發電站電廠制氫站測量露點時遇到的問題及英國肖氏SHAW露點儀在里面的使用

發電機內氫氣濕度的大小與制氫站供發電機充氫、補氫用的新鮮氫氣的濕度有直接關系，因而應當限制其在允許的范圍內，這是降低發電機內氫氣濕度的首要環節，尤其是在發電機氫氣系統嚴密性差、氫氣純度不好，需要大量和頻繁補氫以及汽輪機透平油中帶水和發電機氫氣外循環系統沒有足夠去濕能力的情況下，尤需嚴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，應當引起高度警覺和重視方能防患于未然。發電站電廠制氫站測量露點時遇到的問題及英國SHAW露點儀在里面的使用，主要產品：SADP露點儀|在線露點儀| 肖氏露點傳感器|肖氏露點儀|頂空分析儀|藥品殘氧儀|壓縮空氣露點儀|Mocon透氧儀|膜康透濕儀|PBI頂空分析儀|露點儀品牌|露點儀價格|露點儀批發|Hitech氧氣分析儀|Hitech熱導氣體分析儀|Hitech氫氣分析儀|露點儀廠家

1氫氣濕度要求
在《防止電力生產重大事故的二十五項重點要求》中明確提出要“嚴格控制氫冷發電機氫氣的濕度在規程允許的范圍內，并做好氫氣濕度的控制措施”氫氣濕度超標的危害，根據DL／T651-1998《氫冷發電機氫氣濕度的技術要求》的規定，運行中發電機內的氫氣濕度應在-25～0℃露點溫度。為防止發電機電氣絕緣因機內過于干燥而開裂，發電機內的氫氣濕度不應低于-25℃露點溫度。新的電力行業標準要求供發電機充氫、補氫用的新鮮氫氣在常壓下的允許濕度為：新建、擴建電廠（站）：露點溫度≤-50℃；已建電廠（站）：露點溫度≤-25℃。
2 氫氣濕度不合格的危害
2.1氫氣濕度過高對轉子護環的影響
發生應力腐蝕有3個必要條件：材質，有較大的應力，有腐蝕介質。氫氣濕度過高，使發電機轉子護環產生應力腐蝕紋損并使裂紋快速發展。護環的應力腐蝕開裂與氫氣介質濕度有很大關系，國內護環大多采用18Mn5Cr、18Mn4Cr奧氏體鋼，機械性能優良，但在有腐蝕介質，如氯化物、硝酸鹽、硫酸鹽、亞氯酸鹽和氫氧根的情況下，抗應力腐蝕能力下降。氫氣相對濕度≤30%，轉子應力腐蝕速率幾乎不變；當氫氣相對濕度在30%～50%，轉子應力腐蝕速率略有增長；當氫氣相對濕度≥50%，轉子應力腐蝕速率以指數級急驟增加。發電站電廠制氫站測量露點時遇到的問題及英國SHAW露點儀在里面的使用
2.2氫氣濕度過高對絕緣性能的影響
氫氣在氫冷發電機中主要是起冷卻作用。作為冷卻介質，時刻與發電機的定子繞組的電氣絕緣發生接觸。氫氣濕度過大，對發電機定子絕緣的影響更大，一是水分在運行中蒸發為水蒸汽，使微細擊穿點之間氫氣介質導電率升高。二是水汽吸附在絕緣層上，侵入絕緣內部的水將造成內部導體與外部絕緣表面電位相等，成為等電位體，威脅發電機定子絕緣，誘發發電機絕緣事故。
發電機內氫氣濕度過高，降低定子的絕緣電氣強度，易使定子盡緣薄弱處發生相間短路。如由于制造方面的原因，發電機定子端部絕緣存在水接頭和引線兩處薄弱環節，均處于高電位，如氫氣中含水或水汽嚴重時，會使絕緣薄弱處對其它線棒擊穿放電。氫氣相對濕度超出一定限值（80%），定子絕緣缺陷就會加速發展。如氫氣相對濕度超出75%，會使轉子絕緣強度下降，甚至導致無法開機。
2.3 氫氣濕度過低對發電機某些部件的影響
氫氣濕度過低，可導致對發電機某些部件產生不利影響，如可導致定子端部墊塊收縮和支撐環裂紋。
2.4 對金屬構件產生腐蝕
有資料表明，氫氣濕度超標是金屬50 Mn18Cr4 Wn材質的發電機護環產生應力腐蝕的主要誘因。據有關報道，某電廠發電機（水—氫—氫，200 MW）曾因氫氣干燥器停運使發電機內的氫氣濕度長期嚴重超標（露點溫度20℃以上），*終造成發電機護環產生多處應力腐蝕裂紋，被迫全部更換護環。

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所以，潮濕環境對大型發電機的運行是十分不利的。它將對發電機護環產生腐蝕作用，并溶解和凝聚其它有害元素，使機內構件產生表面凝露，使轉子護環受產生附加應力而導致裂紋等危害。
2.5 影響發電機的運行效率
由于氫氣中濕度大、水分大，使氣體密度增大，增加了發電機通風損耗，降低了發電機的運行效率。
3 某廠制氫站氫氣濕度超標事件經過
某廠3號機氫氣干燥器在線露點儀改造后調試，使用便攜式氫氣濕度儀進行手工測試比對，測得發電機氫氣露點-19.7℃，折算到氫壓下露點為-3.3℃，檢查氫氣干燥器運行正常。由于該長發電機內*低溫度低于5℃，故氫壓下氫氣露點需小于-5℃才合格，采取換氫28立方，測得發電機氫氣露點-17.1℃，折算到氫壓下露點為-0.4℃，換氫后露點反而出現下降，判斷制氫站補過來的新鮮氫氣濕度不合格，測量氫罐氫氣露點-20.3℃，不滿足制氫站氫氣露點小于-25℃的要求。啟動二系列制氫設備運行，在線露點顯示-69℃，手工測量氫干器入口露點-22.6℃，氫干器出口露點-18.5℃，打開氫干器A側干燥器的分子篩30%已成粉末板結，B側干燥器的分子篩20%破碎，更換新的分子篩后，測得氫氣氫干器出口露點-61.5℃。
4 制氫站氫氣濕度不合格原因
4.1監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。雖然制氫設備裝設了氫氣濕度在線監測儀表，但是由于在線濕度儀未進行定期校驗，長期抄錄在線值，未采用便攜式儀表人工采用進行比對監測，不能及時發現氫氣濕度超標，而將不合格的氫氣補入儲氫罐。
目前，對發電機運行中氫氣純度和濕度有要求每天人工取樣分析，但未對制氫設備運行中的氫氣質量監測做到每天人工監測，對制氫設備和儲氫罐的氫氣濕度管理存在缺失。發電站電廠制氫站測量露點時遇到的問題及英國SHAW露點儀在里面的使用
4.2 通常電解制氫，從洗滌器出來的氫氣濕度呈飽和狀態，必須采取除濕措施才能滿足發電機用氫的濕度要求。
氫氣干燥器運行的好壞取決于分子篩的活性。一是分子篩運行溫度不宜過高，以免在高溫下發生破碎現象。二是盡可能減少氫氣中攜帶的堿液，避免分子篩出現中毒。
4.3 儲氫系統及補氫管路泄漏導致濕度超標。一是儲氫罐消缺時采用水作為中間置換介質，排污不夠導致濕度超標。二是由制氫站到發電機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 加強監管
每次開車制氫后，均需采用便攜式氫氣露點儀檢測氫氣濕度，和在線進行比對，做好記錄，以防止不合格氫氣進入儲氫罐。同時，定期對儲氫罐內氫氣進行監測，做好跟蹤。
5.2定期更換分子篩，加強再生效果的監視，確保干燥器正常運行
由于干燥器的添加口較小，出現添加口側分子篩高，對側分子篩矮，不容易壓實，否則分子篩運行和再生過程中容易出現偏流情況，添加新的分子篩時可采用氮氣進行吹掃進行調平和壓實。兩個干燥器的分子篩裝填數量必須均勻，否則分子篩再生過程中容易一側穿透的情況而影響其性能，導出現機械強度下降分子篩破碎粉化而影響除濕效果。
5.3 加強排污管理
5.3.1 制氫設備每次啟動前，應對系統中的氣體分離器、過濾器、冷卻器等進行排污工作，減少分子篩干燥器的工作負擔。
5.3.2 儲氫罐中氫氣濕度受外界環境溫度影響較大，氣溫下降時，往往有輕微結露現象發生，因此排污時段*好選擇在夜間進行。儲氫罐*好劃分成常用罐和備用罐分組運行。常用罐做正常補氫用，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，在向補氫系統供氫前應測試氫氣濕度、純度達到標準。
5.3.3 消缺時采用水作為中間置換介質的儲氫罐應加強排污工作。并監測儲氫罐內氫氣濕度，不合格時應排空處理。
6 結語

氫冷發電機氫氣濕度過大對機組的危害是一個緩慢的過程，充分認識氫氣質量對大型發電機安全可靠運行的重要作用，健全對氫氣系統管理的責任制，并采取必要的監管措施，督促有關人員共同努力，加強對制氫站氫氣質量檢測、分析和監督，確保新鮮氫氣露點滿足發電機安全運行的要求。

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