CN206069361U - 氢冷发电机组氢气净化提纯装置 - Google Patents
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Abstract
氢冷发电机组氢气净化提纯装置，包括氢气输入管道、防爆压缩机、风冷器、过滤器、加热器、气体分离器和氢气输出管道，氢气输入管道的出气口与防爆压缩机的进气口连接，防爆压缩机的出气口通过第一气体管道与风冷器的进气口连接，风冷器的出气口通过第二气体管道与过滤器的进气口连接，过滤器的出气口通过第三气体管道与加热器的进气口连接，加热器的出气口通过第四气体管道与气体分离器的进气口连接，气体分离器的出气口与氢气输出管道的进气口连接。本实用新型在线提纯净化氢气，不仅可以提高氢气纯度，而且能够时时保持氢气纯度不低于99%，减小氢冷发电机组因通风损耗造成的发电功率降低。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种氢冷发电机组，具体涉及一种氢冷发电机组氢气净化提纯装置。
背景技术
目前，国内外发电机运行时，氢气纯度由于泄漏等原因，氢气纯度会降低。DL/T5027-93《电力设备典型消防规程》中规定：“氢冷发电机及其氢冷系统和制氢设备中的氢气纯度和含氧量，必须在运行中按专用规程的要求进行分析化验，氢纯度和含氧量必须符合规定的标准。氢冷系统中氢气纯度须不低于96%，含氧量不应大于2%；制氢设备中，气体含氢量不应低于99.5%，含氧量不应超过0.5%。如不能达到标准，应立即进行处理，直到合格为止。”。因此现阶段通常在发电机组氢冷系统中氢气纯度下降到一定量时，需要通过充入一定量的高纯氢气保证氢气纯度。而大容量氢冷发电机内要求保持高纯度的氢气，其主要目的是提高发电的效率，因为氢气混入空气或纯度下降时，混合气体的密度随氢气纯度的下降而增大，使发电机的通风摩擦损耗也随着氢气纯度的下降而上升。一台运行氢压为0.5MPa、容量为907MW的氢冷发电机，其氢气纯度从98%降到95%时，摩擦相和通风损耗大约增加32%，即相当于损失685KW。一般情况下，当机壳内的氢气压力不变时，氢气纯度每降低1%，其通风摩擦损耗增加11%。因此通过补氢提高氢气纯度的方法虽然能够将氢气纯度提升起来，但是这种方式不能及时的提高氢气纯度，而此时氢气纯度的降低已经影响到了发电机的效率。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种安全可靠、操作方便、自动化程度高、能在线即时净化提纯氢气纯度的氢冷发电机组氢气净化提纯装置。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：氢冷发电机组氢气净化提纯装置，包括氢气输入管道、防爆压缩机、风冷器、过滤器、加热器、气体分离器和氢气输出管道，氢气输入管道的出气口与防爆压缩机的进气口连接，防爆压缩机的出气口通过第一气体管道与风冷器的进气口连接，风冷器的出气口通过第二气体管道与过滤器的进气口连接，过滤器的出气口通过第三气体管道与加热器的进气口连接，加热器的出气口通过第四气体管道与气体分离器的进气口连接，气体分离器的出气口与氢气输出管道的进气口连接；
氢气输入管道上沿气流方向依次设有进气阀门和进气流量计，第四气体管道上设有电动阀和用于控制电动阀开闭的电接点温度表，氢气输出管道上沿气流方向依次设有出气阀门和出气流量计。
气体分离器的废气出口连接有废气排出管道，废气排出管道上沿气流方向依次设有排气阀门、废气流量计和脱氧器。
氢气输入管道上连接有位于进气阀门和进气流量计之间的第一检测管接头。
氢气输出管道上设有位于出气阀门和出气流量计之间的第二检测管接头。
废气排出管道上设有位于排气阀门和废气流量计之间的第三检测管接头。
采用上述技术方案，氢气输入管道的进气口与氢冷发电机组的出气口连接，氢气输出管道的出气口与氢冷发电机组的进气口连接。在氢冷发电机组运行过程中，气体经氢气输入管道排出，依次通过进气阀门，缓慢调节进气阀门开度，避免气体瞬间流量过大，然后通过进气流量计，调节气体流量至规定流量不同，进气流量不同会影响氢气分离过程中的气体流量变化、压力变化以及温度变化；随后气体进入防爆压缩机增压，防爆压缩机出气口可监测氢气温度，若温度高于氢气净化时所需温度，可通过风冷器降温，若温度低于氢气净化时所需温度，可通过电加热器加热升温；然后氢气通过过滤器，过滤器将氢气中的水分、粉尘等进行过滤，粉尘过滤粒径≤0.01μm，在氢气进入气体分离器前，将对氢气温度继续监测，通过电接点温度表监测气体温度，当温度过高时，电接点温度表会将信号传输给控制系统，控制系统发出命令给电动阀，电动阀缓慢关闭，防止温度过高损毁气体分离器。
当氢气经过前级的加压、温度保持等预处理工作后，将进入气体分离器中进行分离，在气体分离器中，氢气以稳定的流量、压力、温度流入后，即可将氢气中的氧气、氮气、水分等气体杂质分离，调节氢气输出管道上的出气阀门以及出气流量计，调整至合适的流量、压力，通过第二检测管接头对氢气进行检测，使分离后的产品氢气纯度不小于99%，最后纯氢气通过一定压差经氢冷发电机组顶端进入氢冷系统中。经气体分离器分离出去的氮气、氧气、水分等气体通过排气阀门以及废气流量计，可调节排放气中微量氢的含量，然后气体进入脱氧器后将废气中的氧气脱除，最后经发电厂废气排放管路排入大气中。
另外，可通过第一检测管接头对气体中的氢气纯度进行检测。通过第三检测管接头对废气中氢气含量进行检测，以调节气体分离器的分离效果。
综上所述，本发明在线提纯净化氢气，不仅可以提高氢气纯度，而且能够时时保持氢气纯度不低于99%，减小氢冷发电机组因通风损耗造成的发电功率降低。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的氢冷发电机组氢气净化提纯装置，包括氢气输入管道1、防爆压缩机2、风冷器3、过滤器4、加热器5、气体分离器6和氢气输出管道7，氢气输入管道1的出气口与防爆压缩机2的进气口连接，防爆压缩机2的出气口通过第一气体管道8与风冷器3的进气口连接，风冷器3的出气口通过第二气体管道9与过滤器4的进气口连接，过滤器4的出气口通过第三气体管道10与加热器5的进气口连接，加热器5的出气口通过第四气体管道11与气体分离器6的进气口连接，气体分离器6的出气口与氢气输出管道7的进气口连接。
氢气输入管道1上沿气流方向依次设有进气阀门12和进气流量计13，第四气体管道11上设有电动阀14和用于控制电动阀14开闭的电接点温度表15，氢气输出管道7上沿气流方向依次设有出气阀门16和出气流量计17。
气体分离器6的废气出口连接有废气排出管道18，废气排出管道18上沿气流方向依次设有排气阀门19、废气流量计20和脱氧器21。
氢气输入管道1上连接有位于进气阀门12和进气流量计13之间的第一检测管接头22。
氢气输出管道7上设有位于出气阀门16和出气流量计17之间的第二检测管接头23。
废气排出管道18上设有位于排气阀门19和废气流量计20之间的第三检测管接头24。
本实用新型的工作过程如下：氢气输入管道1的进气口与氢冷发电机组25的出气口连接，氢气输出管道7的出气口与氢冷发电机组25的进气口连接。在氢冷发电机组25运行过程中，气体经氢气输入管道1排出，依次通过进气阀门12，缓慢调节进气阀门12开度，避免气体瞬间流量过大，然后通过进气流量计13，调节气体流量至规定流量不同，进气流量不同会影响氢气分离过程中的气体流量变化、压力变化以及温度变化；随后气体进入防爆压缩机2增压，防爆压缩机2出气口可监测氢气温度，若温度高于氢气净化时所需温度，可通过风冷器3降温，若温度低于氢气净化时所需温度，可通过电加热器5加热升温；然后氢气通过过滤器4，过滤器4将氢气中的水分、粉尘等进行过滤，粉尘过滤粒径≤0.01μm，在氢气进入气体分离器6前，将对氢气温度继续监测，通过电接点温度表15监测气体温度，当温度过高时，电接点温度表15会将信号传输给控制系统，控制系统发出命令给电动阀14，电动阀14缓慢关闭，防止温度过高损毁气体分离器6。
当氢气经过前级的加压、温度保持等预处理工作后，将进入气体分离器6中进行分离，在气体分离器6中，氢气以稳定的流量、压力、温度流入后，即可将氢气中的氧气、氮气、水分等气体杂质分离，调节氢气输出管道7上的出气阀门16以及出气流量计17，调整至合适的流量、压力，通过第二检测管接头23对氢气进行检测，使分离后的产品氢气纯度不小于99%，最后纯氢气通过一定压差经氢冷发电机组25顶端进入氢冷系统中。经气体分离器6分离出去的氮气、氧气、水分等气体通过排气阀门19以及废气流量计20，可调节排放气中微量氢的含量，然后气体进入脱氧器21后将废气中的氧气脱除，最后经发电厂废气排放管路排入大气中。
以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.氢冷发电机组氢气净化提纯装置，其特征在于：包括氢气输入管道、防爆压缩机、风冷器、过滤器、加热器、气体分离器和氢气输出管道，氢气输入管道的出气口与防爆压缩机的进气口连接，防爆压缩机的出气口通过第一气体管道与风冷器的进气口连接，风冷器的出气口通过第二气体管道与过滤器的进气口连接，过滤器的出气口通过第三气体管道与加热器的进气口连接，加热器的出气口通过第四气体管道与气体分离器的进气口连接，气体分离器的出气口与氢气输出管道的进气口连接；
氢气输入管道上沿气流方向依次设有进气阀门和进气流量计，第四气体管道上设有电动阀和用于控制电动阀开闭的电接点温度表，氢气输出管道上沿气流方向依次设有出气阀门和出气流量计。
2.根据权利要求1所述的氢冷发电机组氢气净化提纯装置，其特征在于：气体分离器的废气出口连接有废气排出管道，废气排出管道上沿气流方向依次设有排气阀门、废气流量计和脱氧器。
3.根据权利要求1所述的氢冷发电机组氢气净化提纯装置，其特征在于：氢气输入管道上连接有位于进气阀门和进气流量计之间的第一检测管接头。
4.根据权利要求1所述的氢冷发电机组氢气净化提纯装置，其特征在于：氢气输出管道上设有位于出气阀门和出气流量计之间的第二检测管接头。
5.根据权利要求2所述的氢冷发电机组氢气净化提纯装置，其特征在于：废气排出管道上设有位于排气阀门和废气流量计之间的第三检测管接头。
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| CN111826668A (zh) * | 2019-04-19 | 2020-10-27 | 本田技研工业株式会社 | 水电解系统及其控制方法 |
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