氢冷发电机氢、油系统解读

毕业设计(论文) `题目发电机氢气冷却系统报告院系自动化系专业班级自动化专业1302班学生姓名杨晓丹指导教师马进发电机氢气冷却系统报告摘要发电机在运行的过程中由于能量转换、电磁作用和机械摩擦会产生一定的热量。

为了使发电机温度不超过与绝缘耐热等级相应的极限温度，应采取冷却措施使这些部件有效地散热。

氢气比重小、比热大、导热系数较大、化学性质较稳定，是冷却发电机转子常用的介质。

氢气在发电机的腔室内循环，依次穿过冷热风室，由冷却器冷却。

发电机中的氢气容易发生泄漏，需要在轴与静密封瓦之间形成油膜封住气体。

在发电机检修后，发电机内充满空气，为防止氢气与空气混合产生安全隐患，充入氢气时应先做气密实验，再从下至上向发电机内充满二氧化碳，最后从上至下向发电机内充满氢气。

关键词：发电机;氢气冷却;气体置换;密封油系统Report of hydrogen cooling system forgeneratorAbstractGenerator in the process of running due to energy conversion, electromagnetic and mechanical friction generates heat.Hydrogen cooling system is used to limited the generator temperature exceed the limiting temperature of thermal class for electric machine insulation.Because of Hydrogen gas has small specific gravity,large specific heat,large coefficient of thermal conductivity and relatively stable chemical properties,it is the commonly used medium cooling generator rotor.Hydrogen is circulated in the generator hydrogen and cooled by corner cooler.In order to limite hydrogen leakage,oil seals the space between the shaft and static seal tile.After the generator maintenance, air is full of inside the generators.There was a safe hidden trouble if hydrogen is mixed into the oxygen.Carbon is blowed from the from the bottom to the full of generator to replace air after Sealing experiment was passed.And hydrogen is blowed from the from the full to the bottom of generator to replace carbon. Keywords:Generator;Hydrogen cooling;Gas replacement;Seal oil system目录1 引言 (5)1.1发电机冷却系统的重要性 (5)1.2氢气冷却的优势 (6)2 发电机氢气系统组成、功能及原理 (7)2.1氢气系统的组成 (7)2.2氢气系统部件的功能及原理 (8)2.3氢气的循环冷却 (8)3 密封油系统 (9)3.1密封原理 (9)3.2密封油系统的组成 (9)4发电机的气体置换 (10)4.1气密试验 (10)4.2二氧化碳和氢气用量估计 (11)4.3二氧化碳置换空气 (12)4.4氢气置换二氧化碳 (12)4.5二氧化碳置换氢气 (12)参考文献 (13)1 引言1.1发电机冷却系统的重要性发电机在工作的过程中由于能量转换、电磁作用和机械摩擦会产生一定的热量，要使发电机的温度保持在材料限定温度范围内，就要配备发电机冷却系统。

发电机冷却方式水氢氢的含义发电机是一种通过机械能转化为电能的设备，根据不同的工作条件和发电机的类型，常需要进行冷却来保持其正常运行。

冷却方式可以采用水冷和氢冷两种方式，下面将详细介绍这两种冷却方式的含义和特点。

一、水冷方式水冷是一种常见的发电机冷却方式，其含义是通过循环水将发电机产生的热量带走，保持发电机部件的正常工作温度。

水冷发电机通常有水冷循环系统，该系统由水冷器、水泵、冷却液等组成。

以下是水冷方式的特点：1.冷却效果好：水冷方式的冷却效果较好，能够有效地降低发电机的工作温度，保持其正常运行。

2.稳定性强：水冷方式具有较高的热稳定性，在长时间运行时能够保持发电机温度的稳定，减少由于温度波动引起的损坏风险。

3.安全性高：水冷方式使用的冷却液一般为水，水是一种环保且易获取的材料，具有较高的安全性。

4.维护成本较高：水冷方式需要定期检查和更换冷却液，且需要维护冷却系统，增加了维护成本和工作量。

二、氢冷方式氢冷是一种高温高功率发电机常用的冷却方式，其含义是通过循环氢气将发电机产生的热量带走。

氢冷发电机需要配备氢冷循环系统，该系统由氢冷器、氢气压力控制系统、氢气循环泵等组成。

以下是氢冷方式的特点：1.冷却效果优秀：氢冷方式能够快速有效地将热量带走，具有优秀的冷却效果，可以适用于高功率和高温条件下的发电机。

2.高效节能：相比水冷方式，氢冷方式具有更好的冷却效果，可以减少发电机的热量损失，提高发电机的整体效率。

3.体积轻巧：氢冷方式的冷却系统相对较小，可以使得发电机的结构轻巧，方便安装和维护。

4.安全性考虑：氢气是一种易燃易爆的气体，所以在使用氢冷方式时，需要对氢气进行严格的泄露控制和安全防护措施。

综上所述，发电机冷却方式的选择取决于机组的工作条件和要求。

水冷方式适用于一般功率和温度条件下的发电机，具有较好的冷却效果和稳定性；而氢冷方式适用于高功率和高温条件下的发电机，具有优秀的冷却效果和高效节能的特点。

引言概述:发电机氢冷系统是一种常见的发电机冷却技术，通过使用氢气来冷却发电机内部的线圈，以提高发电机的效率和可靠性。

本文将介绍发电机氢冷系统的工作原理、组成结构以及优势。

正文内容:一、工作原理1.1氢气冷却的原理氢气具有很高的热导率和低的密度，使其成为一种理想的冷却介质。

当氢气进入发电机内部的线圈时，它会带走线圈产生的热量，使线圈保持在合适的温度范围内，避免过热导致断电和损坏。

1.2冷却系统的工作原理发电机氢冷系统主要由氢气供应系统、冷却系统和循环系统组成。

氢气在供应系统中被压缩和过滤，然后通过冷却系统进入发电机内部。

冷却系统通过散热器将热量排出，然后再将冷却过的氢气重新循环到发电机内部，形成一个闭环循环。

二、组成结构2.1氢气供应系统氢气供应系统包括氢气储气罐、压缩机和过滤系统。

储气罐用于储存氢气，压缩机将氢气压缩到适当的压力，过滤系统则用于除去杂质和水分。

2.2冷却系统冷却系统包括冷却器和散热器。

冷却器是用于将氢气冷却的装置，通常采用氢气与液体或气体之间的热交换原理。

散热器是用于将冷却后的氢气中的热量转移到周围环境中的设备。

2.3循环系统循环系统主要是用于将冷却过的氢气重新循环到发电机内部。

它包括循环管道、泵和阀门等设备，以确保氢气能够顺畅地流动，并且氢气的压力和温度保持在合适的范围内。

三、优势3.1高热导率和低密度氢气具有比空气更高的热导率和更低的密度，能够更有效地带走发电机产生的热量，并且减少发电机的整体重量。

3.2良好的散热性能由于发电机氢冷系统中的氢气能够快速冷却发电机内部的线圈，因此可以显著提高发电机的散热性能，降低温升。

3.3高可靠性和安全性氢气是一种非常稳定和可靠的冷却介质，它不会产生腐蚀和污染问题，并且能够有效地防止发电机内部的线圈过热和烧毁。

3.4节能环保相对于传统的水冷或风冷系统，发电机氢冷系统能够更好地节约能源和资源，同时还能减少对环境的影响。

3.5适用于高功率发电机由于氢气具有优良的散热性能和热导率，因此适用于高功率发电机的冷却需求，能够保持发电机的高效运行。

发电机氢冷系统介绍（一）引言概述：发电机氢冷系统是一种采用氢气冷却的高效能发电技术。

它在大型发电厂的应用中展现了出色的性能和可靠性。

本文将介绍发电机氢冷系统的工作原理，组成部分，以及其在发电厂中的应用情况。

正文：1. 工作原理- 发电机氢冷系统的工作原理是利用氢气的高导热性能将热量从发电机的绕组和核心中散发出去。

这样可以有效地降低发电机的工作温度，提高发电效率。

- 氢气冷却系统采用密闭循环方式，通过氢气在高压和低压中的流动，将发电机产生的热量带走，然后通过冷却装置散热。

2. 组成部分- 发电机氢冷系统主要由氢气冷却器、氢气加压设备、氢气循环泵、氢气管路等组成。

- 氢气冷却器是发电机氢冷系统中最重要的组成部分，负责将发电机产生的热量传递给氢气，并通过冷却装置散热。

- 氢气加压设备用于将氢气加压至所需的工作压力，以确保氢气能够流动并带走发电机产生的热量。

- 氢气循环泵负责将氢气从冷却器中抽出，经过冷却后再重新注入到发电机中循环。

3. 应用情况- 发电机氢冷系统广泛应用于大型发电厂中，特别是核电厂和燃煤电厂。

其高效能和可靠性使其成为这些发电厂的首选技术之一。

- 发电机氢冷系统能够大大提高发电机的运行效率，减少能源的浪费，降低对环境的影响。

- 由于氢气的独特性质，发电机氢冷系统还具有良好的热响应性能，可以快速适应负载变化，保持发电机的稳定运行。

4. 小点1- 发电机氢冷系统的氢气需定期检测和更换，确保其质量和压力符合要求。

- 为了确保发电机氢冷系统的安全可靠运行，还需要安装氢气泄漏报警装置，并进行定期维护和检修。

5. 小点2- 发电机氢冷系统还需要与主控室的监控系统进行联动，以实时监测氢气的压力和温度等参数，确保系统运行的稳定性。

- 发电机氢冷系统在运行过程中还需要进行故障诊断和预防维护，及时发现并解决潜在问题，以保证发电机的正常运行。

总结：发电机氢冷系统是一种高效能的发电技术，通过利用氢气的高导热性能提高发电机的工作效率。

发电机氢气系统简介说明：1 发电机氢气系统简介说明：<br />1.1 发电机由于存在着损耗的原因，会导致发电机本体及线圈发热，如果不及时将这些热量及时释放掉，将会导致发电机绝缘老化，影响发电机使用寿命，甚至引发其它恶性的电气事故的发生。

因此大、小发电机都有自己的一套冷却装置。

<br /> 1.2 大型发电机是一种高电压、大电流的电气设备，因此对于它的冷却方式的选择，是确保发电机安全运行的一项重要手段，发电机根据容量等技术参数选择不同的冷却方式，如空冷、氢冷、水氢氢、双水内冷等。

在这些方式中，双水内冷冷却效果是最好的，但由于双水内冷存在着连接部件漏水这一难以解决的问题，在我国80年代投产的多台引进的捷克机组中多次发生此类事故，所以目前我国发电机至今仍多采用的是氢气冷却这种方式，我厂发电机用的是水－氢－氢冷却方式。

<br />1.3 之所以目前多采用氢气冷却的原因是氢气有着以下优点： a. 氢气比重比较小，相对于其它气体来说它的阻力损耗比较小。

b. 氢气是不助燃的气体。

c. 氢气比热较其它气体来说大一些。

d. 氢气化学价比较稳定。

<br />1.4 但用氢气冷却这种方式也存在很大的缺点：a. 它是可燃物，使的生产危险点控制更加严格。

b. 它需要专用的密封装置，增加了系统的复杂性。

<br />2 主要技术参数<br/>2.1 发电机内额定运行参数：a. 氢气压力：0.414MPa. b. 氢气温度：不大于46℃ c. 氢气纯度：大于98% d. 氢气耗量：小于13～19立方米/天 e. 氢气含氧量：小于2% f. 氢气含水量：不大于25克/立方米<br />2.2 对供给发电机的氢气要求 a. 供氢气压力不高于 3.2MPa.(g) b. 供氢气纯度不低于99.5% c. 氢气露点温度.≤–21℃<br />2.3 置换时的损耗值：序号内容单位数值备注 1 发电机充氢容积立方米117 2 驱赶机内空气时耗用二氧化碳立方米300 CO2纯度98%以上<br />3 驱赶机内二氧化碳时耗用的氢气立方米300 4 机内氢压升至额定值用氢量立方米375 3 氢气系统设备的组成、功能及原理简介：<br />3.1 氢气干燥器装置： a. 氢气干燥器是用来除去发电机内氢气中的水份而设的；当发电机中的氢气含水量过高将会对发电机造成多方面的不良影响，我厂在发电机外设置专用的氢气干燥器，它的进氢管路接至转子风扇的高压侧，它的回氢管路接至风扇的低压侧，从而使机内部分氢气不断地流进干燥器内得到干燥。

发电机氢冷系统介绍发电机氢冷系统介绍1·引言本章节将对发电机氢冷系统的设计、工作原理和相关特点进行介绍。

2·发电机氢冷系统的概述本章节将介绍发电机氢冷系统的概述，包括系统组成、主要部件和系统的工作流程。

2·1 系统组成在这一部分，我们将介绍发电机氢冷系统的主要组成部分，如：氢冷设备、冷却循环系统、供氢系统等。

2·2 主要部件本部分将详细介绍发电机氢冷系统的主要部件，如：换热器、冷却风扇、压力调节器等。

每个部件的功能和作用将进行详细说明。

2·3 工作流程这一部分将描述发电机氢冷系统的工作流程，包括冷却循环过程、氢气供应和压力控制等。

每个步骤将逐一进行解释。

3·发电机氢冷系统的设计原理在本章节中，我们将详细阐述发电机氢冷系统的设计原理，包括冷却效果优势、氢气选择以及系统的热力学性能等方面的内容。

3·1 冷却效果优势这一部分将介绍发电机氢冷系统相较于其他冷却方式的优势，如提高导热效率、减少空气阻力等。

3·2 氢气选择本部分将介绍为什么选择氢气作为冷却介质，包括其导热性能、稳定性和良好的冷却特性等。

3·3 系统热力学性能这一部分将详细阐述发电机氢冷系统的热力学性能，包括系统的热量传递效率、增压机功率需求以及能源效率等方面的内容。

4·发电机氢冷系统的应用在本章节中，我们将介绍发电机氢冷系统的应用范围，包括发电机组、航空发动机、燃料电池等方面的应用。

4·1 发电机组这一部分将介绍发电机氢冷系统在发电机组中的应用，包括其在提高发电机效率、减少故障率等方面的作用。

4·2 航空发动机本部分将详细阐述发电机氢冷系统在航空发动机中的应用，如提高发动机的功率密度、延长维护周期等。

4·3 燃料电池这一部分将介绍发电机氢冷系统在燃料电池中的应用，包括其在燃料电池的热管理方面的作用。

5·附件本文档附带以下附件：1·发电机氢冷系统的示意图。

发电机氢冷系统介绍（二）引言：发电机氢冷系统是一种高效、可靠的发电机冷却技术，它通过运用氢气作为冷却介质，在发电过程中实现对发电机的高效冷却。

本文将介绍发电机氢冷系统的原理和工作方式，并详细讨论其在能源领域的应用。

正文1. 原理及工作方式a) 氢气的导热性能：氢气具有非常高的导热性能，远远超过空气和水。

这使得发电机氢冷系统能够高效地将热量从发电机传递到冷却系统中。

b) 氢气的化学稳定性：氢气不会引起腐蚀或氧化，这使得氢冷系统能够保持发电机内部的稳定和可靠性。

c) 工作方式：发电机氢冷系统包括氢气供应系统、冷却系统和排气系统。

氢气通过进气管道进入发电机，并通过冷却系统吸收热量，然后排出冷却剂。

2. 应用领域a) 火力发电站：发电机氢冷系统广泛应用于火力发电站中，可以有效降低发电机的温度，提高发电机的效率和寿命。

b) 核电站：在核电站中，发电机氢冷系统是必不可少的，它可以在核反应堆事故发生时起到冷却和保护的作用。

c) 风力发电站：氢冷系统也可以应用于风力发电站中，提高风力发电机组的效率和可靠性。

d) 水力发电站：通过发电机氢冷系统，水力发电站可以有效冷却发电机，提高发电效率。

e) 运输领域：发电机氢冷系统也逐渐应用于船舶、飞机等运输领域，以提高动力设备的冷却效果和性能。

3. 氢冷系统的优势a) 高效冷却：相较于传统的空气冷却和水冷却系统，发电机氢冷系统能够以更高的效率将热量带走，提高发电机的工作效率。

b) 低噪音：由于氢气的导热性能和化学性质，发电机氢冷系统能够保持发电机的低噪音运行。

c) 环保：使用氢气作为冷却介质时，不会产生温室气体和其他有害物质，符合环保要求。

d) 可靠性高：氢气的化学稳定性和导热性能使发电机氢冷系统具有高可靠性，能够长时间稳定运行。

4. 维护和安全性a) 维护工作：发电机氢冷系统需要定期维护，包括氢气供应系统的检查和冷却系统的清洗，以确保系统的正常运行。

b) 安全性：氢气是易燃易爆的，在使用发电机氢冷系统时需要严格按照安全操作规程，确保系统安全可靠。

发电机氢气、密封油、定冷水系统部分资料1.概述氢油水控制系统是发电机的辅助系统。

它分为三个部分：即氢气控制系统，密封油系统和定子线圈冷却水系统。

1.1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，干燥机内氢气。

1.2密封油系统（或称密封瓦供油系统）：用以保证密封瓦所需压力油（又称密封油）不间断的供应，以密封发电机内的氢气不外泄。

1.3定子线圈冷却水系统：用以保证向定子线圈不间断地供水。

监视水压、流量和电导率等参数。

系统还设有自动水温调节器，以调节定子线圈冷却水进水温度，使之保持基本稳定。

设置了离子交换器，用以提高进入定子线圈冷却水的水质。

2. 氢气控制系统2.1主要技术参数2.1.1发电机壳内：额定氢压：0.25MPa（表压）氢气纯度：＞96%（容积比）氢气露点-5~25℃（0.25MPa 压力工况下）2.1.2发电机及氢气管路充氮容积：71m32.1.3发电机及氢气管路系统（不包括制氢站储氢设备及氢母管）漏氢量≤充氢容积5%。

2.1.4气体置换所需要气体容积时间如下表2.2氢气系统工作原理当发电机及气体管路需要用压缩空气做气密试验时，从气体控制站上引入压缩空气，经过气体干燥器脱除水份后在沿着管路进入发电机内。

气密试验合格后，将机内压缩空气排至厂房外。

当发电机内是空气（或氢气时），禁止直接向机内充入氢气（或空气）。

以避免机内形成具有爆炸浓度的空氢混合气体。

为此发电机及氢气管路系统必须进行气体置换。

系统中设置有专用二氧化碳汇流排，可将标准气瓶中的二氧化碳（或氮气）从最高15MPa经减压器降至0.2~0.5MPa,然后沿着管路从发电机底部进入发电机。

中间气体被置换出发电机时，沿着氢气母管排至厂房外。

气体控制站上设置有两套自动补氢装置。

一路是电磁阀，它和压力控制器中的常闭开关串联在一个电气回路中，当发电机内氢气压力降至低限整定值时，压力控制器中的开关闭合，电磁阀带电开启，氢气通过电磁阀进入发电机内。