книги из ГПНТБ / Грудинский, П. Г. Техническая эксплуатация основного электрооборудования станций и подстанций

170

нения потерь тепла при превращении углекислоты из жидкого в газо­ образное состояние. При этом температура углекислоты, понизившись до некоторой величины, будет оставаться на этом уровне постоянной до тех пор, пока вся жидкость не испарится.

При вытеснении воздуха из генератора углекислотой скорость разрядки баллонов превышает указанную скорость во много раз. Тепло на парообразование (при отсутствии специального подогрева баллонов) при этом поступает в основном от жидкой углекислоты за счет понижения ее температуры. Когда температура углекислоты понизится до —56,5 °С, а давление до 5,28 кгс/см2, жидкая углекислота превращается в лед и испарение углекислоты резко замедляется. При быстром выпуске углекислоты происходит сильное охлаждение вентиля баллона, приводя­ щее часто к перекрытию отверстия в нем замерзшей углекислотой, в результате чего выход углекислого газа из баллона прекращается еще до замерзания углекислоты в баллоне. Влага, содержащаяся в окру­ жающем воздухе, при соприкосновении с сильно охлажденными стен­ ками баллона, коллектора, трубочкой и вентилями, замерзает и покры­ вает охлажденные поверхности инеем.

Вытеснение из генератора воздуха или водорода произ­ водится углекислым газом, подаваемым от централизован­ ной установки или от углекислотных баллонов. Для умень­ шения скорости испарения углекислоты из каждого бал­ лона и тем самым замедления охлаждения баллонов реко­ мендуется разряжать столько баллонов одновременно, сколько их можно подключить к коллектору. При этом чтобы не допустить подъем давления на коллекторе выше 5—6 кгс/см2, вентили на баллонах открывают медленно, каждый раз на небольшую величину. Если вентили на всех баллонах окажутся открытыми, а давление газовой смеси в генераторе, несмотря на это, не поднимается, разряженные баллоны заменяют полными.

Частично разряженные баллоны после отогрева вновь подсоединяются к коллектору для выпуска оставшейся углекислоты.

По окончании разрядки в баллоне должно оставаться давление 0,5 кгс/см2, что соответствует наличию в баллоне около 0,2 кг углекислоты.

Первый отбор пробы газовой смеси на анализ из водо­ родного коллектора следует сделать после выпуска в гене­ ратор углекислоты в количестве 1,3 объема статора при неподвижном роторе и 1,8 объема статора при вращаю­ щемся роторе.

При вращающемся с номинальной скоростью роторе содержание углекислоты в генераторе по мере вы­ теснения воздуха целесообразно контролировать по спе­ циально отградуированному дифференциальному мано­ метру.

172

На генераторах, имеющих уплотнения, в которых вкладыш отжи­ мается маслом, необходимо при вытеснении воздуха, водорода и угле­ кислоты периодически следить за количеством масла, сливающимся

всторону водорода. При низком давлении газовой смеси в генераторе

ибольшом перепаде между давлением масла и давлением газовой смеси может произойти отжим вкладыша от диска, сопровождающийся боль­

шим расходом масла в сторону водорода. Если не принять мер к прижа­ тию вкладыша к диску на валу путем уменьшения перепада между давле­ ниями масла и газа, то масло может в большом количестве попасть в генератор.

После того как содержание углекислоты в газовой смеси генератора достигнет не менее 85%, вытеснение воздуха углекислотой заканчивается и производится продувка во­ дородноотделительного отсека маслоочистительной уста­ новки, осушителя водорода, поплавкового гидрозатвора, бачка продувки и всех импульсных трубок путем выпуска газовой смеси из них. Смесь воздуха и углекислоты, со­ держащая не менее 85% углекислоты, не будет взрыво­ опасной при добавлении любого количества водорода. Если применен азот, то вытеснение воздуха считается законченным после того, как содержание кислорода в га­ зовой смеси снизится до 3%.

Для вытеснения углекислоты водородом водородный коллектор генератора при помощи съемной перемычки соединяется с линией от водородной или электролизной установки, а углекислотный коллектор с атмосферной трубой. Если электролизная или водородная установка отсутствуют, к водородному коллектору подключаются бал­ лоны с водородом. Открытием вентилей на водородной линии и коллекторе или вентиля на баллоне в генератор подается водород. Одновременно открытием вентиля на линии, соединяющей углекислотный коллектор с атмосфер­ ной трубой, углекислота в смеси с воздухом и водородом выпускается из генератора.

Контроль за вытеснением углекислоты водородом при вращающемся с номинальной скоростью роторе рекомен­ дуется вести по дифференциальному манометру. При чи­ стоте водорода 90% включается автоматический газоана­ лизатор и отбирается из вентиля на углекислотном коллек­ торе первая проба газовой смеси на химический анализ.

При *неподвижном роторе контроль за вытеснением углекислоты водородом ведется по результатам химичес­ кого анализа проб, отбираемых из углекислотного коллек­ тора, начиная с того момента, когда в генератор будет введено водорода не менее одного объема статора.

173

Вытеснение углекислоты водородом считается закон­ ченным, если чистота водорода, отобранного из углекислот­ ного коллектора, достигает 95% для генераторов, работаю­ щих с давлением водорода 0,05 кгс/см2, 97% для генераторов с поверхностным охлаждением, работающих с давлением водорода выше 0,5 кгс/см2, и 98% для генераторов с непо­ средственным охлаждением.

По достижении необходимой чистоты водорода в гене­ раторе должны быть продуты водородоотделительный отсек маслоочистки, осушитель водорода, поплавковый гидрозатвор, бачок продувки и все импульсные трубки. Если производилась разборка уплотнений, определяется процент содержания водорода в сливных трубах.

Вытеснение водорода углекислотой мало отличается от вытеснения воздуха углекислотой. Перед началом вытесне­ ния закрываются вентили и снимаются перемычки между водородным коллектором и линией от электролизной или водородной установки для создания видимого разрыва.

Отключаются дифференциальный манометр и автомати­ ческий газоанализатор, если последний не используется для контроля за содержанием газовой смеси в переходном режиме. Снижаются уставки на контактных манометрах, замеряющих давление масла перед уплотнениями. Сни­ жается давление водорода в генераторе до 0,02 или 0,2 кгс/см2 в зависимости от типа генератора. Затем вводится углекислота и одновременно выпускается во­ дород.

Вытеснение водорода считается законченным при со­ держании углекислого газа в газовой смеси, отобранной из водородного коллектора, не менее 85% при вращающемся роторе и не менее 95% при неподвижном роторе.

После заполнения генератора углекислотой все газовые объемы бачков, затвора и импульсные трубки должны быть продуты от водорода.

Первый анализ газа в водородном коллекторе рекомен­ дуется производить после ввода в генератор углекислоты в количестве, равном 1,1—1,2 объема статора при непод­ вижном роторе и двум объемам при вращающемся роторе. Вытеснение углекислоты воздухом производится так же, как и водородом, с той лишь разницей, что перемычка между водородным коллектором и водородной линией сня­ та, а между водородным коллектором и линией сжатого воздуха установлена. До установки перемычки между водо­ родным коллектором и линией сжатого воздуха необхо­

174

димо надежно продуть разводку воздуха от воды, ржав­ чины и пыли.

Вытеснение углекислоты воздухом считается закончен­ ным, когда анализ пробы газа из углекислотного коллектора покажет полное отсутствие в нем углекислоты.

6-3. Водородно-углекислотная установка

Снабжение генераторов водородом производится от во­ дородной установки, состоящей из электролизной и реси­ веров. Когда вблизи электростанции имеется электролиз-

00 0 00 ©

9000

Рис. 6-3. План водородно-углекислотной установки.

1 — помещение для полных баллонов или контейнеров с водородом; 2 — поме­ щение для разрядки баллонов с водородом; 3 — помещение для разряженных баллонов с водородом; 4 — помещение для полных баллонов с углекислотой; 5 — помещение для разрядки баллонов с углекислотой; 6 — помещение для разряженных баллонов с углекислотой; 7 — ресиверы для водорода; 8 — реси­ веры для углекислоты; 9 — коллектор ресиверов с водородом; 10 — контейнер с водородными баллонами; 11 — монорельсы; 12 — коллектор разрядки бал­ лонов с углекислотой; 13 — коллектор ресиверов с углекислотой; 14 — вен­

тиляционная камера.

ный завод, вместо электролизной сооружается помещение для разгрузки, хранения и разрядки водородных баллонов.

Водородная установка без электролизеров (рис. 6-3) состоит из ресиверов водорода 7, соединительных трубо­ проводов и помещений для: разгрузки с автомашин и складирования полных баллонов с водородом (/); выпуска

1 7 5

(разрядки) водорода из баллонов в ресиверы (2); хранения разряженных баллонов (3).

Суммарная емкость всех ресиверов должна быть такой, чтобы запас водорода в них был равен десятидневному эксплуатационному расходу плюс количество, потребное для заполнения водородом одного генератора с наибольшим газовым объемом.

Схема водородной установки без электролизеров дана на рис. 6-4. Подключение водородных баллонов к разрядному коллектору 1 , рассчи­

танному на давление 150 кгс/см2, производится без редуктора.

Рис. 6-4. Схема водородной установки без электролизеров.

Коллектор ресиверов 2 для удобства располагается в помещении,

рядом с разрядным коллектором.

Нормально к коллектору ресиверов и связанной с ним водородной линии к генераторам должны быть подключены один-два ресивера. Остальные ресиверы предназначаются для хранения аварийного запаса водорода. Их вентили на коллекторе должны быть закрыты, чтобы при появлении большой утечки в водородной линии или каком-либо гене­ раторе не выпустить весь запас водорода.

Дренажные линии от всех ресиверов, а также линии с углекислотой и воздухом целесообразно подвести к ремонтной рампе, которую можно расположить и вне помещения. Нормально на всех дренажных линиях вентили закрыты и установлены заглушки. При необхо­ димости вытеснения из ресивера водорода его дренажная линия соеди­ няется съемной перемычкой с линией' углекислоты и водород вытес­ няется в атмосферу через выпускную линию. После замены водорода углекислотой перемычка снимается, к выпускной линии подводится сжа­

| 7 6

тый воздух и углекислота вытесняется в атмосферу через дренажную линию.

Огнепреградители 8 служат для предотвращения проникновения

огня в ресивер при загорании водорода, выходящего при срабатывании предохранительного клапана, как от случайной искры, так и от само­ воспламенения, возможного при большой скорости истечения водорода. Огнепреградитель выполняется в виде цилиндра высотой 400—500 мм, Диаметром 100 мм, засыпанного мелким гравием. Внизу цилиндра имеется сетка, не допускающая падения гравия в трубу.

Предохранительные клапаны 7 защищают рисиверы от повышения

давления газа в них сверх допустимой величины. Не реже раза в год они должны проверяться на срабатывание на стенде, для чего их при-

ходится снимать с ресивера с вытеснением из последнего водорода, так как между клапаном и ресивером установки вентиля не допус­ кается. Часто с течением времени и особенно после срабатывания газоплотность предохранительных клапанов нарушается, что' приводит к утечке водорода через них. Весьма перспективно применение перед клапанами предохранительных пластин из чугуна или другого металла которые надежно защитят от утечек водорода и позволят снимать клапан для проверки без вытеснения из ресивера водорода.

При доставке водорода в баллонах россыпью сохраняется тяжелая операция по их разгрузке с машины. Полностью исключается ручной труд только при внедрении контейнеров с водородными баллонами (рис. 6-5), которые, кроме того, резко сокращают время на вытеснение водорода из баллонов в ресивера. В каждом контейнере уложены и закреплены 36 баллонов, подсоединенных группами по 18 баллонов к двум коллекторам.

Для разрядки контейнера его коллекторы подсоединяются медными трубками с накидными ганками к разрядному коллектору водородной установки. После этого открывается входной вентиль на разрядной рампе и выходной вентиль на коллекторе контейнера и водород выпус­ кается в ресивер поочередным открытием вентилей на баллонах, до сни­ жения давления в коллекторе контейнера до 3—5 кгс/см2. Затем таким же образом выпускается в ресивер водород из второй группы баллонов контейнера.

Разгрузка контейнера с автомашин, перемещение его к разрядной рампе и погрузка на автомашину производятся при помощи электро­ тельфера грузоподъемностью 5 тс, подвешенного на монорельсе.

J 7 7

Схема углекислотной установки (рис. 6-6), исключаю­ щей применение тяжелого физического труда по доставке углекислотных баллонов со склада к генераторам и обратно, ускоряющей операцию по вытеснению водорода, что очень важно в аварийных условиях, и позволяющей более эко­ номно использовать углекислотные баллоны, состоит из коллектора разрядки углекислотных баллонов 1, коллек-

Рис. 6-6. Схема углекислотной установки.

1 — баллоны; 2 — коллектор разрядки баллонов; 3 — предохрани­ тельные клапаны; 4— испаритель; 5 — игольчатый вентиль; 6 — кол­ лектор ресиверов, 7 — ресиверы; М — манометры.

тора ресиверов 6, ресиверов 7, предохранительных клапа­ нов 3 и манометров М. От коллектора ресиверов отходит линия к генераторам.

Суммарная емкость ресиверов должна быть такой, чтобы запас углекислого газа или азота в них обеспечивал трехкратное заполнение генератора, имеющего наибольший объем (§ 25, 38 ПТЭ).

Для ускорения процесса разрядки углекислотных бал­ лонов на линии, связывающей разрядный коллектор с ре­ сиверами, устанавливается паровой или водяной испари­ тель 4. Для того чтобы не допустить обмерзания разрядного коллектора 2, соединительных медных трубочек и вентилей, на баллонах рекомендуется при помощи игольчатого вен­ тиля 5 за испарителем поддерживать температуру газа, выходящего из испарителя, в пределах 10—20° С.

Операцию по выпуску углекислоты из баллонов, уста­ новленных вертикально, вентилями вниз, начинают с того, что при закрытом вентиле после испарителя открывают

178

вентили на всех разряжаемых баллонах. При этом угле­ кислота в жидком состоянии вытекает из баллонов в раз­ рядный коллектор и испаритель. Затем по мере прогрева углекислоты в испарителе приоткрывается вентиль, распо­ ложенный за ним, и углекислый газ выпускается в ресиверы. Разрядный коллектор заключен в трубу большего диа­ метра, по которой циркулирует вода (рис. 6-7), что допол-

Пар или горячая вода

Рис. 6-7. Коллектор разрядки баллонов с углекислотой.

няет испаритель и ускоряет разрядку баллонов. Примене­ ние для обогрева воды вместо пара исключает надобность в насосе и трубопроводе для откачки конденсата, которые при отсутствии электролизной установки пришлось бы специально устанавливать.

6-4. Допустимые отклонения давления, чистоты и влажности водорода и давления масла

Отклонения давления водорода в генераторе не должны быть больше 0,1 кгс/см2 для генераторов с давлением водо­ рода 0,5 кгс/см2 и выше 0,01 кгс/см2 для генераторов с дав­ лением водорода 0,05 кгс/см2.

Для генераторов, работающих с низким давлением водо­ рода, при снижении давления больше чем на 0,01 кгс/см2 создается угроза проникновения воздуха в генератор в слу­ чае появления утечек и при сбросе нагрузки, когда из-за снижения температуры водорода на 10—15° С его давление может понизиться на 0,03—0,045 кгс/см2. При повышении давления водорода сверх допустимого отклонения снижается надежность элементов системы водородного охлаждения.

Для генераторов, работающих с давлением водорода 0,5 кгс/см2 и выше, снижение давления водорода ниже допустимого вызовет перегрев обмоток, а повышение давле­

179

ния сверх допустимого снизит надежность системы водо­ родного охлаждения.

Чистота водорода в генераторах, %, не должна быть

ниженной чистотой и добавлением такого же количества чистого водорода из ресиверов или баллонов. Если чистота водорода понижается быстро, то целесообразно осущест­ вить непрерывную продувку из бачка продувки. При этом расход водорода на продувку благодаря удалению наиболее загрязненного водорода сокращается в 5—10 раз.

Содержание кислорода в корпусе генератора не должно превышать 1,2%, а в бачке продувки — 2%. Несоблюде­ ние этого требования резко увеличит опасность образова­ ния в генераторе взрывоопасной смеси. Поэтому при достижении содержания кислорода значений, близких к предельно допустимым, производится продувка генератора чистым водородом, как и при снижении чистоты водо­ рода.

Влажность водорода в корпусе генератора не должна превышать 85% при рабочем давлении водорода.

180