氢冷发电机组及氢系统防火防爆措施之相关制度和职责，氢冷发电机级及氢系统的防火防爆措施,应采取以下防爆措施:(1)提高设计、制造水平,严格检修工艺和质量标准,尽力降低发电机本体(包括冷却器密封垫、冷却器铜管、发电机端盖、出线套管、热...
氢冷发电机级及氢系统的防火防爆措施,应采取以下防爆措施:
(1)提高设计、制造水平,严格检修工艺和质量标准,尽力降低发电机本体(包括冷却器密封垫、冷却器铜管、发电机端盖、出线套管、热工引出线及相连的氢管道)、密封油系统、密封瓦、氢气系统的管道和阀门的泄漏程度,并用测氢仪和肥皂水检测,应没有指示,从根本上杜绝氢爆炸的可能。
(2)氢冷发电机进行冷却介质置换时,应严格按照规程进行操作,在置换过程中必须及时、准确化验。冷却介质置换避免与起动升电压、并列、电气试验等项目工作同时进行。
(3)当发电机为氢气冷却运行时,应将补空气管路隔断,并加严密的堵板;当发电机为空气冷却运行时,应将补充氢气管路隔断并加装严密的堵板。这样做才能以防止阀门不严密发生漏氢气或漏空气而引起爆炸。
(4)严格监视密封油系统的正常运行,密封油压应高于氢压0.03~0.05MPa,严防氢气留入主油箱系统,引起爆炸着火。主油箱上的徘烟机应保持经常运行,如排烟机故障时,应采取措施佼油箱内人积存氢气。
氢气设备、管道必须保持正压,否则空气易进入形成有爆炸危险的混合气体。
(5)认真检查和监视油封箱、浮筒的工作情况,应正常并起油封作用。一旦浮筒泄漏或浮筒阀在开起位置失灵,氢气将大量窜入主油箱,可能引起爆炸,甚至起火,酿成重大火灾事故。
(6)改变发电机氢气压力,或者改变密封油系统运行方式,应严格按照规程操作,严防氢压升高超过泊压后氢气进入主油箱或大量偏氢。操作时应有操作票、安全措施和监护人员。
(7)排污和氢气置换时,开门应缓慢,速度一般应控制在1m/s左右,最大不超过3m/s,防止排氢速度过高,磨擦产生静电,引起着火或爆炸。排氢管应引至室外,室外排氢口应设置固定遮栏,防止周围有明火作业而引起爆燃事故。
(8)密封油系统应保证绝对可靠,备用的交直流密封油泵及润滑油或高压油供给的备用油源应联动可靠,并应有定期校验制度。
(9)坚持定期排污制度,防止氢气纯度降低而造成爆炸。发电机内氢气纯度应不低于96%,含氧量不得超过2%。制氢设备中,气体含氢量应不低于99.5%,含氧量不应超0.5%。如不能达到标准,应查找原因,进行处理,直至合格。
(10)进行氢气设备维护工作时,手和脚都不应沾油脂,防止油剧烈氧化而燃烧。
(11)氢系统或发电机密封瓦漏氢,应立即查找并消除,防止漏氢通明火爆炸。如某厂一使用氢气车间漏氢,因门宙关闭,扩散甚促,达到了爆炸浓度,由于室内灯具不防爆,在开灯时产生火花,引起爆炸,使厂房和设备炸毁,损失很大。
氢冷却器的回水管必须与凝汽器出水管分开,并直接排人虹吸井内。若氢冷却器回水管无法与凝汽器出水管分开,应严防用明火对凝汽器铜管查漏。
氢系统或氢冷却发电机检漏时,应采用测包仪或肥皂水,严禁用明火查漏。室管道、阀门或设备冻结时,应采用蒸汽或热水解冻,禁止用明火解冻。
(12)在制氢站、制氢设备室、氢罐附近、氢气控制站、氢冷发电机及氢气系统附近应严禁烟火,并设有“严禁烟火”的标志牌;禁止放置易燃、易烃物品如油类、棉纱、棉布、木材等;碳刷冒火应及时消除。
在储氢罐周围l0m应装设围栏。
(13)发电机检修前必须办理工作祟,将来氢门法兰拆开,加装堵板,并对发电机内部进行氢气浓度测量,当浓度为0时,方可开始工作。
发电机组停用之后,在拆卸发电机端冤时,严禁明火靠近,以防余氢爆炸。
氢气系统在运行中,紧固或更换氢冷发电机冷却器螺丝或在电解装置上进行检修工作时,应使用铜扳手,防止产生火花。
(14)为防止发电机封闭母线爆炸着火,应采取以下技术措施:
1)发电机各相及中性点出线套管保护箱上,都应增加适当孔径、适当数量的排氢孔,以利于及时排除出线套管漏出的氢气。
2)发电机出线套管保护箱和封闭母线之间设计安装隔断套管,隔断套管应具备同其工作条件相适应的密封性能。己投产的国产设备保护箱口无闲断的,应在大修中予以加装,以限制氢爆炸的范围,并保持保护箱开孔后封闭母线的性能。
3)为防止在正常运行和系统过电压的情况下,封闭母线产生电晕给氢气爆炸提供能源条件,产品在试验中应增加起晕电压试验项目,并要达到3~3.5倍额定相电压时不起晕。
4)要求制造单位保证封闭母线出厂前外壳的内外表面和母线管的外表面光滑,焊缝无毛刺,外壳两端牢固封闭。同时,设汁制造单位应从结构设汁上,创造对封闭母线内部进行滑扫、检查的必要条件。
5)加强发电机出线套管倔氢情况的监测,最好装设连续测氢装置,漏氢量超过整定值应自动报警。
6)进口氢冷发电机封闭母线未设计排氢7L的,应制定出补充安全措施。
(15)制氢室内或氢冷发电机附近,应备有必要的消防器材(如二氧化碳、“1211”灭火器及湿石棉布等)。
氢冷发电机应装设氢气纯度和含氧旦自动测量报警仪,以便在氢冷发电机氢气纯度低于96%或含氧量大于2%时,能自动报警。
(16)在制氢室或氢系统附近进行工作或检查时,为防止产生静电或火花,不应穿化纤衣服,不穿与地面摩擦台产生火花的鞋。
(17)制氢室和供氢站内应采用防攥型电气设备和灯具,采用木制门宙,门应向外开。制氢站应装设可靠的防雷保护装置,其具体要求应符合《电力设备过电压保护设计技术规程》。
(18)氢气设备(或管道)附近明火作业的安全措施。在距离氢管道、阀门和法兰5m以内的危险区内严禁烟火,必须进行动火作业时,应经有关领导批准,并采取以下安全措施;
1)动火前必须认真填写动火工作票,并认真办理测氢手续(用肥皂水或测氢仪),发现漏氢,应认真消除,并用湿石棉布包裹。
2)在距离氢管道法兰、接头及阀门2m附近动火作业时,应采取风屏隔离措施,无法用风屏隔离时,应在中间地带采用鼓风机通风,以降低氢气浓度。
3)电焊电源、刀闸和焊机应远离作业地点,焊把和电线需移动时,应先停电再移动,防止打火。严禁在氢气管道上接地,以免引起爆炸。
4)气焊用的橡皮管应严密不漏,定期做压力试验,严禁橡皮管放置在高温设备和电线
5)动火作业之前应准备足够的消防器材,如CO2灭火器、1211灭火器、湿石棉布等。
6)进行氢设备的维护和工作时,手和衣服都不应沾油脂,防止氧化起火引起事故。
(19)氢冷设备及氢气管道上必须进行动火检修时的防火安全措施:
1)在氢冷设备及氢气管道上必须进行动火作业时,必须先经总工程师批准,履行一类动火工作票,采取严密可靠的防火措施后才能动火。
2)氢冷设备、管道和制氢设备进行检修前,必须将检修部分与相连的运行部分隔离并有明显的断开点,充氢侧加装严密的堵。拆卸其附件及管道应使用铜质工具,以防产生火花。
3)动火前,应对检修的设备和管道用氯气进行置换,然后进行测爆,经过含氢量测定,确定无爆炸危险后才能动火。
4)动火前,应对危险区域附近的管道法兰进行检漏,消除泄漏现象后,用石棉布包裹管道法兰。 5)动火时,可在危险区域与附近的氢管道中间采用风屏隔离,无法用风屏隔离时,用鼓风机进行强迫通风,以降低有可能漏氢情况下的氢气浓度。鼓风机的电源开关应采用防爆型,否则,应远离氢气设备,防止产生电火花。危险区的照明,应采用防爆灯具。
(20)200MW发电机组台数很多,漏氢也较为严重,对QFQS-200-2型发电机组消除漏氢应采取以下技术措施。
1)改进结构,提高校修工艺,防止发电机各结合面漏氢。①机座与两侧端罩之间的结合面,密封工艺难度大,是漏泄薄弱环节。解决的办法是沿整因结合面用5~6mm厚的钢板加焊密封罩。为监视密封罩内充氛情况,在密封罩上应加装压力表及上下部的通气阀门,排氢时,可从下部气门通人二氧化碳,从上部气门赶出残留氢气。从长远考虑,制造厂应将机座与端罩改为整体式结构,从根本上取消两道结合面。②端盖与端罩的结合面和上下半端盖之间的结合面是重要的密封面,要求密封面的光洁度达到▽5~6,平面度应在0.03~0.05mm以内。如采用塑料密封胶,其密封胶应具有耐油、耐温、耐机械振动并具有良好密封性能。如采用橡胶条改善端盖密封也可取得良好效果,橡胶圆条直径应等于槽宽,其截面积在不受力的情况下,略大于槽本身截面积。端盖紧固后,用0.05mm塞尺塞不进为好。胶条头用平头对接,靠挤压封死。③端罩上固定端盖的螺孔,应防止加工过程中穿透和运行中振动泄漏。④出线罩与端罩之间的结合面,不论用密封胶、橡胶板、橡胶条,均会因温度高老化和振动而失效。结合面最好焊接,并保证焊接质量,消除漏氢通道。⑤出线罩法兰与出线套管台板的结合面,因二者材质不同,且该处漏磁严重,温度较高,易受热、易膨胀变形。加之密封材料受热老化,密封面很容易引起漏氢。为此可将原铝合金台板更换为1Crl8Ni9Ti不锈钢板,并和出线罩在里侧用奥237不锈钢焊条焊死。最好将出线罩及台板全换为不锈钢板可靠焊接,效果更好。
2)提高安装、检修工艺,防止密封瓦及密封瓦座结合面漏氢:①密封瓦座与端盖的垂宜结合面所采用的橡胶密封垫的质量、性能、规格、尺寸应符合要求,开孔应正规,紧固应均匀,并增加把合螺钉的数量,使结合面紧固性增强,又不致使密封垫局部鼓起而漏氢。②密封瓦上下半端盖组装时,要保证水平法兰接缝对齐,防止因错口不乎使密封垫受力不均。上下半端盖结合面采用橡胶条密封时,耍把两半盖把合后受挤压突出的橡胶条顺端盖垂直面留出约1~2mm长度后割齐,使装配密封瓦座后此处结合严密而不漏氢。③密封瓦与轴和瓦座间隙必须调整合格。瓦与轴的径向间隙,双侧以不超过0.2~0.25mm为宜。密封瓦与瓦座的轴向间隙,双侧按0.15mm掌握。④为防让密封油进入机内,内油挡及密封油挡的径向间隙,可按下列数值掌握:下间隙不大于0.05mm,左右间隙不大于0.15mm,上间隙不大于0.25~0.3mm。油挡及密封瓦座上下两半部分组装前,水平结合面应认真研副,使间隙不大于0.03mm。
3)保证密封油系统工作正常。为保证密封油系统的正常工作,密封油箱的安装位置应比主油箱高500mm以上,使密封油箱的油能全部排入主油箱。压差阀的位置应比密封油箱高500mm左右,以免密封油箱或氢侧回油管满油时,油进入压差阀配重室。压差阀、平衡闭应装在接近10m运转层处,以便于调整或操作。
密封油箱回氢管不应有向下的坡度,接到机壳上的位置应尽量提高。密封油箱回氢管和密封油回油管的坡度日前普遍偏低,新装机组应设法加大。
将压差阎、平衡阎调试合格,投入使用,是保证双流环式密封瓦正常工作的必要条件。压差阀的作用应使空侧油压高于机内氢压约0.049MPa,并能跟踪变化。平衡阀应灵敏可靠,使氢侧油压跟踪空侧油压,并使二者相等,最大相差不超过1470Pa。
为改善平衡阀的运行条件,将平衡阀由卧式改为立式安装,效果较好。
保持油质良好、无杂质,不仅是密封瓦,而且也是两阎(压差阀、平衡间)正常工作的重要条件。
当平衡间失灵,手动控制油压运行时,要避免氢侧油压比空侧油压超出过多。否则,氢侧回油量成倍增加,来不及排定便会漏人机内;同时,氢侧油流窜人空侧,带走大量氢气。
保证氢侧回油通道畅通无阻是防止机内进油的重要一环。回油腔和回油孔应保持干净无杂物,回油管的管径可加粗到476,管路坡度应尽星加大,并防止出现弯曲。
平衡阀的性能应保持良好,使密封油箱既不排油也不补油,或者排(补)油的间隙时间很长。
密封油箱的油位在正常运行时,密保持较低位置,约为2/3,并应注意监视,防止油满罐时往机内进油或空随时向外跑氢。自动补油、排油电磁阎应投人使用。手动补油时,阀门不易开的过大。
4)应防止出线套管漏氢。出线套管的瓷件与铜法兰之间用水泥作粘结剂,极易松脱漏氢,严重的甚至瓷件下穆,大量跑氢。将瓷件的结合面由柱面状改为上大下小的锥面状,并且将其与法兰的粘结刑改用环氧树脂,这样的套管效果很好。
出线套管穿过出线台板处的密封是防止漏氢的关键部位之一,此处需用耐油的橡胶圈和橡胶垫加以双重密封。出线套管上端出线铜杆与过渡引线的连接在装配时应避免别劲受力,否则套管密封将会遭到破坏。出线套管瓷件的上下端与出线铜杆之间均用橡胶垫密封,并借助下端出线杆上螺母的紧力,使两端橡胶垫受压而封氢。下端密封用橡胶垫,如层数过多,在螺母的紧力作用下,易相互偏斜移位而引起漏氢,以选用两层橡胶垫为宜。出线套管内的导电杆与上下端出线杆之间焊接不良时,也会出现漏氢。查漏发现后如现场无法补焊解决,即需更换新套管。
运行中查出出线套管漏氢或怀疑套管密封不良时,应在大修中对答部密封垫、困拆卸检查,发现失去弹性的应立即更换,妥善装配。处理后的出线套管应单独做气密试验,试验压力为0.39MPa。
5)防止定子水冷系统漏氢。大修时定子水冷系统应进行压力为0.49MPa表压、持续时间为4h的水压试验。下列部位应作为检查的重点:端部绝缘引水管有无磨损,其水接头是否牢靠,与端部其他部件相碰或交叉处有无涤纶毡绑扎固定;两端汇水母管与进水管、出水管、排气管、排污管的连接焊口处有天裂缝,支持是否坚固;过渡引线的接头盒有无缺陷等。
过渡引线末端和以线套管L端出线杆连接处,原结构装有两道密封困阻止氢、水互窜。由于目前国产橡胶密封因耐老化性能差,运行中一旦龟裂破损,氢气即漏入水中而被带定。因此,漏氢量大的机组如发现定于内冷水中含氢,大修中水压试验时要注意检查此处密封阳状况。如已失去弹性应立即更换,并经水压试验合格后再包好绝缘。
6)防止转子漏氢。每次大修,转子抽出后都应进行查漏试验。一般从励端中心露孔通人干燥清洁的肤缩空气、试验压力为0.49MPa、6h压力降不大于起始压力的20%为合格。
转子进行风压查漏试验时.重点应检查滑环下导电螺钉的密封状况。判断该处是否漏气的方法是使螺钉位置垂直向上,将无水酒精洒在上面,观察有元小气泡出现。同时还耍检查中心袖固定螺钉及汽端中*r/孔堵板的密封状况。只有漏气处全部处理完好后,才能恢复风压试验。试验合格后回装励端中心孔堵板时,应确保此处严密不漏。
7)防止氢气冷却器及氢系统的漏氢:每次大修,氢气冷却器应单独进行水压试验,试验压力为0.49MPa,以0.5h无渗漏为合格。
氢气冷却器上下达兰与机壳把合处需结合严密。此处出现间隙不等、结合面不平时,可换用厚垫或配用不同厚度的扁垫来解决。
运行中发现冷却器个别钢管漏氢时,可在不停机情况下堵管处理。培管应安全,工艺应合理。
氢管路严禁使用铸铁管件,一定要用无缝钢管。管路连接尽量用焊接代替丝扣。
氢管路上连接法兰的密封垫要使用丁脂橡胶或其他耐油橡胶制作的整体件,避免使用拼接而成的密封垫。
大修时,包管路、二氧化碳管路及其表管均应用压缩空气吹扫干净。氢管路、二氧化碳管路、氢控制盘还应分别用压缩空气进行查漏试验,试验压力为0.588MPa,持续时间为4h,每小时压力降不超过666.6Pa为合格。
大修时,氢管路阀门均应解体检查,单独进行风压试验,试验标准和管路相同。
8)认真进行气密性试验。氢冷发电机的气密性试验分查漏试验和测漏试验。查温试验主要在大修和事故处理时进行。测漏试验主要在大修后和正常运行中进行。
大修中查得试验应首先按部件、系统单独进行,直至每个部件、系统的试验合格。
转子穿入定子膛后,发电机应进行整套查调试验。试验时将密封油系统投入运行,干净的压缩空气充人发电机内,并保持密封油压高于风压0.03MPa,试验风压0.343MPa,查漏可用氟利昂和卤素检漏仪,也可用肥皂液涂刷,观察汽泡来查漏。漏点查出后应全部消除。
所有漏点全部消除后,可对发电机大修后静态下充压缩空气进行测漏试验。试验时试验压力为队294MPa,试验时间24h,每小时记录机内风压一次(包括温度、周围气压和室温)。根据测量数据,计算出24h漏气量,应不超过发电机气体容积的1.3%(应该换算到试验压力下的漏气体积)。
漏氢严重的发电机,大修时应对定子和转子单独进行查漏试验。将所有漏点全部消除后,再将转子穿入定子膛内进行整套试验,直至符合标冶为止。
9)加强运行监督。发电机连续满载运行必须保持额定氢压,不得用降低氢压作为减少漏氢、并维持长期运行的手段。发现漏氢应及时检查处理。
机内氢纯度应大于96%,气体混合物含氧量小于2%,湿度小于10g/立方米(入口氢温大于20℃,并换算到常压下的湿度值)或露点不大于 5℃。
为保持发电机正常运行,除正常的运行监视外,对氢一泊系统还应建立定期检验维护制度。
在额定氢压下,每昼夜整个机组转动时的漏氢量应不超过发电机氢气量的5%,超过5%应及时处理。为掌握氢气介质运行情况,在运行值班处应设立“发电机氢气运行日志”,并认真填写分析,发现问题应及时处理。
(21)氢冷发电机和氢设备的安全、测童装置,如氢、氧压力自动调整器、氢气(氧气)纯度(量值)自动报警仪、安全阀、止回阀、水封器、阻火器、压力表、温度表等应定期校,保证其动作正确,测量准确,为安全防爆提供了可员的监测,保护手段。
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