一种氢冷发电机用氢气的在线纯化装置制造方法及图纸

一种氢冷发电机用氢气的在线纯化装置，包括循环纯化系统

【技术实现步骤摘要】
一种氢冷发电机用氢气的在线纯化装置


[0001]本专利技术涉及一种氢冷发电机用氢气的在线纯化装置，属于于气体纯化

。

技术介绍

[0002]公知的，氢气纯度显著影响发电机的运行安全性和经济性
。
我国在
《
电业安全工作规程第1部分：热力和机械
》(gb26164.1
‑
2010)
中
13.4.2
规定：发电机氢纯度不应低于
96.0
％，含氧量不应超过
l.2
％
。
超标将导致发电机存在氢爆可能性，严重威胁发电机的安全
。
氢纯度的降低还将直接影响发电机运行功耗，如氢气纯度每下降1％，
400mw
发电机损耗将增加
107kw
，
600mw
和
800mw
机组则损耗增加
240kw
和
366kw。
当氢气纯度由
99.99
％降到
97
％时，
400mw
发电机损耗将分别增加为
321kw
，
600mw
和
800mw
机组则损耗增加
720kw
和
1098kw。
[0003]目前，发电机内的氢气使用一段时间后，由于被油汽及夹带空气的水蒸气污染，其组分变得复杂，会含有一定量的
H2O、O2、CO2、N2、C2H4及
C
3+
等油烃类组分，当纯度不足时，为了维持发电机内的氢气的高纯度，普遍需要对发电机进行一定周期内的排补氢操作，用
99.99
％以上高纯氢置换低浓度的氢气，来相对提高发电机内的氢气纯度，这种方法除人力物力的耗费外，还会产生氢气的浪费
。
现有排掉不合格氢气补充合格氢气的做法，还由于无法过于频繁的排氢补氢，仅仅能保障发电机氢气纯度合格，很难做到氢气纯度保持最高，使发电机效率最佳
。
[0004]此外，部分电厂采用价格动辄几十万上百万的进口膜式提纯产品来提高发电机内的氢气纯度，虽然能够达到提高发电机氢气纯度的目的，但是新增设备安装在氢气干燥回路内占用大量空间，连同氢气干燥机
、
氢气循环风机等设备使系统过于庞大复杂，置换操作困难，氢气可能泄漏的点较多，维护量大，安全隐患增加较大
。

技术实现思路

[0005]为了克服相关技术的上述不足，本专利技术提供一种氢冷发电机用氢气的在线纯化装置，该装置能够有效的保障发电机的氢气纯度，而且排除杂质气体时夹带的氢气量较少，将氢气的浪费降低到最小，当氢气纯度足够高时基本不再向外排气，没有氢气消耗，能够长期在线运行，实时保障发电机内的氢气纯度较高
。
[0006]本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是：
[0007]一种氢冷发电机用氢气的在线纯化装置，包括：
[0008]循环纯化系统，所述循环纯化系统包括顺序连接在发电机氢气出口和发电机氢气入口之间的前置过滤器
、
第一纯化吸收塔及后置过滤器，所述第一纯化吸收塔在运行时始终处于吸附纯化氢气的工作状态，所述工作状态用于氢气的脱油
、
脱氧
、
脱氮
、
脱二氧化碳等的纯化；
[0009]循环再生系统，所述循环再生系统包括依次闭环连接的第二纯化吸收塔
、
再生气流冷却器及废气分离存储器，所述第二纯化吸收塔在运行时始终处于再生状态，所述再生
状态用于
TSA
脱除杂质气体以及杂质气体分离排出；
[0010]所述循环纯化系统的第一纯化吸收塔与所述循环再生系统的第二纯化吸收塔的工作状态可操作性地进行互换，并分别处于工作状态和再生状态；
[0011]控制系统，所述控制系统分别与所述循环纯化系统和所述循环再生系统相连，用于调控所述循环纯化系统的自动吸收纯化过程及所述循环再生系统的自动循环再生过程
。
[0012]可选的，所述第一纯化吸收塔的两端分别通过上四通阀和下四通阀与后置过滤器和前置过滤器连接；所述第二纯化吸收塔的两端分别通过上四通阀和下四通阀与再生气流冷却器和废气分离存储器连接；操作所述上四通阀和下四通阀的阀杆同步旋转
90
°
位置可进行第一纯化吸收塔和第二纯化吸收塔的连接关系互换；所述上四通阀和下四通阀的阀杆通过连杆和气动执行器相连，用于实现两个阀杆的同步操作
。
[0013]可选的，所述第一纯化吸收塔包括吸收塔塔体，所述吸收塔塔体的内部设有上下布置的吸附剂床层和高压鼓风机，所述吸附剂床层包括由下至上依次连接的活性炭床层
、
辛化硅胶床层
、
锂基分子筛床层
、
钠基分子筛床层及脱氧床层，所述脱氧床层装有钯铂催化剂和干燥吸附剂；所述吸附剂床层内还埋设有加热器，所述加热器和高压鼓风机均在自动循环再生过程中启动；
[0014]所述吸收塔塔体上设有第一温度测量计和第一压力表，吸收塔塔体的上部设有与上四通阀相连的工作气流出口管路，吸收塔塔体的底部设有与下四通阀相连的工作气流入口管路；
[0015]所述第二纯化吸收塔与第一纯化吸收塔的结构相同并设有第二温度测量计和第二压力表；
[0016]同时，所述上四通阀还分别通过再生气流出口管路和后置过滤器进口管路与再生气流冷却器和后置过滤器连接；所述再生气流出口管路上还设置有再生气流控制阀
V1
和第三温度测量计；所述下四通阀还分别通过再生气流入口管路和前置过滤器出口管路与废气分离存储器和前置过滤器连接
。
[0017]可选的，所述前置过滤器包括过滤器壳体及设置在所述过滤器壳体内的螺旋通道和升气管，所述过滤器壳体上开设有气体入口和气体出口，所述螺旋通道的进气端连接所述气体入口，其出气端的中心处连接所述升气管的进气口，升气管的出气口与所述气体出口连通，所述升气管内装填有金属材质的烧结过滤层；所述过滤器壳体与排污入口之间还连通有排污管路，所述排污管路上安装有两个串接的排污控制阀；
[0018]所述后置过滤器与所述前置过滤器的结构相同
。
[0019]可选的，所述前置过滤器与所述第一纯化吸收塔之间的输入管路上设有进氢湿度检测仪和氢气流量测量仪；所述后置过滤器与所述第一纯化吸收塔之间的输出管路上设有出氢湿度检测仪和氢气纯度测量器，所述氢气纯度测量器用于测量吸附塔吸附后的氢气纯度；
[0020]所述前置过滤器的输出端与所述后置过滤器的输入端之间设有连通旁路，所述连通旁路上设有第一电磁阀；当氢湿度检测仪和出氢湿度检测仪的氢气湿度数据小于设置数据时，第一电磁阀打开，连通旁路导通，进入停止除湿状态，再生运行继续到完成，第一纯化吸收塔和第二纯化吸收塔不切换；
[0021]当氢气流量测量仪的氢本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种氢冷发电机用氢气的在线纯化装置，其特征在于，包括：循环纯化系统，所述循环纯化系统包括顺序连接在发电机氢气出口和发电机氢气入口之间的前置过滤器
、
第一纯化吸收塔及后置过滤器，所述第一纯化吸收塔在运行时始终处于吸附纯化氢气的工作状态，所述工作状态用于氢气的脱油
、
脱氧
、
脱氮
、
脱二氧化碳等的纯化；循环再生系统，所述循环再生系统包括依次闭环连接的第二纯化吸收塔
、
再生气流冷却器及废气分离存储器，所述第二纯化吸收塔在运行时始终处于再生状态，所述再生状态用于
TSA
脱除杂质气体以及杂质气体分离排出；所述循环纯化系统的第一纯化吸收塔与所述循环再生系统的第二纯化吸收塔的工作状态可操作性地进行互换，并分别处于工作状态和再生状态；控制系统，所述控制系统分别与所述循环纯化系统和所述循环再生系统相连，用于调控所述循环纯化系统的自动吸收纯化过程及所述循环再生系统的自动循环再生过程
。2.
根据权利要求1所述的一种氢冷发电机用氢气的在线纯化装置，其特征在于，所述第一纯化吸收塔的两端分别通过上四通阀和下四通阀与后置过滤器和前置过滤器连接；所述第二纯化吸收塔的两端分别通过上四通阀和下四通阀与再生气流冷却器和废气分离存储器连接；操作所述上四通阀和下四通阀的阀杆同步旋转
90
°
位置可进行第一纯化吸收塔和第二纯化吸收塔的连接关系互换；所述上四通阀和下四通阀的阀杆通过连杆和气动执行器相连，用于实现两个阀杆的同步操作
。3.
根据权利要求2所述的一种氢冷发电机用氢气的在线纯化装置，其特征在于，所述第一纯化吸收塔包括吸收塔塔体，所述吸收塔塔体的内部设有上下布置的吸附剂床层和高压鼓风机，所述吸附剂床层包括由下至上依次连接的活性炭床层
、
辛化硅胶床层
、
锂基分子筛床层
、
钠基分子筛床层及脱氧床层，所述脱氧床层装有钯铂催化剂和干燥吸附剂；所述吸附剂床层内还埋设有加热器，所述加热器和高压鼓风机均在自动循环再生过程中启动；所述吸收塔塔体上设有第一温度测量计和第一压力表，吸收塔塔体的上部设有与上四通阀相连的工作气流出口管路，吸收塔塔体的底部设有与下四通阀相连的工作气流入口管路；所述第二纯化吸收塔与第一纯化吸收塔的结构相同并设有第二温度测量计和第二压力表；同时，所述上四通阀还分别通过再生气流出口管路和后置过滤器进口管路与再生气流冷却器和后置过滤器连接；所述再生气流出口管路上还设置有再生气流控制阀和第三温度测量计；所述下四通阀还分别通过再生气流入口管路和前置过滤器出口管路与废气分离存储器和前置过滤器连接
。4.
根据权利要求3所述的一种氢冷发电机用氢气的在线纯化装置，其特征在于，所述前置过滤器包括过滤器壳体及设置在所述过滤器壳体内的螺旋通道和升气管，所述过滤器壳体上开设有气体入口和气体出口，所述螺旋通道的进气端连接所述气体入口，其出气端的中心处连接所述升气管的进气口，升气管的出气口与所述气体出口连通，所述升气管内装填有金属材质的烧结过滤层；所述过滤器壳体与排污入口之间还连通有排污管路，所述排污管路上安装有两个串接的排污控制阀；所述后置过滤器与所述前置过滤器的结构相同
。
5.
根据权利要求4所述的一种氢冷发电机用氢气的在线纯化装置，其特征在于，所述前置过滤器与所述第一纯化吸收塔之间的输入管路上设有进氢湿度检测仪和氢气流量测量仪；所述后置过滤器与所述第一纯化吸收塔之间的输出管路上设有出氢湿度检测仪和氢气纯度测量器，所述氢气纯度测量器用于测量吸附塔吸附后的氢气纯度；所述前置过滤器的输出端与所述后置过滤器的输入端之间设有连通旁路，所述连通旁路上设有第一电磁阀；当氢湿度检测仪和...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兵，田旭辉，黄子夜，娄宏，高良平，要月桥，武学华，段雨佳，张升云，梅晓龙，李宏海，秦刚，
申请(专利权)人：大唐保定热电厂，
类型：发明
国别省市：