浮力式流量分配器及密封油真空高效脫氣裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于氫冷發(fā)電機密封油脫氣、過濾技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種浮力式流量分配器及密封油真空高效脫氣裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]氫冷發(fā)電機組中，氫氣純度下降問題在許多發(fā)電企業(yè)時有發(fā)生，相關(guān)規(guī)程要求發(fā)電機內(nèi)氫氣純度需控制在96%以上，如果氫氣純度太低，不但會導(dǎo)致發(fā)電機內(nèi)局部過熱，影響發(fā)電機的絕緣強度，而且會降低發(fā)電機的效率。根據(jù)美國G.E公司介紹，一臺運行氫壓為0.5MPa，容量為907麗的氫冷發(fā)電機，其氫氣純度從98 %下降到95 %時，摩擦和通風(fēng)損耗大約增加32%，即相當(dāng)于損失685KW的功率。
[0003]為了提高氫氣純度，發(fā)電企業(yè)采取了多種措施來調(diào)整密封油系統(tǒng)的運行參數(shù)，例如適當(dāng)調(diào)低密封油油溫，以降低氫側(cè)密封油中的氣體向氫氣中釋放的速度，整定密封油與氫氣的差壓、整定氫側(cè)和空側(cè)密封油的差壓、整定密封瓦的間隙、調(diào)整平衡閥等等，以避免空側(cè)密封油向氫側(cè)竄流。在調(diào)節(jié)密封油系統(tǒng)運行參數(shù)無效的情況下，多數(shù)發(fā)電企業(yè)不得不采取排掉發(fā)電機中部分低純度氫氣之后，再補入部分高純度的新氫氣，這個過程叫做置換補氫。為了維持發(fā)電機內(nèi)部氫氣純度在合格水平，許多發(fā)電企業(yè)會頻繁進行這種排、補氫操作，問題嚴重時日均置換補氫量可達近100m3。然而，置換補氫會帶來三大問題:第一，大量排放氫氣會有著火和氫爆的危險，威脅機組運行的安全性；第二，現(xiàn)場制氫站的制氫能力是有限的，如果同一發(fā)電企業(yè)幾臺機組的補氫量都很大時，會超出制氫站的制氫能力，若制氫設(shè)備長期滿負荷或超負荷運行，一旦出現(xiàn)故障，就會導(dǎo)致發(fā)電機組停運的危險；第三，補氫量的加大，也會使制氫成本或采購氫氣的成本大幅上升，降低了發(fā)電機組運行的經(jīng)濟性。因此，解決氫冷發(fā)電機組氫氣純度下降過快問題已經(jīng)成為各發(fā)電企業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。
[0004]國內(nèi)外科研機構(gòu)通過大量的試驗研宄及現(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致發(fā)電機內(nèi)氫氣純度低的根本原因在于密封氫氣用的密封油，油中的雜質(zhì)氣體進入發(fā)電機內(nèi)，造成氫氣污染。密封油中的雜質(zhì)氣體主要是密封油油中溶解的空氣如02、N2, CO2, H2O以及油劣化分解的烴類氣體如CH4、C2H6、C2H4、C2H2等，這兩類氣體在密封油中的溶解度可達10%左右。當(dāng)密封油與氫氣接觸時，這些雜質(zhì)氣體必然會向氫氣中擴散，使氫氣純度降低。因此，解決氫氣純度下降問題，其根本在于消除“污染源”。
[0005]針對這一問題，發(fā)電機密封油系統(tǒng)一般會配置密封油真空濾油機。然而，普通的真空濾油機其流量均小于12m3/h，在處理速度及能力上無法與密封油系統(tǒng)油泵流量相匹配(密封油泵流量一般為16m3/h?40m3/h)，另外，為了保證密封油泵供油正常，必須提供另外一路未經(jīng)脫氣的油直接進入密封油系統(tǒng)，這就導(dǎo)致很多電廠在接入普通流量的真空濾油機后其抽真空脫氣的效果不甚理想。更為重要的是，針對給密封油泵供油的安全性，普通真空濾油機無法實現(xiàn)在任何工況條件下、百分之百的給密封油泵安全供應(yīng)全流量油流，具有極大的安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種浮力式流量分配器及帶有該分配器的密封油真空高效脫氣裝置；該浮力式流量分配器不用電，無卡澀，免維護，無論現(xiàn)場是否存在電源供應(yīng)中斷、電磁閥故障、排油泵工作異常等隱患，均能正常使用；將該分配器應(yīng)用在密封油真空脫氣裝置上，可保證密封油泵在任何狀態(tài)下均能正常工作，以防止當(dāng)排油泵故障時導(dǎo)致密封油泵斷油的安全事故，并使全部密封油經(jīng)過真空脫氣系統(tǒng)進行氣體脫除，更進一步提高脫氣的速率及效果。
[0007]為達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0008]—種浮力式流量分配器，包括分配器本體01，放置在分配器本體01內(nèi)與密封油密度基本一致的浮球03，設(shè)置在分配器本體01上端和下端用于限制浮球位移的擋板02，設(shè)置在分配器本體01內(nèi)中間位置的起中間開關(guān)位置作用的喉頸05，設(shè)置在分配器本體01側(cè)壁上的用于觀測浮球位置的視鏡04，所述喉頸05的內(nèi)徑與浮球03的直徑相同。
[0009]所述分配器本體01上端和下端的兩側(cè)為法蘭端面。
[0010]所述視鏡04為玻璃視鏡。
[0011]一種密封油真空高效脫氣裝置，包括上述所述的浮力式流量分配器，其具體結(jié)構(gòu)為:包括設(shè)置在密封油箱和密封油泵之間的隔斷閥1，設(shè)置在密封油箱和隔斷閥I間的進油閥門2，進油閥門2另一端連接有真空脫氣系統(tǒng)3，真空脫氣系統(tǒng)3的下端依次連接有排油泵4和過濾器5，過濾器5的出口分兩路，一路通過出口閥7連接至密封油泵，另一路通過浮力式流量分配器6連接至真空脫氣系統(tǒng)3 ;所述真空脫氣系統(tǒng)3包括真空脫氣器b，置于真空脫氣器b內(nèi)的填料C，設(shè)置在填料c上方的噴淋裝置g，噴淋裝置g上設(shè)置有機械式浮球閥e，真空脫氣器b上還設(shè)置有液位計a以及與真空泵系統(tǒng)f連接的防溢流裝置d。
[0012]所述填料c的比表面積達350m2/m3;所述真空脫氣器b的體積為1.3-1.Sm 3。
[0013]所述防溢流裝置d由下部柱狀腔體和上部密封錐面腔體002組成，密封錐面腔體002頂部為與真空泵系統(tǒng)f連接的上法蘭口 001，下部柱狀腔體和上部密封錐面腔體002連接處設(shè)置有與真空脫氣器b連接的側(cè)法蘭口 005，防溢流裝置d下部柱狀腔體的底部設(shè)置有返回真空脫氣器b的控制閥004，防溢流裝置d內(nèi)放置有防溢流浮球003，其密度小于密封油的密度。
[0014]和現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具備如下優(yōu)點:
[0015]1、當(dāng)排油泵4出現(xiàn)故障時，來自密封油箱的油流不經(jīng)過真空脫氣系統(tǒng)3，而是全部經(jīng)過浮力式流量分配器6全流量進入密封油泵，確保了密封油泵的永不斷油，真正做到了百分百的安全供油。受油流作用，此時浮力式流量分配器6中的浮球03通過喉頸05并處于下沉位置。
[0016]2、當(dāng)排油泵4正常工作時，因其設(shè)計的排量不低于密封油泵流量，這就保證了百分百的密封油經(jīng)過真空脫氣系統(tǒng)3脫氣，保障了油處理及氣體凈化的徹底性。另外，排油泵4大于密封油泵流量的那部分余量油流則通過浮力式流量分配器6回到真空脫氣系統(tǒng)3內(nèi)，因此，該浮力式流量分配器6也具有回油功能。受油流作用，此時浮力式流量分配器6中的浮球03通過喉頸05并處于上浮位置。
[0017]3、當(dāng)浮力式流量分配器6中的浮球03處于上浮位置時，說明排油泵4工作正常，且流量大于密封油泵流量，密封油處于全流量正常脫氣狀態(tài)；當(dāng)浮力式流量分配器6中的浮球03處于下沉位置時，說明排油泵4故障，提示人員需要對其進行檢修。因此，通過觀測浮力式流量分配器6內(nèi)部浮球03的位置，可以判斷排油泵4的工作狀態(tài)并評估密封油的脫氣效果，故該浮力式流量分配器6具有流量匹配觀測功能。
[0018]4、當(dāng)排油泵4正常工作時，還有一少部分油流經(jīng)浮力式流量分配器6從上向下流動，若該部分油流流量與排油泵多余的那部分從下往上流動的余量油流流量恰好相等時，浮球03便會處于喉頸05處，阻斷了油流在浮力式流量分配器6內(nèi)部的串油，起到中間開關(guān)位置作用。此時，浮球03上部為待脫氣的油，下部為已脫氣的油，避免了下部已脫氣的油受到上部未脫氣油的污染。
[0019]5、帶有浮力式流量分配器的密封油真空高效脫氣裝置集成真空高效脫氣脫水凈化和永不斷流的安全供油技術(shù)于一體。使用該裝置可使密封油中所含有的空氣、水汽和油的各種分解氣體全部被去除，避免氫氣受到污染及發(fā)電企業(yè)頻繁的置換排、補氫操作，提高了發(fā)電機運行的安全性及經(jīng)濟性。
[0020]6、使用該裝置進行密封油脫氣凈化后，可使發(fā)電機內(nèi)氫氣純度長期保持在97 %以上不下降，發(fā)電企業(yè)不再因氫氣純度下降問題進行頻繁的置換排氫、補氫操作，日均提純補氫量可控制在1m3以內(nèi)。
[0021]7、發(fā)電機密封油系統(tǒng)不會因為運行參數(shù)(如密封油運行油溫、密封油與氫氣的差壓、氫側(cè)和空側(cè)密封油的差壓、密封瓦的間隙等)的改變而影響發(fā)電機內(nèi)氫氣純度，使氫氣純度下降的問題從根本上、長久性得到解決。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明浮力式流量分配器剖視圖。
[0023]圖2為本發(fā)明密封油真空高效脫氣裝置示意圖。
[0024]圖3為填料結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖4為防溢流裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
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