露點(dian)儀(yi)在電廠的應用
沙角發電C廠(簡稱C廠)安裝有3臺660 MW進口發電機組，發電機由GEC-ALSTHOM公司制造，型號為T271-606，采用水-氫-氫冷卻方式，即定子繞組由去離子水內冷，定子鐵芯和轉子由壓力為4.0bar的氫氣冷卻，與之配套的是2套由美國An Allegheny edyne公司生產的HM-CID2型制氫設備。由電解組件電離產生的氧氣經過氧分離器后進入氧冷凝器，除去水分后直接排空，產生的氫氣進入氫冷凝器后再經干燥器進一步干燥，然后進入3個氫氣儲氣罐，供給發電機組。干燥器是分子篩小球吸附型， 可通過加熱脫水再生。堿液熱交換器及氫、氧冷凝器使用的冷卻水為補水泵提供的除鹽水。
1 制氫系統運行狀況
本套制氫設備于1999年建成投運。兩年多來，因其自動化程度高，穩定性好，故障率低，運行可靠性較高，但存在氫氣露點超標問題。按照電力工業部標準，機壓下的發電機氫氣露點不大于0℃，但C廠發電機氫氣露點好多時間都在0℃以上。發電機氫氣露點一年的變化呈拋物線形，1～3月及11～12月氫氣露點合格，而4～10月，氫氣露點超標，不合格的時間數超過半年。
2 露點超標原因分析
2.1 潤滑油系統的影響
因氫冷發電機在正壓下運行，為避免氫氣泄漏，配有相應的密封油系統。有些電廠的密封油系統與潤滑油系統是相互獨立的， 潤滑油系統只對密封油系統提供補油。在C廠，這兩個系統是連為一體的，潤滑油經潤滑油冷油器冷卻后，進入密封油主油箱，再經密封油泵送至密封瓦，回油在除去氫氣和油煙后再回到潤滑油主油箱。密封油系統不單設冷油器，而是利用潤滑油冷油器對密封油進行冷卻。軸封蒸汽與潤滑油的接觸會導致潤滑油含水量增加，而密封油又是與氫氣直接接觸的。由于密封油是使用經冷卻后的潤滑油，因而由軸封蒸汽進入潤滑油中的水分會使發電機氫氣的濕度不斷增大，這就是引起發電機氫氣露點超標的根源。
2.2 來氫露點超標
不難發現發電機氫氣露點一年的變化規律與當地的氣溫變化相吻合，即隨著氣溫的升高氫氣露點亦隨之升高。當然，因發電機氫氣露點的變化受到運行狀況，如氫氣排補情況的影響，而不能正確反映來氫的情況。通過對制氫站儲氫露點數據的統計分析，發現其變化規律與發電機氫氣露點的變化規律十分相似。可以認為：隨著氣溫的升高，來氫露點超標，從而導致發電機氫氣露點超標。環境溫度對制氫過程的影響具體反映在冷卻水溫上。冬天氣溫低，冷卻水溫度低，冷卻效果好，氫冷凝器出口氫氣的露點低，經干燥器進一步干燥后進入儲氣罐的氫氣就能保證較低的露點。一旦氣溫升高，冷卻水溫度隨之升高，冷凝效果變差。一旦冷凝器出口氫氣濕度高，則氫氣干燥器出口的氫氣露點也將提高，進入儲氣罐的氫氣露點就難以保證。按廠家的要求，電解過程中冷卻水zui高允許溫度為40℃，zui大允許壓力0.7 MPa，zui大流量40 L/min，而冷凝器的冷卻水zui高允許溫度為10℃，zui大允許壓力0.7 MPa，zui大流量40 L/min。目前的運行狀態是，2種冷卻水其實來自同一水源，其壓力和流量都能達到廠家要求，電解過程冷卻水的溫度也能得到保證，冷凝器冷卻水的溫度幾乎都在10℃以上，無法達到要求，特別是夏季時，冷卻水的溫度較高，從而導致來氫露點超標。
2.3 未安裝氫氣干燥器
密封油系統的結構特點決定了發電機氫氣中的含水量是一個累積的過程，如果不能及時去除氫氣中的水分，那么氫氣露點超標是不可避免的。氫氣干燥器可以通過對流經干燥器的小流量氫氣進行干燥而起到對發電機氫氣不斷凈化的作用。而C廠3臺機組的發電機氫氣系統均未安裝氫氣干燥器。這是發電機氫氣露點超標的主要原因。
氫冷發電機
監測氫(qing)冷(leng)(leng)發(fa)(fa)(fa)電(dian)機(ji)的濕度(du)和(he)溫度(du)以獲得zui大收益。由(you)于(yu)其高導(dao)熱性(xing)和(he)低(di)粘度(du)，干(gan)燥(zao)(zao)的氫(qing)氣可被用來冷(leng)(leng)卻發(fa)(fa)(fa)電(dian)機(ji)。氫(qing)氣中含(han)水量(liang)的增加將(jiang)(jiang)導(dao)致冷(leng)(leng)卻效率降(jiang)低(di)、絕緣能力(li)下降(jiang)、發(fa)(fa)(fa)電(dian)機(ji)部件(jian)受(shou)到腐蝕，zui終導(dao)致發(fa)(fa)(fa)電(dian)機(ji)*發(fa)(fa)(fa)生(sheng)故障(zhang)。 對于(yu)監測干(gan)燥(zao)(zao)機(ji)性(xing)能而言，MICHELL TRANSMET IS露(lu)點變送器是理(li)想的選擇。可以將(jiang)(jiang)該傳感器直接安(an)裝在壓力(li)管道(dao)上，提供測量(liang)以顯示是否將(jiang)(jiang)干(gan)氫(qing)送入發(fa)(fa)(fa)電(dian)機(ji)中。
燃氣(qi)輪機進(jin)氣(qi)
監測濕(shi)度以優化(hua)燃氣(qi)輪機性能。對于(yu)良好的渦輪機(燃氣(qi)輪)控(kong)制而言，進氣(qi)濕(shi)度測量是至關重要的。 當空(kong)氣(qi)變冷的時(shi)候，燃氣(qi)輪機性能更(geng)佳(jia)。這是因為(wei)溫度降低，空(kong)氣(qi)密度增加(jia)，從而導致(zhi)更(geng)多氣(qi)體流過(guo)燃氣(qi)輪機，增加(jia)發(fa)電量。溫度每(mei)升高1℃，意(yi)味著可能損(sun)失0.5%的(de)(de)電(dian)力，然而(er)(er)應當避免太冷(leng)或(huo)者太潮濕(shi)的(de)(de)進氣。原因在于這會(hui)導致(zhi)水冷(leng)凝甚至結冰，從而(er)(er)損(sun)壞(huai)渦輪葉片。公(gong)共設施運營商在擁有可靠的(de)(de)濕(shi)度監控之后(hou)，就可以冷(leng)卻(que)并壓縮進氣，zui大限度地提高產(chan)電(dian)量(liang)，而(er)(er)不會(hui)出現水汽凝結的(de)(de)危險。
MICHELL 30多(duo)年的(de)濕度領域(yu)測量(liang)經驗與(yu)阻抗技術(shu)EAISDEW系(xi)列結(jie)合。 對于電力行業中的(de)運營商而(er)言，這就(jiu)意味著他們將擁有可靠、穩定以及的(de)測量(liang)數據。 EAISDEW系(xi)列為您(nin)提(ti)供多(duo)種選擇(ze)： 數字(zi)圖形化顯(xian)示(shi)、多(duo)語言菜單、警報單元(yuan)、趨勢分析(xi)、監測1年的(de)歷(li)史記錄、無線局域(yu)網/局域(yu)網等。
測量壓(ya)縮空氣
如(ru)果露(lu)點(dian)(dian)(dian)測(ce)量(liang)(liang)的同時也(ye)有壓(ya)(ya)力(li)測(ce)量(liang)(liang)，就可(ke)(ke)以(yi)帶(dai)來更多優勢。當露(lu)點(dian)(dian)(dian)測(ce)量(liang)(liang)數(shu)據與實時的壓(ya)(ya)力(li)數(shu)值結合在一起，就可(ke)(ke)以(yi)在線實時輸出常壓(ya)(ya)露(lu)點(dian)(dian)(dian)和(he)ppm體(ti)積比，不會帶(dai)來因壓(ya)(ya)力(li)不同而造成的露(lu)點(dian)(dian)(dian)數(shu)值的歧義(yi)。例如(ru)對于(yu)醫用氣體(ti)，就可(ke)(ke)以(yi)快速方便地完成標準所規定的測(ce)量(liang)(liang)要求(qiu)(qiu)。歐伯(bo)特(te)是(shi)*個專為這種(zhong)需求(qiu)(qiu)提供特(te)殊設計產品的公司(si)(si)。歐伯(bo)特(te)公司(si)(si)露(lu)點(dian)(dian)(dian)和(he)壓(ya)(ya)力(li)變送器HZ950正是(shi)滿足(zu)壓(ya)(ya)縮空氣市場的這種(zhong)要求(qiu)(qiu)。
六氟化硫SF6氣(qi)體絕緣設備
露(lu)點和(he)(he)(he)壓力(li)在線測(ce)量(liang)實(shi)時監測(ce)SF6氣體質量(liang)。電(dian)(dian)力(li)行(xing)業采用(yong)六氟化硫(SF6)氣體來絕緣(yuan)電(dian)(dian)力(li)傳輸(shu)和(he)(he)(he)分(fen)配中的(de)開(kai)關、斷路器以及其它設(she)備。為確保其可(ke)靠性，應當zui大限度地(di)減少SF6中的(de)水蒸氣含量(liang)。過多的(de)水分(fen)會增加不(bu)必要(yao)的(de)二次分(fen)解物，這(zhe)些分(fen)解物可(ke)能導致(zhi)電(dian)(dian)弧和(he)(he)(he)設(she)備故障。
采用(yong)歐伯特(te)公司的(de)(de)(de)(de)(de)濕度密(mi)度多參數變送器EAISDEW就可以(yi)很方便的(de)(de)(de)(de)(de)在線監測(ce)SF6，創新(xin)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)EAISDEW不但可以(yi)測(ce)量(liang)(liang)露點，同時(shi)還測(ce)量(liang)(liang)壓力和(he)溫(wen)度，進而計(ji)(ji)算出(chu)(chu)包括SF6密(mi)度在內(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)其(qi)它(ta)四個(ge)參量(liang)(liang)，對(dui)評估SF6絕(jue)(jue)緣狀態(tai)提供了很好的(de)(de)(de)(de)(de)依據(ju)。利用(yong)標(biao)準(zhun)化的(de)(de)(de)(de)(de)壓力計(ji)(ji)算檢(jian)測(ce)出(chu)(chu)是否存在突發的(de)(de)(de)(de)(de)和(he)微(wei)小的(de)(de)(de)(de)(de)泄露，而在線露點測(ce)量(liang)(liang)為(wei)操(cao)作(zuo)人員隨時(shi)警示水分狀態(tai)，內(nei)部(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)水分會(hui)降低SF6絕(jue)(jue)緣性(xing)能并(bing)導致其(qi)快(kuai)速惡化。采用(yong)在線狀態(tai)監測(ce)方式可以(yi)減(jian)少現場巡檢(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)次數和(he)工作(zuo)量(liang)(liang)，幫助確認沒有SF6排放到大氣中。
輸電(dian)
在線(xian)監測(ce)變(bian)(bian)壓(ya)器(qi)的(de)油(you)中(zhong)水分(fen)。水分(fen)會(hui)降低變(bian)(bian)壓(ya)器(qi)油(you)的(de)絕緣性能(neng)，加(jia)速(su)變(bian)(bian)壓(ya)器(qi)老化。變(bian)(bian)壓(ya)器(qi)中(zhong)發的(de)油(you)中(zhong)含(han)水量(liang)會(hui)定期做抽查，然(ran)而(er)含(han)水量(liang)可(ke)能(neng)迅速(su)發生變(bian)(bian)化，因此定期抽樣并不(bu)足(zu)夠。為(wei)了保(bao)護(hu)變(bian)(bian)壓(ya)器(qi)，需(xu)要采用(yong)在線(xian)監測(ce)系(xi)統以確保(bao)進行及時并且具有成(cheng)本效益的(de)維護(hu)。
MICHELL油(you)中水分(fen)變(bian)(bian)送器EAISDEW系(xi)(xi)列可(ke)以測量(liang)變(bian)(bian)壓器油(you)中的含水量(liang)，給出(chu)油(you)狀況的實時圖像，并且顯示變(bian)(bian)壓器是如何(he)正常運行的。變(bian)(bian)送器顯示所有環境和(he)運行條件(jian)下的水分(fen)，適用于任何(he)絕緣油(you)。測量(liang)數據(ju)可(ke)直接傳遞(di)連接至(zhi)變(bian)(bian)電站數據(ju)采集系(xi)(xi)統中。
絕緣干燥(zao)中的露點測量
在建造新變壓(ya)器或者檢修已裝變壓(ya)器時，可(ke)以(yi)通過加熱和抽真(zhen)空(kong)來干(gan)燥絕(jue)緣紙板，去(qu)除水分。經過干(gan)燥程序之后(hou)，用干(gan)燥氮氣吹掃(sao)油箱。測量露(lu)(lu)點(dian)是(shi)監測干(gan)燥過程以(yi)及(ji)在氮氣吹掃(sao)之后(hou)確(que)認zui終干(gan)燥度(du)而廣泛(fan)使(shi)用的一種方法。歐伯(bo)特(te)同時提(ti)供固(gu)定(ding)式和便攜(xie)式露(lu)(lu)點(dian)儀MDM300、CERMAX-IS，快速的響應時間可(ke)以(yi)快速可(ke)靠地驗證是(shi)否達到可(ke)接(jie)受的干(gan)燥程度(du)。
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