CN1171287A - 用作发电机的氢气干燥方法 - Google Patents

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Abstract

一种用作发电机的氢气循环干燥方法。通过磁力驱动风机将发电机内氢气进行大流量的强制循环干燥,干燥方式为双筒切换式吸附干燥,再生方式为自身干燥氢气加热再生。当一个干燥器进行干燥时,另一干燥器在相同压力下进行再生,再生氢气返回到磁力驱动风机入口循环使用。两个循环流量可以调节,过程全自动。本发明可以降低发电机内氢气湿度,减少氢气含湿量对发电机安全运行带来的不利影响。

Description

用作发电机的氢气干燥方法
本发明是涉及氢气的除湿干燥方法，特别是用于氢气冷却发电机中氢气的干燥领域。
氢冷发电机内氢气湿度过高会使发电机铁芯表面生锈，定转子绕组受潮，绝缘电阻降低，造成发电机短路放炮事故。在接近工作湿度而氢气湿度又很大时，会使护环出现裂纹并会很快扩展，尤其是18MnCr护环，其应力对湿度非常敏感。氢气湿度大还会使机内氢气纯度降低，导致通风损耗增加并且降低冷却效率。所以氢气湿度对发电机的安全运行影响很大，越来越引起人们的重视。
在已有技术中，为了降低发电机内氢气湿度，不少电厂采用提高电解制氢系统压力，常使用系统压力为3.2MPa，使电解槽出口的氢气含湿量尽量减小，达5g/m3。也有不少电厂采用冷冻干燥装置，常用压缩机制冷，机内氢气通过冷冻除去水份。在0.3MPa下经冷冻法干燥后，可将机内氢气湿度降低至4～12g/m3。虽然冷冻法取得了较好的效果并得到迅速发展，但还不能达到国家能源部的要求，而且还存在着对制冷压缩机要求较高，机器长期运转易产生故障，维修工作量大，安装要求高等缺点。
本发明的目的是为了降低氢气冷却发电机内氢气的含湿量，减少氢气含湿量对发电机的安全运行带来的影响。
本发明是将氢冷发电机内含湿氢气通过磁力驱动风机在机外进行大流量强制循环干燥，氢气干燥方式为双筒切换式吸附干燥。干燥后的氢气送回发电机内，以降低发电机内氢气的含湿量，防止大容量汽轮发电机定子端部短路事故的发生。
来自发电机的含高湿的氢气先过滤除去机械杂质，然后经磁力驱动风机增压，增压后的氢气再经除油器后进入干燥器。氢气干燥方式为双筒切换式吸附干燥。吸附剂种类不同，有硅胶、铝胶、分子筛等。系统压力是0.25～0.7MPa，在常温下吸附干燥。氢气在干燥器内的流量30～250Nm3/h，这种方式吸附容量大(每个切换周期吸附筒的最大吸水量为6kg)，干燥深度好，能够长期连续使用。当一个干燥器在进行干燥时，另一个干燥器在进行再生。干燥后的氢气大部分返回发电机组循环使用。余下少部分氢气进入处于再生状态的干燥器内筒，经加热后逆向流过吸附剂床层进行加热再生，再生温度是80～120℃。再生和氢气干燥均在同一压力下进行。这种再生方式为自身干燥氢气加热再生，无再生气体排放。再生后出干燥器的氢气经冷却分离除水，氢气则回到上述的磁力驱动风机入口循环使用。两个循环流量可以调节，用以控制氢冷发电机内氢气的干燥度。
通过干燥器除湿后的氢气湿度是0.05～4g/m3，除湿后氢气最佳的湿度是0.05～1g/m3。这种经干燥的氢气返回发电机组循环使用，能使发电机组安全运行。
本发明可以在发电机内氢气含湿量较大的情况下，迅速降低发电机内湿度，能满足发电机内氢气干燥的需要。
用本发明的干燥装置可以在发电机运转时使用，也可以在发电机停机时进行氢气循环干燥。
本发明中的氢气循环、吸附器的吸附和再生切换、再生加热的控制、冷凝水的排放等操作均既可在自动下进行，也可手动操作。
本发明中氢气循环风机采用的是磁力驱动风机，无氢气泄漏。氢气的吸附干燥和吸附剂的再生时氢气的循环均通过同一磁力驱动风机进行。
在发电机组中使用本发明，能降低发电机内氢气湿度，减少氢气含湿量对发电机的安全运行带来的影响。
实施例1：
在200MW水氢氢冷发电机组上配置循环吸附氢气干燥装置，通过磁力驱动风机将发电机内氢气进行大流量的强制循环干燥，氢气干燥方式为双筒吸附干燥，再生方式为自身干燥氢气加热再生，再生气经冷却水冷却，排除游离水后，再生氢气再进入风机进口循环。电机内氢气压力为0.35MPa，温度是50℃，干燥装置投运前发电机内氢气含水量为35g/m3，干燥装置循环氢量200Nm3/h。其中再生循环量为40NM3/h，干燥循环量为160Nm3/h。干燥装置投运后每24小时排水量由3.5kg渐渐降至1kg。吸附筒24小时切换再生一次。发电机内氢气湿度由35g/m3逐渐下降，24小时降至5g/m3，48小时降至1g/m3，72小时降至0.4g/m3，并稳定。
实施例2。
在300MW水氢氢冷发电机组上配置循环吸附氢气干燥装置，通过磁力驱动风机将发电机内氢气进行大流量的强制循环干燥，氢气干燥方式为双筒吸附干燥，再生方式为自身干燥氢气加热再生，再生气经冷却水冷却，排除游离水后，再生氢气再进入风机进口循环。电机内氢气压力为0.290～0.335MPa，温度是45～55℃，干燥装置投运前发电机内氢气含水量为42g/m3，干燥装置循环氢量250Nm3/h。其中再生循环量为50NM3/h，干燥循环量为200Nm3/h。吸附筒24小时切换一次。干燥装置投运后，24小时排水量由3.1kg降至1.9kg、1.2kg至120小时后稳定至0.3kg。干燥装置投运后，吸附筒24小时切换一次，投运24小时后，发电机内氢气湿度降至3.2g/m3，48小时降至0.7g/m3，72小时降至0.5g/m3，96小时降至0.05g/m3，并稳定。同时对补氢的湿度不作限制，在补氢量为40～200Nm3/天，氢压为0.6～1MPa时，补充氢可以不经干燥直接补入发电机。
实施例3。
在600MW水氢氢冷发电机组上配置循环吸附氢气干燥装置，通过磁力驱动风机将发电机内氢气进行大流量的强制循环干燥，氢气干燥方式为双筒吸附干燥，再生方式为自身干燥氢气加热再生，再生气经冷却水冷却，排除游离水后，再生氢气再进入风机进口循环。电机内氢气压力为0.52MPa，发电机内温度是45～55℃，干燥装置投运前发电机内氢气湿度为28g/m3，干燥装置氢气循环量为250Nm3/h。其中再生循环量为60NM3/h，干燥循环量为190Nm3/h。干燥装置投运后，吸附筒24小时切换一次。干燥装置投运后，24小时排水量为2.5kg，后降至1.5kg、0.8kg至96小时稳定至0.2kg。干燥装置投运后，发电机内氢气湿度24小时后降至降至2.5g/m3，48小时降至0.5g/m3，72小时降至0.25g/m3，并稳定。

Claims (3)

1、一种用作发电机的氢气循环干燥方法，其特征是：来自发电机的含高湿的氢气先经过滤除去机械杂质，然后进入磁力驱动风机增压，增压后的氢气再经除油器后，进入吸附干燥器，所述的干燥器是采用吸附剂在常温下的吸附干燥，系统压力是0.25～0.7MPa，氢气在干燥器内的流量是30～250Nm3/h，通过除湿后的氢气湿度是0.05～4g/m3，大部分返回发电机组循环使用，  余下少部分氢气进入处于再生状态的干燥器内筒，经加热后逆向流过吸附剂床层进行加热再生，再生和氢气干燥均在同一压力下进行，再生后出干燥器的氢气经冷却分离除水，而氢气则回到上述的磁力驱动风机入口循环使用。
2、据权利要求1所述的用作发电机的氢气循环干燥方法，其特征是：所述的除湿后的氢气的湿度是0.05～4g/m3。
3、据权利要求1所述的用作发电机的氢气循环干燥方法，其特征是：所述的干燥器再生温度是60～120℃。
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