氢气供应系统储氢罐的置换操作及危险因素分析.doc
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1、氢气供应系统储氢罐的置换操作及危险因素分析摘要:以某41036MW机组的氢气供应系统为例,介绍了氢气供应系统的组成及设备状况。当储氢罐需检修时,应进行检修前和检修后的置换操作。在置换操作过程中,易产生各种影响设备安全的危险因素。为此,提出了相应的预防措施和对策。通过分析,为防止危险的发生,提出了有益的建议,并在储氢罐的置换操作中得到实施,确保了机组的稳定运行。概述随着火力机组的迅速发展,发电机组中的电机也越来越大。氢气是发电机的冷却介质之一,氢气冷却系统的作用也日益受到关注,对冷却系统稳定运行的要求也不断提高。某型机组的一期工程41036MW的发电机型号为QFSN-1000-2-27,发电机为
2、全封闭、自通风、强制润滑、水/氢/氢冷却、圆筒型转子、同步交流发电机。定子绕组为直接水冷,定、转子铁芯及转子绕组为氢气冷却。1氢气的理化性质氢气是一种无色、无味的气体,无腐蚀性,但有很强的渗透性;密度为0.09kg/m3,比空气轻,不溶于水。氢气易燃易爆,无色无味,不易被人体感官发现。氢气与氧气混合燃烧的火焰温度为21002500,氢气与空气混合发生爆炸的极限比例为4.274.2。氢气密度小,热传导率高(其热传导率比空气大6倍),因此被广泛应用于发电机冷却,提高了发电机的效率,从设计上使得发电机尺寸、冷却器的表面积减少,降低了通风损耗及发电机运行噪声。2氢气储存系统2.1供气储存罐某工程中,利
3、用大容量储存罐储存氢气,减压后向发电机氢气系统供氢。供氢系统的工艺流程为:氢气槽车一减至氢气储存罐一减压至发电机组。供氢装置主要由卸氢汇流排、储氢罐、供氢汇流排、氮气汇流排及控制柜组成。电厂的外购氢气(氢气槽车V=20m3,P=20MPa)经减压后,送入氢气分配盘,再分别汇入3台储氢罐(V=30m3,P=5MPa)。当发电机需用氢气冷却时,储氢罐内的氢气通过氢气分配盘二级减压后,送往发电机。储氢罐共有3个,储罐的工作压力为5.0MPa,容积为30m3。每个储罐上布置有压力表口、温度表口、排空口、排污口、取样口、安全阀出口,并通过进气口和出气口与氢气分配盘连接。氮气汇流排将8个氮气瓶的氮气经减压
4、后。送人氮气汇流排母管,用于系统充氮。氢气供应系统的布置,如图1所示。氢气供应系统主要由储氢罐、卸氢汇流排、供氢汇流排、充氮装置及相关阀门、管道、监测点等组成。3储氢罐的置换操作电厂储氢罐的充氢、退氢操作,使用水和氮气作为中间介质。气体监测及置换操作的内容,如表1所示。3.1储氢罐检修前的置换操作(1)确认储氢罐的内部氢气已基本用空,压力1.0MPa以下。关闭储氢罐进口一、二次门,出口二次门,底部排污门,顶部排气门和取样门。打开储氢罐顶部排气门,通过阻火器将储氢罐内氢气压力降至0.05MPa。(2)用氮气置换储氢罐中氢气,调整氮气瓶组的出口压力为0.2MPa,核查其他储氢罐进口一、二次门,确认
5、卸氢A路二次阀关闭,卸氢B路二次阀关闭。(3)打开卸氢汇流排充氮门,打开储氢罐进口一、二次门,将储氢罐升压至0.10MPa后,关闭储氢罐进气母管氮气进口门。待储氢罐静止4h后,打开储氢罐顶部排气门,通过阻火器将储氢罐内部气体压力降至0.05MPa。重复该操作步骤3次以上。(4)连续3次取样,当储氢罐顶部取样门排出的气体中含氢气量不超过0.5,氮气置换储氢罐内部氢气的操作结束。关闭储氢罐进口一、二次门,打开储氢罐底部排污门、顶部排气门,进行卸压。卸压完成后,关闭储氢罐出口一次门、底部排污门、顶部排气门。在储氢罐进口二次门后的管道法兰处和出口一次门前管道法兰处,加装堵板,将储氢罐完全隔离。3.2储
6、氨罐检修后置换操作3.2.1注水排空气确认储氢罐检修工作完成后,检查储氢罐的外观。检查在储氢罐进口二次门后管道法处和出口一次门前管道法兰处的堵板已拆除,核查储氢罐进出口的一、二次门,将安全阀进口手动阀关闭。在储氢罐底部排污阀处连接1条临时工业水管,打开储氢罐底部排污门、顶部排气门、取样门,向储氢罐内注水排出空气。当取样门有水气混合物流出时,立刻关闭顶部排气门。当取样门有连续而且稳定水流流出时,关闭取样门、底部排污门。检查确认储氢罐人孔、阀门等法兰处没有泄漏,储氢罐的注水排空气操作结束。拆除在储氢罐底部排污门临时加装的工业水管。3.2.2充氮顶压查漏及排水检查确认卸氢A、B路一、二次门,卸氢汇流
7、排与供氢汇流排联络手动门关闭,储氢罐进口一、二次门关闭。调整供氢站操作间内氮气瓶组的出口压力为5.0MPa,打开卸氢汇流排充氮门,打开储氢罐进口一、二次门,用氮气将储氢罐的内部压力升至5.00MPa。检查无泄漏后,关闭卸氢汇流排充氮门,停止氮气供应。打开储氢罐底部排污门,对储氢罐排水泄压至0.5MPa后关闭。调整供氢站操作间内氮气瓶组出口压力为5.35MPa,打开卸氢汇流排充氮门,将储氢罐升压至5.35MPa,关闭卸氢汇流排充氮门,停止氮气供应,关闭储氢罐进口一次门。对储氢罐进口一次门至储氢罐出口一次门之间的设备、管道进行气密性试验,如储氢罐压力维持48h不变,则说明系统的严密性良好,无泄漏发
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