华北电力大学本科毕业设计（论文）
毕 业 设 计(论文)
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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
题 目 发电机氢气冷却系统报告 华北电力大学本科毕业设计（论文）
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
华北电力大学本科毕业设计（论文）
Report of hydrogen cooling system for
generator
Abstract
Generator 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
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仪器特点：采用桶状结构电解池，具有电解面积大、池温低、产气量大、纯度高等优点。 气路系统设有碱液回流装置及气体自动控制系统。
氢气发生器技术指标：
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电源电压：220V±10% 50/60Hz
最大功率：120W
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特点：
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色谱配套产品 >色谱气源
产品名称 产品型号
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高纯氮气发生器 SGN-300（300ml/min）
高纯氮气发生器 SGN-500（500ml/min）
空气发生器 SGK-2LB（2000ml/min）
空气发生器 SGK-5LB（5000ml/min）
空气发生器 GAS（3000ml/min）
空气发生器 GAS-1（5000ml/min）
氮氢空发生器 SGD-300（300ml/min）
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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)
发电机氢气系统安全运行分析
丹河发电有限公司1，2号发电机的定子绕组、转子绕组及铁芯均采用氢内冷的冷却方式。氢气由装在转子两端的风扇强制循环，并通过设置在定子机座上部的6组氢气冷却器进行冷却。氢气系统由发电机定子外壳、端盖、氢气冷却器、密封瓦以及氢气管路构成全封闭气密结构。
发电机漏氢的途径，归纳起来有2种：一是漏到大气中，二是漏到发电机油水系统中。前者可以通过各种检漏方法找到漏点加以消除，如发电机端盖、出线罩、发电机机座、氢气管路系统、测温元件接线柱板等处的漏氢；后者如氢气通过密封瓦漏入密封油系统等，基本属于“暗漏”，漏点位置不明，检查处理较为复杂，且处理时间较长。影响发电机冷风器冷却效果的因素也很多，如冷却水局部短路、传热效果差等。下面结合发电机氢气系统的结构，对检修过程中影响到漏氢、冷风器冷却效果的关键部位及应把好的质量关进行分析说明。
1 机壳结合面
机壳结合面主要包括：端盖与机座的结合面、上下端盖的结合面、固定端盖的螺孔、出线套管法兰与套管台板的结合面及进出风温度计的结合面。
(1) 端盖与机座的结合面及上下端盖的结合面结合面积大，密封难度大，是防漏的薄弱环节。在检修回装时，应对结合面进行详细检查清擦，对不平的部位涂密封胶校平。在解体及回装的过程中所做的标记不能伤及密封面。对所采用的硅橡胶密封条的尺寸、耐热性能、耐油性能、弹性及耐腐蚀性能进行严格验收。上下端盖结合面的密封条在端盖处与下端盖密封条衔接时应特别注意施工工艺。
(2) 固定端盖的螺孔，有的可能在制造加工过程中穿透，而后经过补焊处理。这些补焊的金属有可能在运行中受振脱开，成为漏氢点，因此在检修时应加强检查。紧端盖螺丝时，应用力均匀，保证结合面严密。
(3) 出线套管法兰与套管台板的结合面是防止漏氢的关键部位。由于该处受定子端部漏磁影响，温度较高，加上机内进油的腐蚀，因此，该处需用耐油橡胶圈和橡胶垫加以双重密封。由于漏入机内的密封油多积存于此，因而该处的密封材料易老化变质失效，每次大修时必须进行检查。另外，在拆装引线的过程中，应避免套管导体受侧力过大，引起密封垫位置的变化而造成漏氢。
