[发明专利]一种氢冷发电机组氢气干燥净化系统

说明书

技术领域

本发明涉及氢冷发电机组氢冷系统中氢气的排污、干燥、净化循环利用领域，尤其涉及一种氢冷发电机组氢气干燥净化系统。

背景技术

电力是一种已经被人们广泛应用的二次能源。目前，我国大部分发电机组多采用“水－氢－氢”冷却系统，即定子绕组水内冷，转子绕组氢内冷，定子铁芯氢冷。发电机氢冷系统分别采用氢气和二氧化碳作为冷却介质和置换介质，用于冷却发电机的定子铁芯和转子。运行经验表明，发电机通风损耗的大小取决于冷却介质的质量，质量越轻，损耗越小。氢气作为冷却介质，在气体中的密度最小，有利于降低损耗；同时，氢气的传热系数是空气的5倍，换热能力好；另外，氢气还具有绝缘性能好、控制技术成熟的优点。但氢气作为冷却介质，最大的缺点是氢气一旦与空气混合并达到一定浓度比例（4%-74%），就具有强烈的爆炸特性。因此，必须要提高并控制好氢气的质量。

氢气的质量主要体现在氢气纯度、湿度、压力等指标，氢气湿度高易造成氢冷发电机护环等高应力部件和定子线圈、转子线圈等绝缘的损坏。而氢气纯度低将直接影响发电机的效率和安全运行。因此，对发电机氢气纯度、湿度进行有效监控，是提高发电效率、确保氢冷发电机组可靠运行、避免发生恶性及灾难性事故的重要保证，对氢气的质量从补给、置换、运行、排空全过程进行监测和控制具有重要意义。

目前，电厂均通过大量补氢排氢来提高发电机内的氢气纯度，即通过制氢站制氢或供氢站购买成品瓶装氢气进行补氢，同时将发电机内纯度低的氢气排空，这种提高氢气纯度的方法不但增加运营成本，同时还增大了安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种氢冷发电机组氢气干燥净化系统，能够在发电机正常运行状态下，对从发电机高压区引出的氢气进行油污过滤、干燥和净化处理，然后再重新输入发电机低压区，能够保证发电机实现正常补氢且无需排氢，极大地降低了发电机的运营成本，杜绝了安全隐患。

本发明采用下述技术方案：

一种氢冷发电机组氢气干燥净化系统，包括氢气输入管路、氢气输出管路、第一油污过滤器、氢气干燥装置和氢气净化装置，氢气输入管路的气体输入端连接发电机高压区的氢气输出端口，氢气输入管路的出气端通过第一油污过滤器和氢气干燥装置连接氢气净化装置的进气口，氢气净化装置的出气口通过氢气输出管路连接发电机低压区的氢气输入端口。

所述的氢气干燥装置入气口和氢气干燥装置出气口所连接的氢气输入管路上分别设置有第一入气检修阀和第一出气检修阀。

所述的第一入气检修阀与氢气干燥装置入气口之间的管路上设置有入气排空阀，第一出气检修阀与氢气干燥装置出气口之间的管路上设置有出气排空阀。

所述的氢气净化装置入气口所连接的氢气输入管路上设置有第二入气检修阀，氢气净化装置出气口所连接的氢气输出管路上设置有第二出气检修阀；氢气净化装置的两端通过管路并联有手动阀。

所述的氢气干燥装置包括第一干燥塔、第二干燥塔、水气分离器和冷凝器，第一油污过滤器通过氢气输入管道经并联的第一干燥塔和第二干燥塔连接氢气净化装置的进气口，第一干燥塔和第二干燥塔两端还与设置有经水气分离器和冷凝器的管路并联；第一干燥塔和第二干燥塔均由循环风机和加热器组成。

所述的第一入气手动检修阀与第一油污过滤器之间的氢气输入管路上还设置有氢气干燥装置置换出口阀，气水分离器上连接有氢气干燥装置置换进口阀。

所述的第一油污过滤器与氢气干燥装置之间的管路上设置有第一氢气露点检测器和氢气纯度检测器，第一干燥塔中加热器的出口分别设置有第一温度检测器和第一压力检测器，第二干燥塔中加热器的出口分别设置有第二温度检测器和第二压力检测器，冷凝器前后两端连接的管路上分别设置有第三温度检测器和第四温度检测器。

所述的氢气净化装置包括依次设置于管道上的储氢罐、压缩机、加热器、换热器、缓存罐、过滤器和氢气净化器。

所述的缓存罐和过滤器之间的管路上设置有第五温度检测器和第三压力检测器。

所述的氢气输出管路上还设置有第二油污过滤器，第一油污过滤器与第二油污过滤器之间还通过设置有控制阀的直接油污过滤管路连接。