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1、TEG熱發(fā)電機(jī)運(yùn)行維護(hù)及常見(jiàn)故障處理,二O一二年六月,宜昌維搶修中心,主要內(nèi)容,二、簡(jiǎn)要介紹TEG發(fā)電機(jī)的發(fā)電原理,三、TEG發(fā)電機(jī)的操作和運(yùn)行維護(hù),四、TEG常見(jiàn)故障檢查與檢修,五、注意事項(xiàng),一、TEG發(fā)電機(jī)的組成部分及各部分的結(jié)構(gòu),本篇講述的整體思路：先了解TEG發(fā)電機(jī)各組成部分的結(jié)構(gòu)、工作原理、用途及性能，進(jìn)而了解基本的操作、維護(hù)和故障排除，從而達(dá)到“四懂三會(huì)” （即懂原理、構(gòu)造、用途、性能，會(huì)操作、維護(hù)、排除故障）要求。,講解思路,一臺(tái)典型的熱發(fā)電機(jī)，由以下兩大系統(tǒng)組成：GPRS減壓箱系統(tǒng)、TEG發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。兩大系統(tǒng)又包括各自的微觀部分和系統(tǒng)構(gòu)件。,一、TEG發(fā)電機(jī)的組成部分及各部分的

2、結(jié)構(gòu),減壓箱由以下部件組成：雙路雙入口減壓系統(tǒng)：入口法蘭、球閥、主管道壓力表、一級(jí)過(guò)濾器、一級(jí)減壓閥（一級(jí)壓力表）、一級(jí)安全釋放閥、流量開(kāi)關(guān)、二級(jí)過(guò)濾器、二級(jí)減壓閥（二級(jí)壓力表）、二級(jí)安全閥、流量計(jì)及催化加熱器系統(tǒng)。,（一）減壓箱的基本結(jié)構(gòu),減壓箱內(nèi)部結(jié)構(gòu),（二）減壓箱（GPRS）零件作用及壓力設(shè)定,1、一、二級(jí)過(guò)濾器：是用于過(guò)濾天然氣中的雜質(zhì)，如水、灰塵等。其中，一級(jí)過(guò)濾器前的壓力表顯示的是主管道壓力；2、一級(jí)減壓閥：它將主管道壓力減至設(shè)定壓力（3.4MPa）；3、二級(jí)減壓閥：它將一級(jí)減壓后的壓力減至設(shè)定壓力（0.2MPa）；4、一級(jí)安全釋放閥：當(dāng)一級(jí)減壓閥工作不正常時(shí)，超壓泄放，設(shè)定壓力是

3、3.8MPa；5、二級(jí)安全釋放閥：當(dāng)二級(jí)減壓閥工作不正常時(shí)，超壓泄放，它的設(shè)定壓力是0.7MPa；6、加熱器系統(tǒng)的H2S過(guò)濾器：過(guò)濾天然氣中的H2S，以保護(hù)加熱器 。7、加熱器系統(tǒng)的低壓減壓閥：將二級(jí)減壓后的壓力繼續(xù)減低至加熱器所需壓力，1.7kPa；,8、加熱器系統(tǒng)的溫控器,該溫控器是用于控制減壓箱內(nèi)的溫度。當(dāng)探頭感測(cè)到的減壓箱溫度達(dá)到設(shè)定溫度值時(shí)，加熱器以最小功率運(yùn)行（此時(shí)加熱器的供氣壓力約為0.5kPa），否則加熱器以最大功率運(yùn)行（此時(shí)加熱器的供氣壓力約為1.7kPa）；以滿足冬季和夏季不同供熱負(fù)荷的需要。,9、渦輪流量計(jì),用于計(jì)量減壓箱系統(tǒng)和TEG發(fā)電機(jī)消耗的燃料氣流量：分為累計(jì)流量、

4、瞬時(shí)流量。單臺(tái)8550型TEG發(fā)電機(jī)消耗天然氣約為2方/h，故瞬時(shí)流量顯示為4560方/d。,渦輪流量計(jì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu),10、加熱器系統(tǒng)的加熱器,該加熱器是一個(gè)防爆加熱器。它利用催化原理使天然氣在較低的溫度下與氧氣反應(yīng)產(chǎn)生紅外線熱能，對(duì)減壓系統(tǒng)進(jìn)行加熱，以防止減壓過(guò)程造成的冰堵。,（三） CATA-DYNE加熱器工作原理,催化加熱器系統(tǒng)包括：H2S過(guò)濾器、低壓減壓閥天然氣減壓閥、溫控器及催化加熱器。,加熱器的心臟是加拿大環(huán)球獨(dú)特的專(zhuān)利產(chǎn)品催化床，這些催化床由陶瓷纖維組成，含有兩組化學(xué)成分并促成催化放熱反應(yīng)。首先由電子元件將催化床預(yù)熱到120C，此時(shí)燃?xì)膺M(jìn)入氣體散發(fā)器，燃?xì)馔ㄟ^(guò)催化床分散，同時(shí)空氣中

5、的氧氣通過(guò)散發(fā)器的前端進(jìn)入，氧氣在催化床內(nèi)與燃?xì)庀嘤鍪怪l(fā)生催化反應(yīng)，并產(chǎn)生無(wú)火焰燃燒以產(chǎn)生紅外線熱能（一經(jīng)點(diǎn)燃，CATADYNE加熱器不需要任何電力來(lái)操作），一旦氧化開(kāi)始，其燃燒將持續(xù)到斷開(kāi)燃?xì)饣蜓鯕鉃橹梗ㄒ?jiàn)下圖）。在反應(yīng)過(guò)程中，催化表面的最高溫度能達(dá)到430C（防爆型，川氣東送為防爆型） 或600C（非防爆型）。,（四）TEG發(fā)電機(jī)系統(tǒng),川氣東送管道閥室內(nèi)熱發(fā)電機(jī)（TEG）由加拿大環(huán)球熱電技術(shù)公司生產(chǎn)，額定功率 550W，主要組成包括：1、燃燒器：有文丘里管、燃燒室、點(diǎn)火電極、點(diǎn)火系統(tǒng)、燃料供給系統(tǒng)。,燃燒器由下列部件組成：燃燒器頂板組件，燃燒過(guò)程在此進(jìn)行；廢氣罩組件，用來(lái)收集并排放廢氣。

6、散熱管：注滿液體的密封傳熱器件，配有冷卻散熱片，它用于冷卻發(fā)電單元的冷接點(diǎn)。發(fā)電單元：發(fā)電機(jī)的密封部分，內(nèi)含熱電材料。,6720型限壓器是一種固態(tài)線性放大器分路調(diào)節(jié)器。限壓器電路通過(guò)一組電阻和晶體管感測(cè)出TEG的輸出電壓值。6720型限壓器跨接在發(fā)電機(jī)輸出上，與用戶負(fù)載并聯(lián)連接。它們可以用于多臺(tái)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，達(dá)到:（A）向TEG提供一個(gè)最優(yōu)化的負(fù)載狀態(tài)；（B）向用戶負(fù)載提供一個(gè)恒定的可調(diào)電壓值。同時(shí)還具有對(duì)TEG發(fā)電機(jī)具有過(guò)載保護(hù)、反向電流保護(hù)、開(kāi)路電路、TEG輸出電壓降至低于預(yù)設(shè)的最小值時(shí)會(huì)發(fā)出報(bào)警狀態(tài)等功能。規(guī)格：電壓范圍：24-30V功率范圍：0-729W,6720型限壓器功能介紹,熱管又

7、名熱導(dǎo)管或超導(dǎo)管，導(dǎo)熱系數(shù)是普通金屬的100倍以上，熱管是抽真空后填充了特殊導(dǎo)熱介質(zhì)的密閉空心管，從結(jié)構(gòu)上分為蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段三個(gè)工作段。熱管的工作原理為：當(dāng)一端受熱，蒸發(fā)段的液體汽化而流向冷凝段，在冷凝段迅速液化，熱量通過(guò)管壁和散熱翅片傳到管外，而氣體再次液化而流回蒸發(fā)段，如此循環(huán)往復(fù)從而達(dá)到散熱效果。熱管采用相變換熱，換熱效果好，熱阻相對(duì)小，使用壽命長(zhǎng)。具有良好的均溫性。,熱管簡(jiǎn)介,二、簡(jiǎn)要介紹TEG發(fā)電機(jī)的發(fā)電原理,TEG是熱電發(fā)生機(jī)的簡(jiǎn)稱，是Thermo electric Generator的縮寫(xiě)。它是利用導(dǎo)體的熱電效應(yīng)（塞貝克效應(yīng) ），將熱能轉(zhuǎn)換成電能的一種裝置。通常TEG大多

8、數(shù)應(yīng)用在30W至1.5kw之間。 TEG以熱能直接轉(zhuǎn)換為電能的方式發(fā)電。它采用熱電偶原理發(fā)電。將不同的兩種材料在一端連接形成一個(gè)熱電偶，如果該接點(diǎn)被加熱到比另一端溫度高，不同材料的兩端將產(chǎn)生一個(gè)電壓。此時(shí)可向電路中的負(fù)載送電。溫差若能保持，這一過(guò)程將持續(xù)。TEG是一種能提供維持上述要求條件的系統(tǒng)。,右圖說(shuō)明了8550型發(fā)電機(jī)（TEG）是如何發(fā)電的。一個(gè)熱電偶是由一個(gè)P 結(jié)和一個(gè)N結(jié)組成，P結(jié)和N結(jié)的電足由熱端電極相連。相鄰熱電偶用冷端電極在冷端進(jìn)行電氣連接。TEG的每個(gè)熱電偶都十分類(lèi)似于一個(gè)單體鉛酸蓄電池，因?yàn)樗旧鲜且粋€(gè)低電壓、高電流的電源。8550型的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)上的每個(gè)熱電偶在21安培時(shí)

9、一般就能產(chǎn)生87毫伏的電壓。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，325個(gè)熱電偶，每個(gè)產(chǎn)生87毫伏的電壓，它們以串聯(lián)方式連接，從而可產(chǎn)生28伏，21安，功率達(dá)到590瓦的電力 。,熱電偶的熱端，由燃燒爐產(chǎn)生的高溫（538）來(lái)維持。該爐使用氣體燃料。熱電偶的冷端由一組熱管來(lái)維持其較低的溫度（163）。這種熱管依靠自然對(duì)流將熱量傳遞到環(huán)境空氣中。熱電偶采用密封封裝，因?yàn)樵谶\(yùn)行溫度下，如暴露在空氣中，它將大受影響，因此，它們由絕熱材料包圍，將熱損耗降低到最低。8550型TEG的冷端由一組熱管冷卻。每個(gè)熱管都密封，并注入計(jì)量過(guò)的定量液體及其飽含蒸汽。該液體受熱會(huì)沸騰，而在其上部區(qū)域卻會(huì)在散熱片的作用下再次冷凝，在此過(guò)程中，熱

10、以一種非常有效的方式傳遞到散熱片。在熱管開(kāi)始工作時(shí)可能會(huì)發(fā)出破裂聲，這是正常的。點(diǎn)火后大約15分鐘檢查每個(gè)熱管的端部，觀察其是否變熱。如果一根或一根以上的熱管沒(méi)有變熱，則10分鐘后再檢查一次。如果所有散熱片的溫度基本相等，則熱管工作正常。,三、TEG發(fā)電機(jī)的操作、運(yùn)行維護(hù),1、打開(kāi)通向加熱器的燃?xì)忾y門(mén)；2、順時(shí)針旋轉(zhuǎn)溫控器表盤(pán)到全開(kāi)位置；3、將加熱器的啟動(dòng)引線接上12VDC電源（汽車(chē)電瓶）；4、15至30分鐘后（取決于外界環(huán)境溫度），按下100安全關(guān)閉閥上的按鈕，按鈕會(huì)自動(dòng)復(fù)位，但此時(shí)閥門(mén)內(nèi)部已經(jīng)打開(kāi)（按鈕按動(dòng)時(shí)較輕松），燃?xì)庖呀?jīng)流向加熱器。如果按鈕復(fù)位后閥門(mén)沒(méi)有打開(kāi)（按鈕按動(dòng)時(shí)較重），這說(shuō)明

11、預(yù)熱時(shí)間未到還要等上幾分鐘，然后再按下按鈕。這個(gè)時(shí)間是電元件預(yù)熱時(shí)間。5、當(dāng)催化反應(yīng)完全正常以后（用紅外測(cè)溫儀可測(cè)得加熱器表面溫度高于300C），就可以拆掉12V電源；（經(jīng)驗(yàn)）。6、在催化反應(yīng)正常至少半個(gè)小時(shí)后，才能將溫控器調(diào)節(jié)到所需要的溫度；7、關(guān)閉加熱器的燃?xì)忾y門(mén)就可以關(guān)閉加熱器。,（一）紅外加熱器的啟停,定期檢查各壓力表顯示或設(shè)定壓力值是否正常；定期更換一、二級(jí)過(guò)濾器的濾芯：更換周期約為一年，但當(dāng)天然氣較臟時(shí)（如，管道通氣初期）應(yīng)適當(dāng)縮短更換周期；定期更換H2S過(guò)濾器的濾芯：當(dāng)天然氣中H2S的濃度為10ppm時(shí)，更換周期約為一年，當(dāng)H2S的濃度增大或減小時(shí)，更換周期應(yīng)隨濃度成反比變化（例

12、如，當(dāng)H2S的濃度為20ppm時(shí)，更換周期為半年；當(dāng)H2S的濃度為5ppm時(shí)，更換周期為兩年）；減壓箱（GPRS）內(nèi)含有高壓爆炸性氣體，所以應(yīng)定期對(duì)減壓箱所有系統(tǒng)的管路聯(lián)接進(jìn)行泄漏測(cè)試。在維護(hù)或修理時(shí)，在打開(kāi)任何管路接頭之前，系統(tǒng)必須徹底泄壓。當(dāng)開(kāi)啟閥門(mén)向一個(gè)系統(tǒng)通壓時(shí)，閥門(mén)都應(yīng)慢慢開(kāi)啟以避免對(duì)氣路元件造成的壓力沖擊負(fù)荷，這可能造成元件的損壞。,（二）減壓箱系統(tǒng)的維護(hù),濾芯的位置，更換周期在之前已經(jīng)講述。更換過(guò)程為，首先關(guān)閉TEG熱發(fā)電機(jī)，對(duì)TEG減壓箱中A、B兩個(gè)天然氣調(diào)壓支路進(jìn)行前后截?cái)喾趴眨挥冒馐植鹦断乱?、二?jí)過(guò)濾器的下端蓋，對(duì)濾芯進(jìn)行清理或者更換，完成后回裝（注意過(guò)濾器下端蓋上有一個(gè)“

13、O”型密封圈，要安裝好，再緊固）；安裝過(guò)濾器后對(duì)氣密性進(jìn)行檢驗(yàn)，之后恢復(fù)減壓箱內(nèi)天然氣流程；啟動(dòng)減壓箱內(nèi)兩路天然氣紅外加熱器；最后，啟動(dòng)TEG熱發(fā)電機(jī)。,(三)TEG濾芯的更換,TEG發(fā)電機(jī)啟動(dòng)按下述步驟開(kāi)展：1、確認(rèn)GPRS減壓箱系統(tǒng)完好并處于啟動(dòng)狀態(tài)；2、 檢查并確認(rèn)TEG各部件連接牢固可靠，無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象，供氣管線無(wú)天然氣泄漏；3、檢查并確認(rèn)通向TEG燃燒器的氣路閥門(mén)處于開(kāi)啟狀態(tài)；其點(diǎn)火系統(tǒng)燃料壓力為510psi（34-69kPa），從燃燒室的壓力表可以看到，一般為7個(gè)psi。4、將風(fēng)門(mén)適當(dāng)調(diào)小，保證空氣與天然氣的混合比例合適。5、用手一直按下按鈕打開(kāi)自動(dòng)切斷閥，點(diǎn)火時(shí)會(huì)出現(xiàn)一連串的噼啪聲。

14、如果在5秒內(nèi)不能點(diǎn)火，則釋放按鈕并進(jìn)行檢查，確保燃料能到達(dá)燃燒器。6、 慢慢地打開(kāi)燃燒器運(yùn)行閥（向上為開(kāi)啟，向下為關(guān)閉）。7、將風(fēng)門(mén)調(diào)到全開(kāi)位置，注意燃燒器聲音的變化。,（四）TEG發(fā)電機(jī)啟動(dòng),8、如果火焰熄滅，則關(guān)閉燃燒器控制閥，重新點(diǎn)火，然后再開(kāi)啟控制閥。切勿連續(xù)多次按下電磁閥，連續(xù)點(diǎn)火可能產(chǎn)生爆鳴聲。9、打開(kāi)燃燒器運(yùn)行閥5分鐘后，慢慢松開(kāi)按鈕（此之前過(guò)程中始終用手按在按鈕上，為此維修隊(duì)專(zhuān)門(mén)制作了按鈕固定扳手）。此時(shí)內(nèi)部的電磁體會(huì)使自動(dòng)切斷閥保持開(kāi)啟狀態(tài)。10、 將萬(wàn)用表打至DC電壓檔， 從TB-1的端子6（+）和4（-）可測(cè)量TEG發(fā)出的電壓（大概28V左右）；將萬(wàn)用表打至DC電壓檔，通

15、過(guò)測(cè)量TB1端子6（+）和7（），得出該分路的電流（大概21mv，21A，因該分路的1毫伏電壓等于1安培電流）。,TEG發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)過(guò)程,（五） TEG配電柜巡檢,配電柜主要檢查內(nèi)容：1、配電柜正面上方發(fā)電機(jī)發(fā)電電壓、電流的檢查：第一、第二臺(tái)發(fā)電裝置電壓、24V母線電壓、24V母線電流、電池電流；2、是否有報(bào)警信息。3、主要開(kāi)關(guān)狀態(tài)。4、各負(fù)載指示燈狀態(tài)：RTU機(jī)柜、火氣系統(tǒng)、閥室照明、發(fā)電機(jī)加熱負(fù)載等。,由配電柜可判斷TEG發(fā)電機(jī)的幾種運(yùn)行狀態(tài),TEG正常運(yùn)行，電池充、放電中。,TEG穩(wěn)定運(yùn)行，電池浮充。,TEG啟動(dòng)中，未達(dá)到額定工況。,TEG停機(jī)，或TEG發(fā)電機(jī)運(yùn)行異常。,通過(guò)電池巡檢裝置

16、檢查蓄電池電壓、溫度及單只電池的電壓。,電池巡檢裝置巡檢,TEG發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中容易出現(xiàn)以下故障或者問(wèn)題：1. TEG不能啟動(dòng)（啟動(dòng)后燃料氣體不通過(guò)）。2. TEG不能啟動(dòng)（啟動(dòng)后有燃?xì)馔ㄟ^(guò)但不燃燒）。3.燃燒器燃燒，但不能持續(xù)維持 。4.輸出功率過(guò)低5.輸出電壓過(guò)低,四、TEG發(fā)電機(jī)常見(jiàn)故障處理,案例一、限壓散熱單元損壞的判斷和處理,2011年5月11日，碑坳RTU閥室內(nèi) TEG電壓值自5月9日起，以0.2v/天的速度下降，至5月11日只有24.7v左右。維修隊(duì)于5月12日14時(shí)趕到該閥室對(duì)正在運(yùn)行的2# TEG發(fā)電機(jī)的運(yùn)行情況進(jìn)行檢查，通過(guò)實(shí)地測(cè)量發(fā)電機(jī)輸出電壓值只有24.8V，傳至TEG配電柜的電壓（顯示屏顯示電壓和實(shí)地測(cè)試值均）為24.7v，TEG配電柜電池巡檢裝置顯示電池組電壓為24.6v，母線電流為零。,故障檢查步驟：1、測(cè)試燃燒箱內(nèi)端子排上第6、7路端子間的電壓為25.1mv，（正常值在20mv左右），證明發(fā)電單元工作正常，未損壞；2、用手觸摸發(fā)電機(jī)頂部熱管末端，感受熱管溫度，溫感無(wú)差異，均屬于正常溫度范圍，即熱管均正常工作；,3、拆卸開(kāi)發(fā)電機(jī)后部的限壓散熱模塊，發(fā)現(xiàn)該