一种用于氢冷发电机的气体置换方法技术

本发明专利技术涉及发电机技术领域，特别是涉及一种用于氢冷发电机的气体置换方法。其具体公开了先将供氢单元中的未净化氢气置换为二氧化碳，再将二氧化碳置换为空气；引导所述未净化氢气进入氢气净化单元，对所述未净化氢气进行净化处理得到净化氢气；用二氧化碳置换供氢单元中的空气，再用净化氢气置换供氢单元中的二氧化碳；当二氧化碳在置换氢气时，对供氢单元进行加热。根据不同的二氧化碳的置换速度确定加热温度，通过动态调节置换速度解决氢冷发电机置换效率低和二氧化碳气化过程中造成的温度急剧下降使管道结冰堵管的问题。并通过收集置换出的未净化氢气，对未净化氢气除油污和干燥净化处理，得到净化氢气，实现氢气的循环利用。用。用。

【技术实现步骤摘要】
一种用于氢冷发电机的气体置换方法


[0001]本专利技术涉及发电机
，特别是涉及一种用于氢冷发电机的气体置换方法。

技术介绍

[0002]目前，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。
[0003]氢冷发电机原气体置换系统设计完善，每次气体置换都需要较长的时间(约12～15小时)，置换效率很低。通过分析、实验分析，其原因为系统设计不完善，存在的问题主要有时：在使用气瓶向发电机内冲二氧化碳气体时，因二氧化碳气化过程中温度急剧下降会使管道结冰堵管；所以导致每次气体置换时间增加。
[0004]此外，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完成气体置换，会增加其运营成本。

技术实现思路

[0005]为解决现阶段氢冷发电机在气体置换过程中因气体置换过程中因二氧化碳等气体快速气化导致管道结冰堵管导致整体置换时间过长，置换效率较低，整体运营成本较高的问题，本申请提出一种用于氢冷发电机的气体置换方法及系统。
[0006]本申请的一些实施例中，通过实时获取未净化氢气浓度动态调节二氧化碳的置换速度，并根据不同的二氧化碳的置换速度确定加热温度，通过动态调节置换速度解决氢冷发电机置换效率低的问题，同时预设加热温度矩阵，解决在二氧化碳气化过程中造成的温度急剧下降使管道结冰堵管的问题。
[0007]本申请的一些实施例中，通过收集置换出的未净化氢气，并对未净化氢气除油污和干燥净化处理，得到净化氢气，其中，通过实时获取净化氢气油污浓度，调节未净化氢气的流动速度，实现去油污，并通过获取实时预处理氢气湿度值，确定实时干燥温度，提升净化速率，降低成本，实现氢气的循环利用。
[0008]本申请的一些实施例中，提供了一种用于氢冷发电机的气体置换方法，包括：
[0009]步骤一：先将供氢单元中的未净化氢气置换为二氧化碳，再将二氧化碳置换为空气；
[0010]步骤二：引导所述未净化氢气进入氢气净化单元，对所述未净化氢气进行净化处理得到净化氢气；
[0011]步骤三：用二氧化碳置换供氢单元中的空气，再用净化氢气置换供氢单元中的二氧化碳；
[0012]其中步骤一中当二氧化碳在置换氢气时，对供氢单元进行加热。
[0013]本申请的一些实施例中，所述步骤一具体为：
[0014]预设二氧化碳置换速度矩阵V，(V1，V2，V3，V4)，其中V1是第一二氧化碳置换速度预设值；V2是第二二氧化碳置换速度预设值；V3是第三二氧化碳置换速度预设值；V4是第四二氧化碳置换速度预设值；且V1＜V2＜V3＜V4；
[0015]预设未净化氢气浓度矩阵A，(A1，A2，A3，A4)，其中，A1为第一未净化氢气浓度预设值；A2为第二未净化氢气浓度预设值；A3为第三未净化氢气浓度预设值；A4为第四未净化氢气浓度预设值；且A1＜A2＜A3＜A4；
[0016]根据未净化氢气浓度矩阵A与二氧化碳置换速度矩阵V之间的关系，确定实时二氧化碳置换速度v，具体如下：
[0017]若未净化氢气浓度a为a＞A4时，设定实时二氧化碳置换速度v为第四二氧化碳置换速度预设值V4与第三二氧化碳置换速度预设值V3之间，即V3＜v≤V4；
[0018]若未净化氢气浓度a为A3＜a≤A4时，设定实时二氧化碳置换速度v为第三二氧化碳置换速度预设值V3与第二二氧化碳置换速度预设值V2之间，即V2＜v≤V3；
[0019]若未净化氢气浓度a为A2＜a≤A3时，设定实时二氧化碳置换速度v为第二二氧化碳置换速度预设值V2与第一二氧化碳置换速度预设值V1之间，即V2＜v≤V1；
[0020]若未净化氢气浓度a为A1＜a≤A2时，设定实时二氧化碳置换速度v低于第一二氧化碳置换速度预设值V1，即v≤V1；
[0021]若未净化氢气浓度a为a≤A1时.停止置换。
[0022]本申请的一些实施例中，所述步骤一还包括：
[0023]预设加热温度矩阵B，(B1，B2，B3，B4)，其中，B1为第一加热温度预设值；B2为第二加热温度预设值；B3为第三加热温度预设值；B4为第四加热温度预设值，且B1＜B2＜B3＜B4；
[0024]根据加热温度矩阵B与二氧化碳置换速度矩阵V之间的关系，确定实时加热温度b，具体如下：
[0025]若二氧化碳置换速度v为第四二氧化碳置换速度预设值V4与第三二氧化碳置换速度预设值V3之间，即V3＜v≤V4时，设定实时加热温度b高于第四加热温度预设值B4，即b＞B4；
[0026]若二氧化碳置换速度v为第三二氧化碳置换速度预设值V3与第二二氧化碳置换速度预设值V2之间，即V2＜v≤V3时，设定实时加热温度b为第三加热温度B3与第四加热温度B4之间，即B3＜b≤B4；
[0027]若二氧化碳置换速度v为第二二氧化碳置换速度预设值V2与第一二氧化碳置换速度预设值V1之间，即V2＜v＜V1时，设定实时加热温度b为第二加热温度B2与第三加热温度B3之间，即B2＜b＜B3；
[0028]若二氧化碳置换速度v低于第一二氧化碳置换速度预设值V1，即v＜V1时，设定实时加热温度b为第一加热温度B1与第二加热温度B2之间，即B1＜b＜B2。
[0029]本申请的一些实施例中，所述步骤一还包括：
[0030]预设第一二氧化碳浓度值与第二二氧化碳浓度值，并通过获取实时二氧化碳浓度确定置时间。
[0031]在空气置换二氧化碳时，当供氢单元中的二氧化碳浓度低于所述第一二氧化碳浓度值时，停止置换；
[0032]在二氧化碳置换氢气时，当供氢单元中的二氧化碳浓度高于所述第二二氧化碳浓度值时，停止置换。
[0033]本申请的一些实施例中，所述步骤二包括：
[0034]未净化氢气流经油污过滤模块，获取净化氢气油污浓度，并调节未净化氢气的流动速度，除去油污，得到预处理氢气。
[0035]本申请的一些实施例中，调节未净化氢气的流动速度具体为：
[0036]预设未净化氢气流动速度矩阵D，(D1，D2，D3，D4)，其中D1为第一未净化氢气流动速度预设值；D2为第二未净化氢气流动速度预设值；D3为第三未净化氢气流动速度预设值；D4为第四未净化氢气流动速度预设值；且D1＜D2＜D3＜D4；
[0037]预设未净化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于氢冷发电机的气体置换方法，其特征在于，包括：步骤一：先将供氢单元中的未净化氢气置换为二氧化碳，再将二氧化碳置换为空气；步骤二：引导所述未净化氢气进入氢气净化单元，对所述未净化氢气进行净化处理得到净化氢气；步骤三：用二氧化碳置换供氢单元中的空气，再用净化氢气置换供氢单元中的二氧化碳；其中步骤一中当二氧化碳在置换氢气时，对供氢单元进行加热。2.如权利要求1所述的用于氢冷发电机的气体置换方法，其特征在于，所述步骤一具体为：预设二氧化碳置换速度矩阵V，(V1，V2，V3，V4)，其中V1是第一二氧化碳置换速度预设值；V2是第二二氧化碳置换速度预设值；V3是第三二氧化碳置换速度预设值；V4是第四二氧化碳置换速度预设值；且V1＜V2＜V3＜V4；预设未净化氢气浓度矩阵A，(A1，A2，A3，A4)，其中，A1为第一未净化氢气浓度预设值；A2为第二未净化氢气浓度预设值；A3为第三未净化氢气浓度预设值；A4为第四未净化氢气浓度预设值；且A1＜A2＜A3＜A4；根据未净化氢气浓度矩阵A与二氧化碳置换速度矩阵V之间的关系，确定实时二氧化碳置换速度v，具体如下：若未净化氢气浓度a为a＞A4时，设定实时二氧化碳置换速度v为第四二氧化碳置换速度预设值V4与第三二氧化碳置换速度预设值V3之间，即V3＜v≤V4；若未净化氢气浓度a为A3＜a≤A4时，设定实时二氧化碳置换速度v为第三二氧化碳置换速度预设值V3与第二二氧化碳置换速度预设值V2之间，即V2＜v≤V3；若未净化氢气浓度a为A2＜a≤A3时，设定实时二氧化碳置换速度v为第二二氧化碳置换速度预设值V2与第一二氧化碳置换速度预设值V1之间，即V2＜v≤V1；若未净化氢气浓度a为A1＜a≤A2时，设定实时二氧化碳置换速度v低于第一二氧化碳置换速度预设值V1，即v≤V1；若未净化氢气浓度a为a≤A1时.停止置换。3.权利要求2所述的用于氢冷发电机的气体置换方法，其特征在于，所述步骤一还包括：预设加热温度矩阵B，(B1，B2，B3，B4)，其中，B1为第一加热温度预设值；B2为第二加热温度预设值；B3为第三加热温度预设值；B4为第四加热温度预设值，且B1＜B2＜B3＜B4；根据加热温度矩阵B与二氧化碳置换速度矩阵V之间的关系，确定实时加热温度b，具体如下：若实时二氧化碳置换速度v为第四二氧化碳置换速度预设值V4与第三二氧化碳置换速度预设值V3之间，即V3＜v≤V4时，设定实时加热温度b高于第四加热温度预设值B4，即b＞B4；若实时二氧化碳置换速度v为第三二氧化碳置换速度预设值V3与第二二氧化碳置换速度预设值V2之间，即V2＜v≤V3时，设定实时加热温度b为第三加热温度B3与第四加热温度B4之间，即B3＜b≤B4；若实时二氧化碳置换速度v为第二二氧化碳置换速度预设值V2与第一二氧化碳置换速
度预设值V1之间，即V2＜v≤V1时，设定实时加热温度b为第二加热温度B2与第三加热温度B3之间，即B2＜b≤B3；若实时二氧化碳置换速度v低于第一二氧化碳置换速度预设值V1，即v≤V1时，设定实时加热温度b为第一加热温度B1与第二加热温度B2之间，即B1＜b≤B2。4.如权利要求3所述的用于氢冷发电机的气体置换方法，其特征在于，所述步骤一还包括：预设第一二氧化碳浓度值与第二二氧化碳浓度值，并通过获取实时二氧化碳浓度确定置时间。5.如权利要求4所述的用于氢冷发电机的气体置换方法，其特征在于，所述步骤一还包括：在空气置换二氧化碳时，当供氢单元中的二氧化碳浓度低于所述第一二氧化碳浓度值时，停止置换；在二氧化碳置换氢气时，当供氢单元中的二...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏楷，乔桂，邹志锋，王浩光，陈炯锟，方泽鑫，
申请(专利权)人：华能广东能源开发有限公司汕头电厂，
类型：发明
国别省市：