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发电站电厂制氢站测量露点时遇到的问题及英国SHAW露点仪在里面的使用

1氢气湿度要求
在《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》中明确提出要“严格控制氢冷发电机氢气的湿度在规程允许的范围内，并做好氢气湿度的控制措施”氢气湿度超标的危害，根据DL／T651-1998《氢冷发电机氢气湿度的技术要求》的规定，运行中发电机内的氢气湿度应在-25～0℃露点温度。为防止发电机电气绝缘因机内过于干燥而开裂，发电机内的氢气湿度不应低于-25℃露点温度。新的电力行业标准要求供发电机充氢、补氢用的新鲜氢气在常压下的允许湿度为：新建、扩建电厂（站）：露点温度≤-50℃；已建电厂（站）：露点温度≤-25℃。
2 氢气湿度不合格的危害
2.1氢气湿度过高对转子护环的影响
发生应力腐蚀有3个必要条件：材质，有较大的应力，有腐蚀介质。氢气湿度过高，使发电机转子护环产生应力腐蚀纹损并使裂纹快速发展。护环的应力腐蚀开裂与氢气介质湿度有很大关系，国内护环大多采用18Mn5Cr、18Mn4Cr奥氏体钢，机械性能优良，但在有腐蚀介质，如氯化物、硝酸盐、硫酸盐、亚氯酸盐和氢氧根的情况下，抗应力腐蚀能力下降。氢气相对湿度≤30%，转子应力腐蚀速率几乎不变；当氢气相对湿度在30%～50%，转子应力腐蚀速率略有增长；当氢气相对湿度≥50%，转子应力腐蚀速率以指数级急骤增加。发电站电厂制氢站测量露点时遇到的问题及英国SHAW露点仪在里面的使用
2.2氢气湿度过高对绝缘性能的影响
氢气在氢冷发电机中主要是起冷却作用。作为冷却介质，时刻与发电机的定子绕组的电气绝缘发生接触。氢气湿度过大，对发电机定子绝缘的影响更大，一是水分在运行中蒸发为水蒸汽，使微细击穿点之间氢气介质导电率升高。二是水汽吸附在绝缘层上，侵入绝缘内部的水将造成内部导体与外部绝缘表面电位相等，成为等电位体，威胁发电机定子绝缘，诱发发电机绝缘事故。
发电机内氢气湿度过高，降低定子的绝缘电气强度，易使定子尽缘薄弱处发生相间短路。如由于制造方面的原因，发电机定子端部绝缘存在水接头和引线两处薄弱环节，均处于高电位，如氢气中含水或水汽严重时，会使绝缘薄弱处对其它线棒击穿放电。氢气相对湿度超出一定限值（80%），定子绝缘缺陷就会加速发展。如氢气相对湿度超出75%，会使转子绝缘强度下降，甚至导致无法开机。
2.3 氢气湿度过低对发电机某些部件的影响
氢气湿度过低，可导致对发电机某些部件产生不利影响，如可导致定子端部垫块收缩和支撑环裂纹。
2.4 对金属构件产生腐蚀
有资料表明，氢气湿度超标是金属50 Mn18Cr4 Wn材质的发电机护环产生应力腐蚀的主要诱因。据有关报道，某电厂发电机（水—氢—氢，200 MW）曾因氢气干燥器停运使发电机内的氢气湿度长期严重超标（露点温度20℃以上），*终造成发电机护环产生多处应力腐蚀裂纹，被迫全部更换护环。

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所以，潮湿环境对大型发电机的运行是十分不利的。它将对发电机护环产生腐蚀作用，并溶解和凝聚其它有害元素，使机内构件产生表面凝露，使转子护环受产生附加应力而导致裂纹等危害。
2.5 影响发电机的运行效率
由于氢气中湿度大、水分大，使气体密度增大，增加了发电机通风损耗，降低了发电机的运行效率。
3 某厂制氢站氢气湿度超标事件经过
某厂3号机氢气干燥器在线露点仪改造后调试，使用便携式氢气湿度仪进行手工测试比对，测得发电机氢气露点-19.7℃，折算到氢压下露点为-3.3℃，检查氢气干燥器运行正常。由于该长发电机内*低温度低于5℃，故氢压下氢气露点需小于-5℃才合格，采取换氢28立方，测得发电机氢气露点-17.1℃，折算到氢压下露点为-0.4℃，换氢后露点反而出现下降，判断制氢站补过来的新鲜氢气湿度不合格，测量氢罐氢气露点-20.3℃，不满足制氢站氢气露点小于-25℃的要求。启动二系列制氢设备运行，在线露点显示-69℃，手工测量氢干器入口露点-22.6℃，氢干器出口露点-18.5℃，打开氢干器A侧干燥器的分子筛30%已成粉末板结，B侧干燥器的分子筛20%破碎，更换新的分子筛后，测得氢气氢干器出口露点-61.5℃。
4 制氢站氢气湿度不合格原因
4.1监督管理上的忽视是造成制氢站氢气湿度不合格的原因之一。虽然制氢设备装设了氢气湿度在线监测仪表，但是由于在线湿度仪未进行定期校验，长期抄录在线值，未采用便携式仪表人工采用进行比对监测，不能及时发现氢气湿度超标，而将不合格的氢气补入储氢罐。
目前，对发电机运行中氢气纯度和湿度有要求每天人工取样分析，但未对制氢设备运行中的氢气质量监测做到每天人工监测，对制氢设备和储氢罐的氢气湿度管理存在缺失。发电站电厂制氢站测量露点时遇到的问题及英国SHAW露点仪在里面的使用
4.2 通常电解制氢，从洗涤器出来的氢气湿度呈饱和状态，必须采取除湿措施才能满足发电机用氢的湿度要求。
氢气干燥器运行的好坏取决于分子筛的活性。一是分子筛运行温度不宜过高，以免在高温下发生破碎现象。二是尽可能减少氢气中携带的碱液，避免分子筛出现中毒。
4.3 储氢系统及补氢管路泄漏导致湿度超标。一是储氢罐消缺时采用水作为中间置换介质，排污不够导致湿度超标。二是由制氢站到发电机的氢气管路密封不好造成氢气受潮。
5 改善氢气湿度的措施
5.1 加强监管
每次开车制氢后，均需采用便携式氢气露点仪检测氢气湿度，和在线进行比对，做好记录，以防止不合格氢气进入储氢罐。同时，定期对储氢罐内氢气进行监测，做好跟踪。
5.2定期更换分子筛，加强再生效果的监视，确保干燥器正常运行
由于干燥器的添加口较小，出现添加口侧分子筛高，对侧分子筛矮，不容易压实，否则分子筛运行和再生过程中容易出现偏流情况，添加新的分子筛时可采用氮气进行吹扫进行调平和压实。两个干燥器的分子筛装填数量必须均匀，否则分子筛再生过程中容易一侧穿透的情况而影响其性能，导出现机械强度下降分子筛破碎粉化而影响除湿效果。
5.3 加强排污管理
5.3.1 制氢设备每次启动前，应对系统中的气体分离器、过滤器、冷却器等进行排污工作，减少分子筛干燥器的工作负担。
5.3.2 储氢罐中氢气湿度受外界环境温度影响较大，气温下降时，往往有轻微结露现象发生，因此排污时段*好选择在夜间进行。储氢罐*好划分成常用罐和备用罐分组运行。常用罐做正常补氢用，每天排污放水1次，备用罐供紧急情况下使用，每3天排污放水1次，在向补氢系统供氢前应测试氢气湿度、纯度达到标准。
5.3.3 消缺时采用水作为中间置换介质的储氢罐应加强排污工作。并监测储氢罐内氢气湿度，不合格时应排空处理。
6 结语

氢冷发电机氢气湿度过大对机组的危害是一个缓慢的过程，充分认识氢气质量对大型发电机安全可靠运行的重要作用，健全对氢气系统管理的责任制，并采取必要的监管措施，督促有关人员共同努力，加强对制氢站氢气质量检测、分析和监督，确保新鲜氢气露点满足发电机安全运行的要求。

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