记录清单.......
14
杭州半山天然气发电工程联锁保护及报警试验记录单................
15
杭州半山天然气发电工程分系统试运行记录........................
16
杭州半山天然气发电工程分项调整试运质量检验评定表..............
17
杭州半山天然气发电工程分部试运签证验收卡......................
19
【摘要】本方案详细介绍了杭州半山天然气发电工程3×390MW工程#1燃气发电机组发电机密封油及氢气冷却系统调试的目的、方法、内容、步骤和标准，方案后附录包括了发电机气密性试验方案、分系统调试检查清单、联锁试验记录表、质量验评表、试运行记录表等，作为调试时参考及记录依据。
【关键词】杭州半山天然气发电工程发电机密封油系统氢气冷却系统调试方案
1前言
1.1调试目的
依据《火力发电厂基本建设工程启动及竣工验收规程（1996年版）》（简称新启规）的规定和杭州半山天然气发电工程调试技术合同的要求，在#1机组发电机密封油及氢气冷却系统安装结束完成设备单体调试后应进行分系统的调试工作，以确认发电机密封油泵、系统管道及辅助设备安装正确无误，设备运行性能良好，控制系统工作正常，系统能满足机组整套启动需要。
为保障发电机密封油及氢气冷却系统调试工作的顺利进行，特编写本方案。
1.2调试依据及标准
1.2.1调试依据
发电机密封油及氢气冷却系统调试工作参照以下有关规程、标准、手册等进行：
（1）部颁《火力发电厂基本建设工程启动及竣工验收规程（1996年版）》；
（2）《华东电网火力发电厂基本建设启动及竣工验收规程实施办法（试行）》；
（3）《华东电网火电工程分部试运管理实施细则（试行）》；
（4）部颁《电力建设施工及验收技术规范（汽轮机机组篇）（1992年版）》；
（5）部颁《火电工程启动调试工作规定》；
（6）部颁《火电工程调整试运质量检验及评定标准（1996年版）》；
（7）美国GE公司《发电机系统说明》、《发电机系统运行维护手册》；
1.2.2调试质量目标：
（1）符合部颁《火电工程调整试运质量检验及评定标准（1996年版）》，以及GE公司的有关标准中有关发电机密封油及氢气冷却系统的各项质量标准要求，全部检验项目合格率100%，优良率90%以上；
（2）分部试运签证验收合格，满足机组整套启动要求。
1.3调试内容
发电机密封油及氢气冷却系统调试从从交流润滑油泵、直流润滑油泵、直流密封油泵、单体试转后的交接验收开始，包括联锁保护试验、系统投运及动态调整等项目。
2系统及设备规范
2.1系统简介
2.1.1密封油系统
为防止在运行中氢气外漏，在发电机轴承内侧设有两个密封环以密封发电机内的氢气,密封环与发电机轴的间隙约为（0.04-0.19mm），一般空侧密封间隙要大于氢侧密封间隙。
整个密封油为单流双回路型式。
密封油由主机交流润滑油泵供给，通过一个压力调节阀将油氢差压控制在0.037Mpa，密封油进入密封环与发电机转子之间的间隙后，分两个方向流出。
氢侧回油流经氢侧回油箱以除去氢气，当氢压低于0.0352Mpa时，氢侧密封油通过一个旁路进入轴承回油箱，当氢压升高（0.0352Mpa）后，密封油通过氢侧回油箱（防止氢气漏入润滑油系统），然后进入轴承回油箱。
空侧密封油回油直接流入轴承回油箱，轴承回油箱内溶出的氢气通过排气管排出屋顶。
当交流油泵故障时或油压低时，联锁启动直流密封油泵，可将油氢差压控制在0.017Mpa。
密封油与氢气之间的压力差由差压调节阀来控制。
密封油系统的主要技术规范：
密封油量：
0.136m3/min
空侧密封油量：
0.116m3/min
氢侧密封油量0.020m3/min
密封油与氢气差压（交流润滑油泵/直流密封油泵运行时）：
0.037/0.017Mpa
密封油供油压力0.6619MPa
密封油油压（密封瓦进口处）：
0.4482Mpa
氢侧回油箱出口压力0.0414Mpa
轴承回油压力0.013MPa
密封瓦进油温度48℃
密封油回油温度76℃
半山天然气发电工程每台机组配一套发电机密封油系统，包括一个差压控制阀、一个氢侧回油箱、一个轴承回油箱、两个氢侧密封回油箱及其液位检测装置、密封油流量计、氢侧回油流量计及控制系统。
系统基本流程可以分为两个流程：
空侧密封流程：
密封油→差压调节阀→密封瓦空侧→轴承回油箱→润滑油箱
氢侧密封流程：
密封油→差压调节阀密封瓦→氢侧密封回油箱→浮子油箱→轴承回油箱→润滑油箱；
2.1.2氢气冷却系统
发电机定子铁芯及转子铁芯、线圈采用氢气冷却。
为避免发电机内部存在氢气和空气混合物，采用二氧化碳气体作为中间介质来置换发电机内的氢气和空气。
在汇流排，分别接有仪用空气管、二氧化碳管和氢气管通入发电机，它们又分别与通大气管相连，可以通过操作控制阀来完成发电机内的气体置换及补氢。
从氢气汇流排来的氢气经氢压调节阀进入发电机。
机组运转时，机内氢气在发电机转子风扇的作用下进入氢气干燥器进行干燥，再返回机内。
系统还设置了氢气冷却器用于控制发电机内的氢气温度，以及氢气监视系统以监视氢气的纯度。
氢气冷却系统的主要技术规范：
机内气体容积：
76m3
置换空气所需CO2量（70%纯度）：
95m3
置换氢气所需CO2量：
152m3
置换CO2且机内氢气纯度达95％时所需氢气量：
2×76m3（正常运行时）
机内氢压升高时所需氢气量：
压力为3.4kPa.g时（90%纯度）：
133m3
压力为103kPa.g时：
209m3
压力为207kPa.g时：
285m3
压力为310kPa.g时：
361m3
压力为414kPa.g时：
437m3
正常运行氢气压力：
0.414MPa
正常运行时，机内氢气纯度：
≥98%
供氢湿度：
≤0.2g/m3（标准大气压下）
氢气湿度：
≤1g/m3（标准大气压下）
最低供氢压力（高于机内压力）0.068Mpa
漏氢量（0.414Mpa）11.3m3/d（最大19.8m3/d）
静止或盘车状态（0.014～0.034MPa）2.8m3/d
正常运行时最小氢气纯度98%
半山天然气发电工程每台发电机配一套氢气冷却系统，包括四个氢气冷却器（分别位于发电机的四个角）、一套双塔氢气干燥器、一套CO2汇流排、一套H2汇流排、、氢气压力控制装置、气体监视装置、浮子式检漏计、气体纯度分析仪、露点监视及湿度监视。
正常运行时，系统基本流程为：
氢瓶→氢气汇流排→氢压调节器→发电机内部→氢气冷却器→氢气干燥器→发电机内部。
`
2.2设备规范
发电机密封油系统其他设备：
2.2.1直流密封油泵
制造商：
Buffalo
型式：
垂直、单级、单吸
流量：
120GPM
电机：
制造商：
GE
转速：
3500r/min
电压：
210VDC
额定电流：
25A
出口压力：
0.655MPa
2.2.2氢气干燥器
型号：
BAC-50
干燥方式：
干燥式
干燥剂：
氧化铝
设计压力：
1.034MPa
设计流量：
100Nm3/hr
设计冷却水流量：
3.75l/min
设计水温：
29℃
2.2.3氢气冷却器
每台发电机冷却器数量4台
3调试前应具备的条件
3.1发电机密封油及氢气冷却系统所有设备、管道安装结束，并经验收签证。
3.2热工仪表及电气设备安装、校验完毕，并提供有关仪表及压力、温度、差压等开关的校验清单。
3.3交流润滑油泵、直流密封油泵、单转试验结束，润滑油系统已能正常投用，可向发电机密封油系统提供密封用油。
。
3.4各阀门开、关动作正常。
3.5系统调试组织和监督机构已成立，并已有序地开展工作。
3.6调试资料、工具、仪表、记录表格已准备好。
3.7试运现场已清理干净，安全、防火、防爆、照明和通讯措施已落实。
3.8热控、电气专业有关调试结束，配合机务调试人员到场。
4调试工作程序及步骤
4.1调试工作程序
发电机氢油系统的调试工作可按如下所示流程图进行：
4.2调试步骤
4.2.1联锁保护及报警试验
4.2.1.1直流密封油泵联锁保护试验
4.2.2密封油系统冷态调试
4.2.2.1试运前检查、确认以下条件满足：
（1）根据分系统调试前检查清单，确认各设备、管路及电气接线等符合要求；
（2）电气试验及联锁试验已完成；
（3）临时表计已准备完毕。
4.2.2.2密封油系统的调整
（1）启动交流润滑油泵，检查系统油压在正常范围。
（2）开启各表计的二次阀，开启消泡箱至氢侧回油箱的阀门（H-031）和旁路阀（H-82），防止消泡箱满油。
开启差压调节阀后隔离阀（HV-3402），稍微开启差压调节阀前隔离阀，开启差压调节阀（PDCV3401）上的放气螺塞，让油漏出少许以排出波纹管内空气，旋紧放气螺塞。
调整差压调节阀上部的弹簧，使密封油与氢气的差压保持在0.037MPa，。
（3）当发电机内气体压力大于0.0352Mpa后，关闭消泡箱旁路阀（H-82），通过油箱上窥视孔观察油位控制情况。
（4）当发电机压力达到正常氢压后，检查密封油压力、油氢差压、密封油流量、氢侧密封油回油流量在正常范围内。
。
4.2.3密封油系统投运
4.2.3.1确认润滑油系统已投用。
4.2.3.2检查系统各阀门的状态在正常位置，当发电机内压力低于0.035Mpa时，应打开消泡箱至氢侧回油箱的旁路阀。
4.2.3.3缓慢开启差压调节阀前隔离阀，检查确认差压调节阀能正常维持油氢差压，检查确认密封瓦中的密封油压建立以及密封油的流量。
4.2.3.4发电机运转时密封油系统的调整
发电机在同步转速和额定氢压下运转以及密封油温度均在27～49℃之间，密封油系统做最后的调整，检查油氢差压数值，如果发生漂移，应做调整；
4.2.3.5密封油系统正常投运后，全面检查系统设备及管道应无泄漏现象，并记录下列数据：
轴两端密封油压，密封油供油压力，差压调节阀出口压力、密封油温度，氢油差压，密封油流量等参数。
4.2.4发电机充氢及排氢
4.2.4.1充氢前检查、确认以下条件满足：
（1）为了保证充氢过程安全进行，需在有关设备附近划定安全区，在安全区内严禁动火与其他施工；
（2）准备充足二氧化碳钢瓶及氢气钢瓶；
（3）确认密封油系统及氢气冷却系统的管路阀门在正常操作状态；
（4）确认发电机气密性试验完成，试验结果符合要求；
（5）密封油系统正常投运。
（6）确认氢气监视仪表已经过校验。
以下阀门编号参见GEH2/CO2系统图。
4.2.4.2二氧化碳置换空气
确认密封油系统已经投运，并且密封瓦处建立正常的密封油压；
（1）确认氢气控制组件各阀门处在“PURGE”（AirinCO2）位置，且已运行；
（2）检查氢气和二氧化碳的数量是否够用，关闭供氢隔离阀，打开放气阀HV2954，在进气过程中应及时调整该阀门，保持发电机内压力为0.014～0.035Mpa之间，确认三通阀HV2952和HV2955在垂直位置（二氧化碳连至发电机），确认氢气干燥器已连上和CO2母管已起压；
（3）开启HV2946，HV2955，使二氧化碳通入发电机底部，充CO2时流量不要太大，以避免混合气体排出发电机，减少气体用量；
（4）充入CO2，直至排气中CO2含量达到70%读取气体纯度指示计的读数，并取样校核；
（5）观察气体纯度指示计的读数，直至二氧化碳的纯度达到70%，确认发电机压力大于0.014MPa，充气过程中所需钢瓶约15～20瓶左右。
发电机充气结束后，利用发电机内压力对氢气扩大管及检漏仪、检测仪表的进回气管进行置换。
（6）关闭排气阀HV2954和CO2供气隔离阀HV2946。
4.2.4.3氢气置换二氧化碳
（1）在供氢管上安装软管，将氢气控制盘上将指示切至“PURGE”（H2inCO2），将氢气控制盘上的阀门切至所需位置。
（2）将三通阀HV2952和HV2955切至水平位置（氢气连至发电机），部分开启放气阀HV2954，在充气过程即使调整HV2954，以保持压力在0.014～0.035Mpa之间。
；
（2）检查供氢压力在0.50.55MPa，打开供氢压力调节阀后隔离阀HV2934和隔离阀HV2936，缓慢部分开启供氢调节阀前隔离阀HV2933，充氢流量不可过大，以避免混合气体排出机外，减少氢气消耗量；
（3）监视排出气体中氢气含量直至氢气含量超过90%，充气过程中所需氢瓶数量约为25～30瓶左右。
（4）当氢气纯度超过90%以后，关闭供氢调节阀前隔离阀HV2933和放气阀HV2954。
。
（5）开启供氢调节阀旁路阀HV2935，在氢气控制盘上将显示切至“NORMAL”（H2inAir），将氢气控制盘的阀门放在相应位置。
（6）保持充氢状态，当氢压达到0.362Mpa时，关闭供氢压力调节阀旁路阀，开启供氢调节阀前隔离阀HV2933，利用供氢调节阀PCV2935维持机内压力0.362Mpa。
（7）投入氢气干燥器，当发电机气体温度上升时，调节PCV2935维持机内压力为0.414Mpa。
在压力上升时监视氢气纯度，当压力上升时氢气纯度应超过98%。
4.2.4.4发电机排氢
（1）只有在汽轮发电机组停运的情况下，才允许发电机排氢；
（2）发电机排氢泄压
·切断氢气气源；
·关闭供氢隔离阀HV2936，氢气调节阀前后隔离阀HV2933和HV2934，开启放气阀HV2954，将压力降至0.035Mpa时，关闭HV2954；
·开启供氢管上放气阀HV2925使供氢管泄压，将氢瓶与供氢管间管道拆除，关闭供氢管上放气阀HV2925，并在供氢管上安装盲板法兰；
（3）用CO2置换机内氢气
·将三通阀HV2952和HV2955切至垂直位置（CO2连至发电机）。
部分开启放气阀HV2954，在氢气控制盘上将显示切至“PURGE”（H2inCO2），将氢气控制盘上阀门置于相应位置。
·开启CO2供应隔离阀HV2946置换机内氢气，供气流量不应太大，减少用气流量。
置换过程所用二氧化碳钢瓶约需20～25瓶左右。
·当气体分析显示氢气纯度为5%时，关闭放气阀HV2954。
当机内置换完成后，利用机内二氧化碳压力置换于发电机相连管道中的氢气（如氢气扩大管，检漏仪等）。
·关闭二氧化碳供气隔离阀HV2946，对二氧化碳供气管放气。
拆除二氧化碳钢瓶与二氧化碳供气管间连接管道，
（4）用空气置换机内二氧化碳
·将压缩空气接入供气管，要求压力为0.48Mpa，流量最大4.25m3/min，温度在-7～49℃，湿度小于50%（室温）；
·确认三通阀HV2952和HV2955在垂直位置（CO2连入发电机）
·部分开启放气阀HV2954，将氢气控制盘显示切至“PURGE”（AirinCO2），将氢气控制盘阀门置于相应位置；
·开启供气隔离阀HV2947使空气进入发电机，当纯度显示二氧化碳含量为5%时，关闭供气隔离阀HV2947。
当发电机内压力降至零时，关闭放气阀HV2954。
4.2.5系统动态调整
在发电机氢油系统投运过程中，应加强对系统各设备的监护，发现偏离正常运行情况及时进行调整，以确保系统处于最佳运行状态。
5安全注意事项
5.1调试全过程均应有各有关专业人员在场，以确保设备运行的安全性；
5.2调试过程中发生异常情况，如设备或管道发生剧烈振动以及运行参数明显超标等，调试人员应立即紧急停泵，中止调试，并分析原因，提出解决措施；
5.3调试人员在调试现场应严格执行《安规》及现场有关安全规定，确保现场工作安全、可靠地进行。
6组织分工及时间安排
6.1组织分工
按照部颁新《启规》及调试合同有关规定，系统所属范围内设备的单体调试工作由安装单位负责，调试单位参加。
以后的分系统调试则由调试单位负责，安装单位及其它有关单位参加配合。
发电机密封油及氢气冷却系统调试应在试运行组的统一指挥下进行，由发电机氢油系统调试专业组负责实施，汽机专业牵头，电气、热控及其它有关专业配合。
6.2时间安排
本系统联锁及报警确认试验在热控有关系统调试完成后进行，阀门及主设备单体调试安排在电气有关调试完成以后，泵带负荷试运行及动态交接验收在2005年3月进行，发电机密封油及氢气冷却系统调试计划需60天左右，如因故使得本专业调试条件不满足，则视现场具体情况合理调整调试进度。
附录发电机气密性试验方案
1.试验目的
确认发电机及氢气、二氧化碳充气管道在规定压力下的气密性符合要求。
2.试验设备
·氦气检漏仪1只
·氢气检漏仪1只
·标准压力表（0～0.5MPa）1只（数字式压力表）
·肥皂水
·水柱Ｕ型管（50cm）1支
·大气压力计1只
·0～50℃玻璃管温度计（0.2分度）2支
·水银柱Ｕ型管1支
3.试验前应具备的条件
3.1发电机、密封油系统、氢气冷却系统的设备均以按设计要求安装完毕，且调试工作结束，临时管道拆除，系统恢复正常。
3.2汽轮发电机转子处于静止状态。
3.3热工仪表均已校验正确，自动控制系统能正常投入。
3.4氢气和二氧化碳供应系统与发电机已完全隔离。
3.5压缩空气系统调试结束并能提供合格的压缩空气。
3.6定子绕组内压力处于大气压力。
3.7试验所需的仪表已准备就绪并安装到位。
3.8现场清扫干净，照明充足，消防设备齐全，现场已设立禁区。
3.9就地与集控室之间已建立通讯联络。
4.试验方法
4.1发电机气密性试验
由于氢气是易燃易爆气体，为保证试验能安全顺利进行，故利用压缩空气代替氢气充入发电机空间并升压至工作压力，确认其一定时间内的泄漏量符合要求，为机组的安全可靠运行提供必要的保证。
在试验前，应对密封油系统及氢气冷却系统的所有阀门进行检查，确认其开关状态符合要求。
密封油系统投入正常运行。
4.1.1用肥皂水、氦气对系统查漏
（1）关闭所有与外界相通的气体管路阀门；
（2）从可卸式连接管处接入压缩空气或氦气；
（3）确认密封油系统已经投运；
（4）将空气充入发电机，压力升至0.105～0.211Mpa。
（5）当机内气压升至0.2MPa时，停止充气，通过听泄漏声及用肥皂水、氦气对系统的焊口及法兰等部分进行查漏；
（6）若发现漏点，将发电机内压力泄至大气压力后再处理；
（7）当漏点消除后，将压力升至0.103MPa，停止充气，并记录24小时压力下降值，每两小时读一次数。
下降值不应超过0.0035MPa，采用公式
（1）计算漏气量。
（7）发电机充氢后，将氢压升至0.0141MPa，采用公式
（1）计算发电机泄漏量。
4.1.3计算
（1）发电机漏空气量计算及标准
·漏空气量的计算是通过将发电机内压力变送器在单位时间内测取的机座内的压降数值，通过换算后得到的，其计算公式为：
Lta=69*V/H*（（M1+B1）/（273+T1）-（M2+B2）/（273+T2））
（1）
折算成氢气泄漏量为：
Lth=3.38*Lta
式中:
Lta—每天空气的泄漏量m3/day
Lth—每天氢气的泄漏量m3/day
V—发电机气体容积76m3
H—试验持续时间h
M1,M2—开始及结束时发电机内压力kPa
B1,B2—开始及结束时大气压力kPa
T1,T2—开始及结束时发电机内气体温度℃
使用上述公式的注意事项：
A.保压时间不短于28小时，保压期内的数据记录从保压二小时后开始。
B.保压开始和结束的环境温度不能相差太大，为减少测量误差，尽可能控制在1℃之内。
（2）现场气密合格标准
发电机内充空气进行试验时，压力在0.105MPa时，24小时内压降不超过0.0035MPa，漏氢气量不超过4.2m3/day。
发电机内充氢气试验时，压力在0.0141MPa时，24小时内漏氢量不超过2.8m3/day。
文件编号：
ZDS/05/14/018-1
杭州半山天然气发电工程调试过程记录表清单
机组：
#1机组
专业：
汽机
系统：
发电机氢油系统
编号：
14-2-8-01
序号
名称
文件编号
表格编号
1
杭州半山天然气发电工程调试质量控制实施情况表
ZDS/05/14/018-02
14-2-8-02
2
杭州半山天然气发电工程分系统调试前检查清单
ZDS/05/14/018-03
14-2-8-03
3
杭州半山天然气发电工程调试技术方案交底会记录
ZDS/05/14/018-04
14-2-8-04
4
杭州半山天然气发电工程联锁保护
ZDS/05/14/018-05
14-2-8-05
5
杭州半山天然气发电工程分系统试运行记录
ZDS/05/14/018-06
14-2-8-06
6
杭州半山天然气发电工程分项调整试运质量检验评定表
ZDS/05/14/018-07
试010208
试010208
7
杭州半山天然气发电工程分部试运签证验收卡
ZDS/05/14/018
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