露點儀在電廠的應用
沙角發(fā)電C廠(簡稱C廠)安裝有3臺660 MW進口發(fā)電機組，發(fā)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(fā)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(tǒng)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(wěn)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(yè)部標準，機壓下的發(fā)電機氫氣露點不大于0℃，但C廠發(fā)電機氫氣露點好多時間都在0℃以上。發(fā)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(shù)超過半年。
2 露點超標原因分析
2.1 潤滑油系統(tǒng)的影響
因氫冷發(fā)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(tǒng)。有些電廠的密封油系統(tǒng)與潤滑油系統(tǒng)是相互獨立的， 潤滑油系統(tǒng)只對密封油系統(tǒng)提供補油。在C廠，這兩個系統(tǒng)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(tǒng)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(fā)電機氫氣的濕度不斷增大，這就是引起發(fā)電機氫氣露點超標的根源。
2.2 來氫露點超標
不難發(fā)現(xiàn)發(fā)電機氫氣露點一年的變化規(guī)律與當?shù)氐臍鉁刈兓辔呛希措S著氣溫的升高氫氣露點亦隨之升高。當然，因發(fā)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(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)其變化規(guī)律與發(fā)電機氫氣露點的變化規(guī)律十分相似?？梢哉J為：隨著氣溫的升高，來氫露點超標，從而導致發(fā)電機氫氣露點超標。環(huán)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(tài)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(tǒng)的結構特點決定了發(fā)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(fā)電機氫氣不斷凈化的作用。而C廠3臺機組的發(fā)電機氫氣系統(tǒng)均未安裝氫氣干燥器。這是發(fā)電機氫氣露點超標的主要原因。
氫冷發(fā)電機
監(jiān)測氫冷發(fā)電機的濕度和溫度以獲得zui大收益。由于其高導熱性和低粘度，干燥的氫氣可被用來冷卻發(fā)電機。氫氣中含水量的增加將導致冷卻效率降低、絕緣能力下降、發(fā)電機部件受到腐蝕，zui終導致發(fā)電機*發(fā)生故障。 對于監(jiān)測干燥機性能而言，MICHELL TRANSMET IS露點變送器是理想的選擇?？梢詫⒃搨鞲衅髦苯影惭b在壓力管道上，提供測量以顯示是否將干氫送入發(fā)電機中。
燃氣輪機進氣
監(jiān)測濕度以優(yōu)化燃氣輪機性能。對于良好的渦輪機(燃氣輪)控制而言，進氣濕度測量是至關重要的。 當空氣變冷的時候，燃氣輪機性能更佳。這是因為溫度降低，空氣密度增加，從而導致更多氣體流過燃氣輪機，增加發(fā)電量。溫度每升高1℃，意味著可能損失0.5%的電力，然而應當避免太冷或者太潮濕的進氣。原因在于這會導致水冷凝甚至結冰，從而損壞渦輪葉片。公共設施運營商在擁有可靠的濕度監(jiān)控之后，就可以冷卻并壓縮進氣，zui大限度地提高產電量，而不會出現(xiàn)水汽凝結的危險。
MICHELL 30多年的濕度領域測量經驗與阻抗技術EAISDEW系列結合。 對于電力行業(yè)中的運營商而言，這就意味著他們將擁有可靠、穩(wěn)定以及的測量數(shù)據(jù)。 EAISDEW系列為您提供多種選擇： 數(shù)字圖形化顯示、多語言菜單、警報單元、趨勢分析、監(jiān)測1年的歷史記錄、無線局域網/局域網等。
測量壓縮空氣
如果露點測量的同時也有壓力測量，就可以帶來更多優(yōu)勢。當露點測量數(shù)據(jù)與實時的壓力數(shù)值結合在一起，就可以在線實時輸出常壓露點和ppm體積比，不會帶來因壓力不同而造成的露點數(shù)值的歧義。例如對于醫(yī)用氣體，就可以快速方便地完成標準所規(guī)定的測量要求。歐伯特是*個專為這種需求提供特殊設計產品的公司。歐伯特公司露點和壓力變送器HZ950正是滿足壓縮空氣市場的這種要求。
六氟化硫SF6氣體絕緣設備
露點和壓力在線測量實時監(jiān)測SF6氣體質量。電力行業(yè)采用六氟化硫(SF6)氣體來絕緣電力傳輸和分配中的開關、斷路器以及其它設備。為確保其可靠性，應當zui大限度地減少SF6中的水蒸氣含量。過多的水分會增加不必要的二次分解物，這些分解物可能導致電弧和設備故障。
采用歐伯特公司的濕度密度多參數(shù)變送器EAISDEW就可以很方便的在線監(jiān)測SF6，創(chuàng)新性的EAISDEW不但可以測量露點，同時還測量壓力和溫度，進而計算出包括SF6密度在內的其它四個參量，對評估SF6絕緣狀態(tài)提供了很好的依據(jù)。利用標準化的壓力計算檢測出是否存在突發(fā)的和微小的泄露，而在線露點測量為操作人員隨時警示水分狀態(tài)，內部的水分會降低SF6絕緣性能并導致其快速惡化。采用在線狀態(tài)監(jiān)測方式可以減少現(xiàn)場巡檢的次數(shù)和工作量，幫助確認沒有SF6排放到大氣中。
輸電
在線監(jiān)測變壓器的油中水分。水分會降低變壓器油的絕緣性能，加速變壓器老化。變壓器中發(fā)的油中含水量會定期做抽查，然而含水量可能迅速發(fā)生變化，因此定期抽樣并不足夠。為了保護變壓器，需要采用在線監(jiān)測系統(tǒng)以確保進行及時并且具有成本效益的維護。
MICHELL油中水分變送器EAISDEW系列可以測量變壓器油中的含水量，給出油狀況的實時圖像，并且顯示變壓器是如何正常運行的。變送器顯示所有環(huán)境和運行條件下的水分，適用于任何絕緣油。測量數(shù)據(jù)可直接傳遞連接至變電站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中。
絕緣干燥中的露點測量
在建造新變壓器或者檢修已裝變壓器時，可以通過加熱和抽真空來干燥絕緣紙板，去除水分。經過干燥程序之后，用干燥氮氣吹掃油箱。測量露點是監(jiān)測干燥過程以及在氮氣吹掃之后確認zui終干燥度而廣泛使用的一種方法。歐伯特同時提供固定式和便攜式露點儀MDM300、CERMAX-IS，快速的響應時間可以快速可靠地驗證是否達到可接受的干燥程度。
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