發(fā)電站電廠制氫站測(cè)量露點(diǎn)時(shí)遇到的問題及英國(guó)肖氏SHAW露點(diǎn)儀在里面的使用

發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣濕度的大小與制氫站供發(fā)電機(jī)充氫、補(bǔ)氫用的新鮮氫氣的濕度有直接關(guān)系，因而應(yīng)當(dāng)限制其在允許的范圍內(nèi)，這是降低發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣濕度的首要環(huán)節(jié)，尤其是在發(fā)電機(jī)氫氣系統(tǒng)嚴(yán)密性差、氫氣純度不好，需要大量和頻繁補(bǔ)氫以及汽輪機(jī)透平油中帶水和發(fā)電機(jī)氫氣外循環(huán)系統(tǒng)沒有足夠去濕能力的情況下，尤需嚴(yán)格控制新鮮氫氣的濕度。但由于氫氣濕度不合格帶來的“慢性病”，加之管理方面的疏忽，氫氣濕度不合格問題依然不同程度存在，應(yīng)當(dāng)引起高度警覺和重視方能防患于未然。發(fā)電站電廠制氫站測(cè)量露點(diǎn)時(shí)遇到的問題及英國(guó)SHAW露點(diǎn)儀在里面的使用，主要產(chǎn)品：SADP露點(diǎn)儀|在線露點(diǎn)儀| 肖氏露點(diǎn)傳感器|肖氏露點(diǎn)儀|頂空分析儀|藥品殘氧儀|壓縮空氣露點(diǎn)儀|Mocon透氧儀|膜康透濕儀|PBI頂空分析儀|露點(diǎn)儀品牌|露點(diǎn)儀價(jià)格|露點(diǎn)儀批發(fā)|Hitech氧氣分析儀|Hitech熱導(dǎo)氣體分析儀|Hitech氫氣分析儀|露點(diǎn)儀廠家

1氫氣濕度要求
在《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》中明確提出要“嚴(yán)格控制氫冷發(fā)電機(jī)氫氣的濕度在規(guī)程允許的范圍內(nèi)，并做好氫氣濕度的控制措施”氫氣濕度超標(biāo)的危害，根據(jù)DL／T651-1998《氫冷發(fā)電機(jī)氫氣濕度的技術(shù)要求》的規(guī)定，運(yùn)行中發(fā)電機(jī)內(nèi)的氫氣濕度應(yīng)在-25～0℃露點(diǎn)溫度。為防止發(fā)電機(jī)電氣絕緣因機(jī)內(nèi)過于干燥而開裂，發(fā)電機(jī)內(nèi)的氫氣濕度不應(yīng)低于-25℃露點(diǎn)溫度。新的電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求供發(fā)電機(jī)充氫、補(bǔ)氫用的新鮮氫氣在常壓下的允許濕度為：新建、擴(kuò)建電廠（站）：露點(diǎn)溫度≤-50℃；已建電廠（站）：露點(diǎn)溫度≤-25℃。
2 氫氣濕度不合格的危害
2.1氫氣濕度過高對(duì)轉(zhuǎn)子護(hù)環(huán)的影響
發(fā)生應(yīng)力腐蝕有3個(gè)必要條件：材質(zhì)，有較大的應(yīng)力，有腐蝕介質(zhì)。氫氣濕度過高，使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子護(hù)環(huán)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕紋損并使裂紋快速發(fā)展。護(hù)環(huán)的應(yīng)力腐蝕開裂與氫氣介質(zhì)濕度有很大關(guān)系，國(guó)內(nèi)護(hù)環(huán)大多采用18Mn5Cr、18Mn4Cr奧氏體鋼，機(jī)械性能優(yōu)良，但在有腐蝕介質(zhì)，如氯化物、硝酸鹽、硫酸鹽、亞氯酸鹽和氫氧根的情況下，抗應(yīng)力腐蝕能力下降。氫氣相對(duì)濕度≤30%，轉(zhuǎn)子應(yīng)力腐蝕速率幾乎不變；當(dāng)氫氣相對(duì)濕度在30%～50%，轉(zhuǎn)子應(yīng)力腐蝕速率略有增長(zhǎng)；當(dāng)氫氣相對(duì)濕度≥50%，轉(zhuǎn)子應(yīng)力腐蝕速率以指數(shù)級(jí)急驟增加。發(fā)電站電廠制氫站測(cè)量露點(diǎn)時(shí)遇到的問題及英國(guó)SHAW露點(diǎn)儀在里面的使用
2.2氫氣濕度過高對(duì)絕緣性能的影響
氫氣在氫冷發(fā)電機(jī)中主要是起冷卻作用。作為冷卻介質(zhì)，時(shí)刻與發(fā)電機(jī)的定子繞組的電氣絕緣發(fā)生接觸。氫氣濕度過大，對(duì)發(fā)電機(jī)定子絕緣的影響更大，一是水分在運(yùn)行中蒸發(fā)為水蒸汽，使微細(xì)擊穿點(diǎn)之間氫氣介質(zhì)導(dǎo)電率升高。二是水汽吸附在絕緣層上，侵入絕緣內(nèi)部的水將造成內(nèi)部導(dǎo)體與外部絕緣表面電位相等，成為等電位體，威脅發(fā)電機(jī)定子絕緣，誘發(fā)發(fā)電機(jī)絕緣事故。
發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣濕度過高，降低定子的絕緣電氣強(qiáng)度，易使定子盡緣薄弱處發(fā)生相間短路。如由于制造方面的原因，發(fā)電機(jī)定子端部絕緣存在水接頭和引線兩處薄弱環(huán)節(jié)，均處于高電位，如氫氣中含水或水汽嚴(yán)重時(shí)，會(huì)使絕緣薄弱處對(duì)其它線棒擊穿放電。氫氣相對(duì)濕度超出一定限值（80%），定子絕緣缺陷就會(huì)加速發(fā)展。如氫氣相對(duì)濕度超出75%，會(huì)使轉(zhuǎn)子絕緣強(qiáng)度下降，甚至導(dǎo)致無法開機(jī)。
2.3 氫氣濕度過低對(duì)發(fā)電機(jī)某些部件的影響
氫氣濕度過低，可導(dǎo)致對(duì)發(fā)電機(jī)某些部件產(chǎn)生不利影響，如可導(dǎo)致定子端部墊塊收縮和支撐環(huán)裂紋。
2.4 對(duì)金屬構(gòu)件產(chǎn)生腐蝕
有資料表明，氫氣濕度超標(biāo)是金屬50 Mn18Cr4 Wn材質(zhì)的發(fā)電機(jī)護(hù)環(huán)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的主要誘因。據(jù)有關(guān)報(bào)道，某電廠發(fā)電機(jī)（水—氫—氫，200 MW）曾因氫氣干燥器停運(yùn)使發(fā)電機(jī)內(nèi)的氫氣濕度長(zhǎng)期嚴(yán)重超標(biāo)（露點(diǎn)溫度20℃以上），*終造成發(fā)電機(jī)護(hù)環(huán)產(chǎn)生多處應(yīng)力腐蝕裂紋，被迫全部更換護(hù)環(huán)。

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所以，潮濕環(huán)境對(duì)大型發(fā)電機(jī)的運(yùn)行是十分不利的。它將對(duì)發(fā)電機(jī)護(hù)環(huán)產(chǎn)生腐蝕作用，并溶解和凝聚其它有害元素，使機(jī)內(nèi)構(gòu)件產(chǎn)生表面凝露，使轉(zhuǎn)子護(hù)環(huán)受產(chǎn)生附加應(yīng)力而導(dǎo)致裂紋等危害。
2.5 影響發(fā)電機(jī)的運(yùn)行效率
由于氫氣中濕度大、水分大，使氣體密度增大，增加了發(fā)電機(jī)通風(fēng)損耗，降低了發(fā)電機(jī)的運(yùn)行效率。
3 某廠制氫站氫氣濕度超標(biāo)事件經(jīng)過
某廠3號(hào)機(jī)氫氣干燥器在線露點(diǎn)儀改造后調(diào)試，使用便攜式氫氣濕度儀進(jìn)行手工測(cè)試比對(duì)，測(cè)得發(fā)電機(jī)氫氣露點(diǎn)-19.7℃，折算到氫壓下露點(diǎn)為-3.3℃，檢查氫氣干燥器運(yùn)行正常。由于該長(zhǎng)發(fā)電機(jī)內(nèi)*低溫度低于5℃，故氫壓下氫氣露點(diǎn)需小于-5℃才合格，采取換氫28立方，測(cè)得發(fā)電機(jī)氫氣露點(diǎn)-17.1℃，折算到氫壓下露點(diǎn)為-0.4℃，換氫后露點(diǎn)反而出現(xiàn)下降，判斷制氫站補(bǔ)過來的新鮮氫氣濕度不合格，測(cè)量氫罐氫氣露點(diǎn)-20.3℃，不滿足制氫站氫氣露點(diǎn)小于-25℃的要求。啟動(dòng)二系列制氫設(shè)備運(yùn)行，在線露點(diǎn)顯示-69℃，手工測(cè)量氫干器入口露點(diǎn)-22.6℃，氫干器出口露點(diǎn)-18.5℃，打開氫干器A側(cè)干燥器的分子篩30%已成粉末板結(jié)，B側(cè)干燥器的分子篩20%破碎，更換新的分子篩后，測(cè)得氫氣氫干器出口露點(diǎn)-61.5℃。
4 制氫站氫氣濕度不合格原因
4.1監(jiān)督管理上的忽視是造成制氫站氫氣濕度不合格的原因之一。雖然制氫設(shè)備裝設(shè)了氫氣濕度在線監(jiān)測(cè)儀表，但是由于在線濕度儀未進(jìn)行定期校驗(yàn)，長(zhǎng)期抄錄在線值，未采用便攜式儀表人工采用進(jìn)行比對(duì)監(jiān)測(cè)，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)氫氣濕度超標(biāo)，而將不合格的氫氣補(bǔ)入儲(chǔ)氫罐。
目前，對(duì)發(fā)電機(jī)運(yùn)行中氫氣純度和濕度有要求每天人工取樣分析，但未對(duì)制氫設(shè)備運(yùn)行中的氫氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)做到每天人工監(jiān)測(cè)，對(duì)制氫設(shè)備和儲(chǔ)氫罐的氫氣濕度管理存在缺失。發(fā)電站電廠制氫站測(cè)量露點(diǎn)時(shí)遇到的問題及英國(guó)SHAW露點(diǎn)儀在里面的使用
4.2 通常電解制氫，從洗滌器出來的氫氣濕度呈飽和狀態(tài)，必須采取除濕措施才能滿足發(fā)電機(jī)用氫的濕度要求。
氫氣干燥器運(yùn)行的好壞取決于分子篩的活性。一是分子篩運(yùn)行溫度不宜過高，以免在高溫下發(fā)生破碎現(xiàn)象。二是盡可能減少氫氣中攜帶的堿液，避免分子篩出現(xiàn)中毒。
4.3 儲(chǔ)氫系統(tǒng)及補(bǔ)氫管路泄漏導(dǎo)致濕度超標(biāo)。一是儲(chǔ)氫罐消缺時(shí)采用水作為中間置換介質(zhì)，排污不夠?qū)е聺穸瘸瑯?biāo)。二是由制氫站到發(fā)電機(jī)的氫氣管路密封不好造成氫氣受潮。

5 改善氫氣濕度的措施
5.1 加強(qiáng)監(jiān)管
每次開車制氫后，均需采用便攜式氫氣露點(diǎn)儀檢測(cè)氫氣濕度，和在線進(jìn)行比對(duì)，做好記錄，以防止不合格氫氣進(jìn)入儲(chǔ)氫罐。同時(shí)，定期對(duì)儲(chǔ)氫罐內(nèi)氫氣進(jìn)行監(jiān)測(cè)，做好跟蹤。
5.2定期更換分子篩，加強(qiáng)再生效果的監(jiān)視，確保干燥器正常運(yùn)行
由于干燥器的添加口較小，出現(xiàn)添加口側(cè)分子篩高，對(duì)側(cè)分子篩矮，不容易壓實(shí)，否則分子篩運(yùn)行和再生過程中容易出現(xiàn)偏流情況，添加新的分子篩時(shí)可采用氮?dú)膺M(jìn)行吹掃進(jìn)行調(diào)平和壓實(shí)。兩個(gè)干燥器的分子篩裝填數(shù)量必須均勻，否則分子篩再生過程中容易一側(cè)穿透的情況而影響其性能，導(dǎo)出現(xiàn)機(jī)械強(qiáng)度下降分子篩破碎粉化而影響除濕效果。
5.3 加強(qiáng)排污管理
5.3.1 制氫設(shè)備每次啟動(dòng)前，應(yīng)對(duì)系統(tǒng)中的氣體分離器、過濾器、冷卻器等進(jìn)行排污工作，減少分子篩干燥器的工作負(fù)擔(dān)。
5.3.2 儲(chǔ)氫罐中氫氣濕度受外界環(huán)境溫度影響較大，氣溫下降時(shí)，往往有輕微結(jié)露現(xiàn)象發(fā)生，因此排污時(shí)段*好選擇在夜間進(jìn)行。儲(chǔ)氫罐*好劃分成常用罐和備用罐分組運(yùn)行。常用罐做正常補(bǔ)氫用，每天排污放水1次，備用罐供緊急情況下使用，每3天排污放水1次，在向補(bǔ)氫系統(tǒng)供氫前應(yīng)測(cè)試氫氣濕度、純度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。
5.3.3 消缺時(shí)采用水作為中間置換介質(zhì)的儲(chǔ)氫罐應(yīng)加強(qiáng)排污工作。并監(jiān)測(cè)儲(chǔ)氫罐內(nèi)氫氣濕度，不合格時(shí)應(yīng)排空處理。
6 結(jié)語

氫冷發(fā)電機(jī)氫氣濕度過大對(duì)機(jī)組的危害是一個(gè)緩慢的過程，充分認(rèn)識(shí)氫氣質(zhì)量對(duì)大型發(fā)電機(jī)安全可靠運(yùn)行的重要作用，健全對(duì)氫氣系統(tǒng)管理的責(zé)任制，并采取必要的監(jiān)管措施，督促有關(guān)人員共同努力，加強(qiáng)對(duì)制氫站氫氣質(zhì)量檢測(cè)、分析和監(jiān)督，確保新鮮氫氣露點(diǎn)滿足發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行的要求。

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