TEG热发电机运行维护及常见故障处理

TEG热发电机运行维护及常见故障处理二O一二年六月宜昌维抢修中心主要 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 二、简要介绍TEG发电机的发电原理三、TEG发电机的操作和运行维护四、TEG常见故障检查与检修五、注意事项一、TEG发电机的组成部分及各部分的结构本篇讲述的整体思路：先了解TEG发电机各组成部分的结构、工作原理、用途及性能，进而了解基本的操作、维护和故障排除，从而达到“四懂三会”（即懂原理、构造、用途、性能，会操作、维护、排除故障）要求。讲解思路一台典型的热发电机，由以下两大系统组成：GPRS减压箱系统、TEG发电机系统。两大系统又包括各自的微观部分和系统构件。一、TEG发电机的组成部分及各部分的结构减压箱由以下部件组成：双路双入口减压系统：入口法兰、球阀、主管道压力表、一级过滤器、一级减压阀（一级压力表）、一级安全释放阀、流量开关、二级过滤器、二级减压阀（二级压力表）、二级安全阀、流量计及催化加热器系统。（一）减压箱的基本结构减压箱内部结构（二）减压箱（GPRS）零件作用及压力设定1、一、二级过滤器：是用于过滤天然气中的杂质，如水、灰尘等。其中，一级过滤器前的压力表显示的是主管道压力；2、一级减压阀：它将主管道压力减至设定压力（3.4MPa）；3、二级减压阀：它将一级减压后的压力减至设定压力（0.2MPa）；4、一级安全释放阀：当一级减压阀工作不正常时，超压泄放，设定压力是3.8MPa；5、二级安全释放阀：当二级减压阀工作不正常时，超压泄放，它的设定压力是0.7MPa；6、加热器系统的H2S过滤器：过滤天然气中的H2S，以保护加热器。7、加热器系统的低压减压阀：将二级减压后的压力继续减低至加热器所需压力，1.7kPa；8、加热器系统的温控器该温控器是用于控制减压箱内的温度。当探头感测到的减压箱温度达到设定温度值时，加热器以最小功率运行（此时加热器的供气压力约为0.5kPa），否则加热器以最大功率运行（此时加热器的供气压力约为1.7kPa）；以满足冬季和夏季不同供热负荷的需要。9、涡轮流量计用于计量减压箱系统和TEG发电机消耗的燃料气流量：分为累计流量、瞬时流量。单台8550型TEG发电机消耗天然气约为2方/h，故瞬时流量显示为45～60方/d。涡轮流量计的内部结构10、加热器系统的加热器该加热器是一个防爆加热器。它利用催化原理使天然气在较低的温度下与氧气反应产生红外线热能，对减压系统进行加热，以防止减压过程造成的冰堵。（三）CATA-DYNE加热器工作原理催化加热器系统包括：H2S过滤器、低压减压阀天然气减压阀、温控器及催化加热器。加热器的心脏是加拿大环球独特的专利产品催化床，这些催化床由陶瓷纤维组成，含有两组化学成分并促成催化放热反应。首先由电子元件将催化床预热到120ºC，此时燃气进入气体散发器，燃气通过催化床分散，同时空气中的氧气通过散发器的前端进入，氧气在催化床内与燃气相遇使之发生催化反应，并产生无火焰燃烧以产生红外线热能（一经点燃，CATA－DYNE加热器不需要任何电力来操作），一旦氧化开始，其燃烧将持续到断开燃气或氧气为止（见下图）。在反应过程中，催化表面的最高温度能达到430ºC（防爆型，川气东送为防爆型）或600ºC（非防爆型）。（四）TEG发电机系统川气东送管道阀室内热发电机（TEG）由加拿大环球热电技术公司生产，额定功率550W，主要组成包括：1、燃烧器：有文丘里管、燃烧室、点火电极、点火系统、燃料供给系统。燃烧器由下列部件组成：燃烧器顶板组件，燃烧过程在此进行；废气罩组件，用来收集并排放废气。散热管：注满液体的密封传热器件，配有冷却散热片，它用于冷却发电单元的冷接点。发电单元：发电机的密封部分，内含热电材料。6720型限压器是一种固态线性放大器分路调节器。限压器电路通过一组电阻和晶体管感测出TEG的输出电压值。6720型限压器跨接在发电机输出上，与用户负载并联连接。它们可以用于多台发电机系统，达到:（A）向TEG提供一个最优化的负载状态；（B）向用户负载提供一个恒定的可调电压值。同时还具有对TEG发电机具有过载保护、反向电流保护、开路电路、TEG输出电压降至低于预设的最小值时会发出报警状态等功能。规格：电压范围：24-30V功率范围：0-729W6720型限压器功能介绍热管又名热导管或超导管，导热系数是普通金属的100倍以上，热管是抽真空后填充了特殊导热介质的密闭空心管，从结构上分为蒸发段、绝热段和冷凝段三个工作段。热管的工作原理为：当一端受热，蒸发段的液体汽化而流向冷凝段，在冷凝段迅速液化，热量通过管壁和散热翅片传到管外，而气体再次液化而流回蒸发段，如此循环往复从而达到散热效果。热管采用相变换热，换热效果好，热阻相对小，使用寿命长。具有良好的均温性。热管简介二、简要介绍TEG发电机的发电原理TEG是热电发生机的简称，是ThermoelectricGenerator的缩写。它是利用导体的热电效应（塞贝克效应），将热能转换成电能的一种装置。通常TEG大多数应用在30W至1.5kw之间。TEG以热能直接转换为电能的方式发电。它采用热电偶原理发电。将不同的两种材料在一端连接形成一个热电偶，如果该接点被加热到比另一端温度高，不同材料的两端将产生一个电压。此时可向电路中的负载送电。温差若能保持，这一过程将持续。TEG是一种能提供维持上述要求条件的系统。右图说明了8550型发电机（TEG）是如何发电的。一个热电偶是由一个P结和一个N结组成，P结和N结的电足由热端电极相连。相邻热电偶用冷端电极在冷端进行电气连接。TEG的每个热电偶都十分类似于一个单体铅酸蓄电池，因为它基本上是一个低电压、高电流的电源。8550型的发电机系统上的每个热电偶在21安培时一般就能产生87毫伏的电压。在标准状况下，325个热电偶，每个产生87毫伏的电压，它们以串联方式连接，从而可产生28伏，21安，功率达到590瓦的电力。热电偶的热端，由燃烧炉产生的高温（538℃）来维持。该炉使用气体燃料。热电偶的冷端由一组热管来维持其较低的温度（163℃）。这种热管依靠自然对流将热量传递到环境空气中。热电偶采用密封封装，因为在运行温度下，如暴露在空气中，它将大受影响，因此，它们由绝热材料包围，将热损耗降低到最低。8550型TEG的冷端由一组热管冷却。每个热管都密封，并注入计量过的定量液体及其饱含蒸汽。该液体受热会沸腾，而在其上部区域却会在散热片的作用下再次冷凝，在此过程中，热以一种非常有效的方式传递到散热片。在热管开始工作时可能会发出破裂声，这是正常的。点火后大约15分钟检查每个热管的端部，观察其是否变热。如果一根或一根以上的热管没有变热，则10分钟后再检查一次。如果所有散热片的温度基本相等，则热管工作正常。三、TEG发电机的操作、运行维护1、打开通向加热器的燃气阀门；2、顺时针旋转温控器表盘到全开位置；3、将加热器的启动引线接上12VDC电源（汽车电瓶）；4、15至30分钟后（取决于外界环境温度），按下100％安全关闭阀上的按钮，按钮会自动复位，但此时阀门内部已经打开（按钮按动时较轻松），燃气已经流向加热器。如果按钮复位后阀门没有打开（按钮按动时较重），这说明预热时间未到还要等上几分钟，然后再按下按钮。这个时间是电元件预热时间。5、当催化反应完全正常以后（用红外测温仪可测得加热器表面温度高于300°C），就可以拆掉12V电源；（经验）。6、在催化反应正常至少半个小时后，才能将温控器调节到所需要的温度；7、关闭加热器的燃气阀门就可以关闭加热器。（一）红外加热器的启停定期检查各压力表显示或设定压力值是否正常；定期更换一、二级过滤器的滤芯：更换周期约为一年，但当天然气较脏时（如，管道通气初期）应适当缩短更换周期；定期更换H2S过滤器的滤芯：当天然气中H2S的浓度为10ppm时，更换周期约为一年，当H2S的浓度增大或减小时，更换周期应随浓度成反比变化（例如，当H2S的浓度为20ppm时，更换周期为半年；当H2S的浓度为5ppm时，更换周期为两年）；减压箱（GPRS）内含有高压爆炸性气体，所以应定期对减压箱所有系统的管路联接进行泄漏测试。在维护或修理时，在打开任何管路接头之前，系统必须彻底泄压。当开启阀门向一个系统通压时，阀门都应慢慢开启以避免对气路元件造成的压力冲击负荷，这可能造成元件的损坏。（二）减压箱系统的维护滤芯的位置，更换周期在之前已经讲述。更换过程为，首先关闭TEG热发电机，对TEG减压箱中A、B两个天然气调压支路进行前后截断放空；用扳手拆卸下一、二级过滤器的下端盖，对滤芯进行清理或者更换，完成后回装（注意过滤器下端盖上有一个“O”型密封圈，要安装好，再紧固）；安装过滤器后对气密性进行检验，之后恢复减压箱内天然气 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 ；启动减压箱内两路天然气红外加热器；最后，启动TEG热发电机。(三)TEG滤芯的更换TEG发电机启动按下述步骤开展：1、确认GPRS减压箱系统完好并处于启动状态；2、检查并确认TEG各部件连接牢固可靠，无松动现象，供气管线无天然气泄漏；3、检查并确认通向TEG燃烧器的气路阀门处于开启状态；其点火系统燃料压力为5～10psi（34-69kPa），从燃烧室的压力表可以看到，一般为7个psi。4、将风门适当调小，保证空气与天然气的混合比例合适。5、用手一直按下按钮打开自动切断阀，点火时会出现一连串的噼啪声。如果在5秒内不能点火，则释放按钮并进行检查，确保燃料能到达燃烧器。6、慢慢地打开燃烧器运行阀（向上为开启，向下为关闭）。7、将风门调到全开位置，注意燃烧器声音的变化。（四）TEG发电机启动8、如果火焰熄灭，则关闭燃烧器控制阀，重新点火，然后再开启控制阀。切勿连续多次按下电磁阀，连续点火可能产生爆鸣声。9、打开燃烧器运行阀5分钟后，慢慢松开按钮（此之前过程中始终用手按在按钮上，为此维修队专门制作了按钮固定扳手）。此时内部的电磁体会使自动切断阀保持开启状态。10、将万用表打至DC电压档，从TB-1的端子6（+）和4（-）可测量TEG发出的电压（大概28V左右）；将万用表打至DC电压档，通过测量TB—1端子6（+）和7（—），得出该分路的电流（大概21mv，21A，因该分路的1毫伏电压等于1安培电流）。TEG发电机的启动过程（五）TEG配电柜巡检配电柜主要检查内容：1、配电柜正面上方发电机发电电压、电流的检查：第一、第二台发电装置电压、24V母线电压、24V母线电流、电池电流；2、是否有报警信息。3、主要开关状态。4、各负载指示灯状态：RTU机柜、火气系统、阀室照明、发电机加热负载等。由配电柜可判断TEG发电机的几种运行状态TEG正常运行，电池充、放电中。TEG稳定运行，电池浮充。TEG启动中，未达到额定工况。TEG停机，或TEG发电机运行异常。通过电池巡检装置检查蓄电池电压、温度及单只电池的电压。电池巡检装置巡检TEG发电机在运行过程中容易出现以下故障或者问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ：1.TEG不能启动（启动后燃料气体不通过）。2.TEG不能启动（启动后有燃气通过但不燃烧）。3.燃烧器燃烧，但不能持续维持。4.输出功率过低5.输出电压过低四、TEG发电机常见故障处理更换新点火模块2.2.5点火模块损坏更换电池或接通24V电源2.2.4点火模块中电池没电清洁或更换新配件检查连线是否牢固2.2.3压力开关损坏或连线松动（接触不良）更换新配件2.2.2点火电极损坏调整电极位置2.2.1点火电极不到位从燃烧器中拔出点火电极，使点火端点距机箱壁约3mm（注意用钳子夹住电极杆而不是直接用手拿，以防高压电击）。按下启动阀按钮，观察是否有电弧2.2点火电极不点火打开过滤器排空阀排放燃气点火电极可以点火并有气流声，但不能点燃燃料气2.1燃料管中有空气2.TEG不能启动（启动后有燃气通过但不燃烧）清洁喷嘴或更换新配件1.2.4喷嘴堵塞更换新滤芯1.2.3燃料过滤器过脏打开阀门1.2.2气路阀门未开重新设置减压阀出口压力1.2.1气体压力过低或减压阀设置有误检查气路是否有堵塞、阀门是否打开，并观察压力表显示数值及启动前后压力显示的变化1.2喷嘴中无燃料气更换新配件检查该阀按下后是否能通气1.1启动（关闭）阀故障1.TEG不能启动（启动后燃料气体不通过）解决方法诊断原因现象如果超温继电器尾端有约20mV电压，而启动（关闭）阀仍不能保持开启，则说明其损坏，应更换。检查启动（关闭）阀3.4启动（关闭）阀故障燃烧室热电偶在TEG正常运行时，其尾端应有约20mV电压，如过低则说明其损坏，应更换之。检查燃烧室热电偶3.3燃烧室热电偶故障如输入电压正常，又排除了保险管和热开关的故障，而输出电压又不正常，则更换新的电路板检查模块下部端子上的电压,每相邻两个为一对；最左侧两个端子之间是输入电压，应为负载电压（约24~27V）；其余每相邻两端子之间的电压都应为名义12V（约13~15V）3.2.3电路板损坏更换损坏的开关六个开关都应为常开状态；如有常闭则为损坏3.2.2热开关损坏如有损坏，更换新的保险管检查模块内六个保险管3.2.1保险烧损如输出电压正常则说明超温模块正常；如该电压不正常，则进行3.2.1~3.2.3的 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 检测超温模块下部端子上最右侧两个端子的电压（输出电压），应为名义12V（约13~14V）；3.2超温关断模块故障检查燃烧室热电偶与继电器及启动（关闭）阀的连接，如有松动应坚固之。燃烧室热电偶与超温继电器及启动（关闭）阀的连接有松动3.1连接不坚固3燃烧器燃烧但不能持续维持解决方法诊断原因现象更换限压器TEG不带负载时电压、电流都正常，但一旦带正常负载（不过载），输出电压就明显下降4.2限压器故障调节VSR限压器的VSR电压设定值不正确4.1电压调节设置不当5.输出电压过低更换限压器发电单元能产生足够功率，但不能向外输送足够功率4.3限压器故障确定是否需要更换由专业人员进行发电单元测试4.2发电单元烧损在此范围内适当调节燃气压力喷嘴运行压力（TEG机箱内压力表在运行时的显示值）应为5~10psi（34~69kPa）4.1燃料压力调节不正确4.输出功率过低解决方法诊断原因现象案例一、限压散热单元损坏的判断和处理2011年5月11日，碑坳RTU阀室内TEG电压值自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。维修队于5月12日14时赶到该阀室对正在运行的2#TEG发电机的运行情况进行检查，通过实地测量发电机输出电压值只有24.8V，传至TEG配电柜的电压（显示屏显示电压和实地测试值均）为24.7v，TEG配电柜电池巡检装置显示电池组电压为24.6v，母线电流为零。故障检查步骤：1、测试燃烧箱内端子排上第6、7路端子间的电压为25.1mv，（正常值在20mv左右），证明发电单元工作正常，未损坏；2、用手触摸发电机顶部热管末端，感受热管温度，温感无差异，均属于正常温度范围，即热管均正常工作；3、拆卸开发电机后部的限压散热模块，发现该模块内右侧的带翅片的限压器上的三个电子元件有烧毁痕迹，且右侧的带翅片限压器的温度明显高于左侧带翅片限压器（左侧翅片手可直接触碰，右侧翅片有灼热感）。4、模块上最右侧的三个圆柱散热器（圆柱带翅片原件）无异常，但温度比较高，证明大量的电能转化为热量消耗在此三个圆柱散热器上了。7月15日，经更换限压散热控制单元后，2#TEG热发电机恢复正常工作，至今运行正常。2011年6月20日，维修队人员对高店子RTU阀室内TEG热发电机更换滤芯之后进行例行启动时，发现1#TEG热发电机反复启动均不能正常点火。此次检修时，对1#TEG发电机机箱内的6路保险管和点火模块内组件进行了细致检查，电磁开关能听到气流通过，6路保险没有烧毁，点火模块内电池电压为2.2V（正常值2V以上）。案例二、高店子RTU阀室TEG不能正常启动情况处理从燃烧器中拔出点火电极，使点火端点距机箱壁约3mm（注意用钳子夹住电极杆而不是直接用手拿，以防高压电击）。按下启动阀按钮，观察是否有电弧，发现无电弧。最终发现燃烧箱内启动电磁阀前的压力开关内孔堵塞，气流通过时不能正常闭合，导致点火钨极无电火花不能点火。经对压力开关卸下对气孔进行清理回装后，故障消除，TEG发电机能正常启动，平稳运行。案例三、TEG发电机烧保险2011年3月23日，春检过程中，巡检人员发现碑坳RTU阀室内备用2#TEG发电机点火困难，且经反复几次点火成功后启动电磁阀的阀心不能吸合，TEG不能正常持续运行。现场维修时，针对不能正常点火的问题，经现场对点火电极进行擦拭（燃烧器内潮湿，造成点火钨极生锈），对点火距离进行调整，实现了一次性顺利点火。电磁阀不能吸合问题：对机箱内超温关闭模块内的保险管进行检查，发现该模块内（自左至右）第三路保险管熔断，更换新的保险后，再次启动，TEG实现正常运行，各项输出参数正常。经过对管理处范围内10台TEG发电机在2011年内故障情况进行统计如下：1、TEG不能正常启动，2起；2、TEG减压箱内涡轮流量计涡轮不动作无瞬时流量1起，涡轮流量无显示1起；3、TEG电火花点火模块烧毁1起；4、TEG减压箱内红外加热器不能正常启动2起；5、TEG发电机限压器故障，引起TEG电压高于或者低于正常值，最终更换限压器3起；榔坪、碑坳、白岩各一起，高店子2台TEG不常用；沙子坡阀室2#TEG怀疑限压器故障，目前停用。可见，管理处范围内TEG发电机限压器损坏的概率很高，达到30%。这个是否与操作使用不当有关？单台限压器采购价格2万RMB。建议：1、TEG发电机每三个月进行一次切换，使单台发电机不长期运行；2、对TEG发电机的发电功率进行一次严格测试，同时调小TEG发电机燃烧室的风门。使发电机不长期高功率运行，给限压模块造成较大的负荷压力。3、应时常将较长时间运行的TEG的限压器两个翅片的温度进行测量对比。小结1.所有气路（包括TEG、减压系统及其中间连接气路部分）都必须严格进行泄漏测试，不得在有任何泄漏的情况下工作。2.在TEG最初运行前、长时间停置重新启用前以及发生故障停机后都应尽可能进行如下检查：TEG机箱内的所有接线连接是否牢固可靠；3.禁止TEG开路运行。除进行发电单元测试外，总是确保电源输出线接在功率调节器输入端。五、注意事项（一）启动前注意事项风门调整，气路先开支路，等点火成功以后，提起气路开关再行大火。1、检查冷却系统的运行情况：用手触摸的方法检查热管的运行情况，热管应从根部到顶部逐渐冷却，热管具有较好的均温性能。正常工作时12根热管的温度应相差不多，触摸翅片时稍有烫感。如发现有一根或几根热管温度较低，即认为没正常工作，应马上停机检查。2、检查燃气压力：是否和上次运行的记录相同，严格控制其最高压力（不超过10psi），一般为5到10个psi，在7psi左右。3、巡检TEG配电柜上参数显示，用万用表测试输出电压是否在26V至27V之间。（三）日常巡检注意事项（二）启动过程中注意事项（四）维修过程中注意事项1、TEG的运行压力要根据TEG运行手册的说明设定。每次现场调整TEG的运行压力必须得到用户技术部门的批准，以防止TEG过热运行；2、严禁TEG在开路状态下运行，即使进行发电单元测试而必须拆下负载，也不得在开路状态下运行TEG超过20秒钟；3、当对TEG发电机的电路部分进行调整，接线等操作时，为了确保更换过程安全可靠，需在请示调控中心后对2台TEG热发电机均进行停运，并切断了TEG与配电柜之间的两路开关，确保TEG与配电柜之间无联系之后再进行操作，确保不因调整电路引起断电，进而引起ESDV阀动作。谢谢大家！