氢气质量测量和化学监督课件

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,氢气质量的测量和化学监督,氢气质量的测量,一、纯度,目前，在电厂纯度的测量主要有两种测量方式。一种为吸收法，即采用人工皮囊取样，然后到实验室奥氏分析仪来分析氢气的纯度。一种为基于热导原理的热导法,1奥氏气体分析法,采用人工皮囊取样，然后到实验室奥氏分析仪来分析氢气的纯度。它的根本原理是用焦性没食子酸来吸取H2中的O2，用KOH来吸收CO2，然后用100%减去两者之和，这样就得出了氢气中的纯度值,两个化学反响,1CO2的分析,CO2+2KOH K2CO3+H2O,2O2的分析,2C6H3(OH)3+1/2O2 (KO)3C6H2-C6H6(OH)3+H2O,奥氏气体分析法存在的问题,1、皮囊取样时，皮囊中残存着少量空气难以排净，尽管屡次置换仍无法除净；,2、每个人的操作力度不同，观察吸收液的角度不同，这些因素都直接影响测试结果；,3、整个发电机组置于空气当中。由于分子扩散的原因及氢系统的泄漏，氢气中会有其他气体进入，而吸收法是不能吸收其他气体的，还有水分及油雾。所以，实际的氢气纯度要比检测结果低一些，如果相关因素控制不好，测试结果偏差很大，最大可达3-5个百分点，这给发电机组的平安运行造成了隐患，这种状况一直是困扰电厂的一个突出问题.,2热导分析法,所有气体都有不同的导热能力。为了比较各种气体的能力，根据它们各自的保持热的能力给出各自的导热系数。通过运用这些导热系数和控制环境，确定气样中特定气体的浓度-热导法,热导气体分析仪由两局部组成：传感装置和控制装置。传感装置有两个气体室，一个用于测量气，另一个用于参比气。整个传感装置由温度控制保证常温，在每一个气室中都有一个温度传感器用以感应各自气体的温度。传感装置的特性，每种气体的热导系数，每个气室的温度，就可以计算出被测气体的浓度，并在控制单元上显示，,二、湿度,湿度的表示方法有露点、饱和水蒸气压、体积分数、重量分数、相对湿度、绝对湿度等，目前统一采用露点来表示。,湿度检测的方法,电解法,阻容法,露点法,发电机氢气湿度检测,1.气体湿度的表示方法、表示单位、各单位之间的换算关系适用于氢气湿度的检测。,如露点、饱和蒸气压、相对湿度、绝对湿度，机内压力下的露点换算等,2.气体湿度的测量方法、测量原理、气体湿度测量仪表等也可应用于氢气湿度的测量。,在测量精度、测量范围满足氢气湿度测量的要求的前提下。,3.气体湿度测量的本卷须知(如测量管路的材质、仪器送检的周期等也适用于氢气湿度测量。,氢气湿度的表示方法,发电机内氢气湿度和供发电机充氢、补氢用的新鲜氢气湿度,均规定以露点温度表示,通常采用摄氏温度,单位为摄氏度,工作原理：阻容法,该传感器根本上是一个电容器，在高分子薄膜上的电极是很薄的金属微孔蒸发膜，水分子可通过两端的电极被高分子薄膜吸附或释放。随着水分子被吸附或释放，高分子薄膜的介电系数将发生相应的变化。因为介电系数随空气的相对湿度变化而变化，所以只要测定电容值就可测得相对湿度。,阻容式湿度传感器体积小，响应速度快，便于把湿度转换为电信号，但稳定性差，不耐SO2的腐蚀。,阻容法,大量研究结果说明，当有水分子透过上极板进入吸水电介质即:高分子薄膜，传感器的电介常数增大。所以很少的水分将引起较大的电容变化。,C=CRH，即电容的变化和水分子的多少成正比。这说明电容的变化和湿度的变化成正比。所以VAISALA的高分子薄膜湿度传感器是线性的。,氢气湿度的测定方法,1.可定时测量或连续监测。,2.采样点：,测定发电机内氢气湿度的采样点：在定时测量时应选在通风良好且尽量靠近发电机本体处；在采用连续监测时应选在发电机枯燥装置的入口管段上。,测定新鲜氢气湿度的采样点：宜设置在制氢站出口管段上。,3.采样管道所经之处的环境温度应比被测气体湿度的露点温度高出3。,对湿度计的要求,1.用于发电机内氢气湿度测定：,测量范围：-5020,2.用于新鲜氢气湿度的测定：,测量范围：-60 10,3.测量不确定度：2,4.响应时间2 min环境温度20，露点温度-20 及以上时,5.仪器校准周期：一年,氢气质量的化学监督,为使氢冷发电机组稳定、平安、经济运行，必须对机壳内的氢气纯度、湿度、温度和压力等参数进行控制,氢气的纯度,一般要求发电机内氢气纯度保持在96%以上，保持较高纯度主要是提高发电效率,氢气的纯度下降原因,由于机壳内的氢气是靠密封瓦内流动的油膜密封在机壳内进行循环冷却的，如果密封瓦检修质量不好或结构不合理，可导致氢气侧回流量偏大，油中溶解的水份或空气别离出来后混入氢气中，使氢气纯度下降；,如果氢气冷却器漏冷却水或枯燥器内枯燥剂失效，可使机壳内氢气水份增加，纯度下降；,当机组甩负荷时，由于机壳内氢压小于外界空气压力，使外部空气进入，也会造成氢气纯度下降；,由贮氢罐补充的氢气不合格或机组启停时置换气体不彻底，均可使机壳内的氢气纯度下降。,氢气纯度下降的危害,1、氢气纯度下降后，有可能形成爆炸性气体,2、纯度下降，混合气体的密度会随着氢气纯度的下降而增大，使发电机的通风摩擦损耗也随之上升。,氢气的湿度,名称：,DL/T 651-1998,氢冷发电机氢气湿度的技术要求,发布日期：1998/3/19发布,实施日期：1998/9/1实施,标准适用范围,本标准适用于运行中及充氢停运中的国产200MW及以上氢冷发电机。,对进口的氢冷发电机，应按制造厂规定的氢气湿度标准掌握；如制造厂无明确规定时，应按本标准执行。,200MW以下的氢冷发电机的氢气湿度允许值，可参照本标准确定。,机内氢气湿度的标准注意：在运行氢压下,发电机内最低温度与允许氢气湿度高限：,机内最低温度 允许氢气湿度高限运行氢压下,5 -5,10 0,允许氢气湿度的低限为：-25,发电机内最低温度确实定,1.稳定运行中的发电机：,以冷氢温度和内冷水入口水温中较低值，作为发电机内的最低温度值。,2.停运和开、停机过程中的发电机：,以冷氢温度、内冷水入口水温、定子线棒温度、定子铁芯温度中的最低值，作为发电机内的最低温度值。,供发电机充氢、补氢用的新鲜氢气在常压下的允许湿度,充氢、补氢用的新鲜氢气湿度：,在常压下：,新建、扩建厂：-50,已建电厂：-25,计算：将常压下测量的露点值换算到机内运行氢压下,举例：机内最低温度为10,运行氢压为0.3Mpa,常压下测得露点为-18.6，,查饱和水蒸气压为118.038pa,机内压力下的饱和水蒸气压为472.152pa,机内压力下的露点为-3.1,标准比较：0机内最低温度为10时,结论：合格。,氢气湿度的来源及危害,1、补氢系统带入,2、由密封瓦漏油带入,3、冷却水系统带入,湿度过大易对护环应力腐蚀、影响绝缘性能，纯度下降，从而影响发电效率。,氢气的温度,机壳内的氢气温度升高，会引起绕组绝缘材料老化，故一般认为，温度每升高10，绝缘材料的使用寿命就会缩短一半，而且这里所指的温度不是平均温度，而是指最热点的温度。因为只要绝缘材料上某一处被破坏，就会发生故障。因此，当氢气温度升高时，必须相应减小定子电流，同时规定发电机的进风温度不超过55。,氢气的压力,因为提高氢气压力，氢气的导热能力和传热系数会相应提高，从而可以提高发电机的出力,但当氢气压力大于0.2MPa以后，氢外冷发电机组的温升并不再明显降低，而且可能引起漏氢量及漏油量增加。对氢内冷发电机组，提高氢压可在一定程度上降低转子绕组的平均 温度，但并不能降低最热点的温度。因此，也不是氢压越高越好。,谢谢,