河南华润电力首阳山有限公司培训教材
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发电部培训专题（发电机氢系统简介修改版）
*本介绍参照了技术协议部分内容
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第 2 页 共 10 页 1 发电机氢气系统简介说明：
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。
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。
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。
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。 河南华润电力首阳山有限公司培训教材
第 3 页 共 10 页 2 主要技术参数
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
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)
发电机氢气系统及设备描述
1.1. 总的介绍
氢冷系统的功能是用于冷却发电机的定子铁芯和转子，并采用二
氧化碳作为置换介质。发电机氢冷系统采用闭式氢气循环系统，热氢
通过发电机的氢气冷却器由冷却水冷却。
1.2. 系统及设备描述
1.2.1 氢冷系统的性能要求
1）氢冷却器冷却水直接冷却的冷氢温度一般不超过46℃。氢冷却
器冷却水进水设计温度38℃。
2）氢气纯度不低于95%时，能在额定条件下发出额定功率。但计
算和测定效率时的基准氢气的纯度为98%。
3）机壳和端盖，能承受压力为0.8MPa历时15分钟的水压试验，
以保证运行时内部氢爆不危及人身安全。
4）氢气冷却器工作水压为0.35MPa以上时，试验水压不低于工作
水压的2倍。
5）冷却器按单边承受0.8MPa压力设计。
6）发电机氢冷系统及氢气控制装置的所有管道、阀门、有关的设
备装置及其正反法兰附件材质均为1Cr18Ni9Ti，氢系统密封阀均为
无填料密封阀。
1.2.2 氢气气源 我厂不设制氢站，采用外购氢气瓶提供气源。
1.2.3 氢气的冷却和干燥
氢气冷却器共设四组，采用绕片式结构，两侧氢气冷却器冷却水
流量分别由两个阀门站分路控制，氢气冷却器进出水管路对称布置。
氢气干燥器采用冷凝式，设有氢气湿度在线检测仪，干燥装置保
证在额定氢压下机内氢气露点不大于-5℃同时又不低于-25℃。发电
机充、补氢气的露点应≤－50℃。干燥器氢气处理量不小于
100Nm3/h。并在发电机内设液位检测报警装置。
1.2.4 气体的置换
进入和排出发电机机壳的氢气管道装在发电机的上部，二氧化碳
进入和排出的管道装在发电机的下部。
1.3. 技术数据清单 序号 名 称 型式 数 量 单 位 备 注
1 发电机机壳内最大氢气压力 0.45 MPa(g) 2 氢气压力允许变化范围 0.2~0.45 MPa(g) 3 发电机机壳内额定氢气纯度 98 % 4 发电机机壳内最小氢气纯度 92 % 报警值
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发电部培训专题
第 2 页 共 10 页 1 发电机氢气系统简介说明：
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。
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。
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。
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。 第 3 页 共 10 页 2 主要技术参数
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
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℃
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
600MW发电机氢气系统
一、发电机本体通风结构简介
1 发电机基本构成
图 发电机结构原理图
图 发电机剖视图
汽轮发电机主要由定子、转子、端盖和轴承等部件组成，具体的发电机结构见图4-11和图4-12所示。
2 发电机冷却方式
发电机的发热部件，主要是定子绕组、定子铁芯（磁滞与涡流损耗）和转子绕组。必须采用高效的冷却措施，使这些部件所发出的热量散发除去，以使发电机各部分温度不超过允许值。
我厂发电机采用水－氢－氢冷却方式，即发电机定子绕组及引线是水内冷，发电机的转子绕组是氢内冷，转子本体及定子铁芯是氢表冷。为此，发电机还设有定子内冷水冷却系统，发电机氢冷系统和为防止氢气从轴封漏出的密封油系统。
3 发电机定子
发电机定子主要由机座、定子铁芯、定子绕组、端盖等部分组成。
1）机座与端盖 机座是用钢板焊成的壳体结构，它的作用主要是支持和固定定子铁芯和定子绕组。此外，机座可以防止氢气泄漏和承受住氢气的爆炸力。
在机壳和定子铁芯之间的空间是发电机通风（氢气）系统的一部分。由于发电机定子采用径向通风，将机壳和铁芯背部之间的空间沿轴向分隔成若干段，每段形成一个环形小风室，各小风室相互交替分为进风区和出风区。这些小室用管子相互连通，并能交替进行通风。氢气交替地通过铁芯的外侧和内侧，再集中起来通过冷却器，从而有效地防止热应力和局部过热。
图4-14 机座弹性隔振结构
4 发电机通风系统
发电机以氢气作为主要冷却介质，采用径向多流式密闭循环通风方式运行，定子绕组采用单独的水冷却系统，而氢气冷却系统，包括风扇盒氢气冷却器完整地置于发电机内部。
1）定子通风系统
发电机定子铁芯沿轴向分为15个风区，7个进风区和8个出风区相间布置。装在转子上的两个轴流风扇（汽、励侧各一）将风分别鼓入气隙和铁芯背部，进入背部的气流沿铁芯径向风道冷却进风区铁芯后进入气隙；少部分风进入转子槽内风道，冷却转子绕组；其它大部分再折回铁芯，冷却出风区的铁芯，最后从机座风道进入冷却器；被冷却器冷却后的氢气进入风扇前再循环。这种交替进出的径向多流通风保证了发电机铁芯和绕组的均匀冷却，减少了结构件热应力和局部过热。为了防止风路的短路，常在定转子之间气隙中冷热风区间的定子铁芯上加装气隙隔环，以避免由转子抛出的热风吸入转子再循环。
