露点仪在电厂的应用
时间：2012-02-20 阅读：3278
露点仪在电厂的应用
沙角发电C厂(简称C厂)安装有3台660 MW进口发电机组，发电机由GEC-ALSTHOM公司制造，型号为T271-606，采用水-氢-氢冷却方式，即定子绕组由去离子水内冷，定子铁芯和转子由压力为4.0bar的氢气冷却，与之配套的是2套由美国An Allegheny edyne公司生产的HM-CID2型制氢设备。由电解组件电离产生的氧气经过氧分离器后进入氧冷凝器，除去水分后直接排空，产生的氢气进入氢冷凝器后再经干燥器进一步干燥，然后进入3个氢气储气罐，供给发电机组。干燥器是分子筛小球吸附型， 可通过加热脱水再生。碱液热交换器及氢、氧冷凝器使用的冷却水为补水泵提供的除盐水。
1 制氢系统运行状况
本套制氢设备于1999年建成投运。两年多来，因其自动化程度高，稳定性好，故障率低，运行可靠性较高，但存在氢气露点超标问题。按照电力工业部标准，机压下的发电机氢气露点不大于0℃，但C厂发电机氢气露点好多时间都在0℃以上。发电机氢气露点一年的变化呈抛物线形，1～3月及11～12月氢气露点合格，而4～10月，氢气露点超标，不合格的时间数超过半年。
2 露点超标原因分析
2.1 润滑油系统的影响
因氢冷发电机在正压下运行，为避免氢气泄漏，配有相应的密封油系统。有些电厂的密封油系统与润滑油系统是相互独立的， 润滑油系统只对密封油系统提供补油。在C厂，这两个系统是连为一体的，润滑油经润滑油冷油器冷却后，进入密封油主油箱，再经密封油泵送至密封瓦，回油在除去氢气和油烟后再回到润滑油主油箱。密封油系统不单设冷油器，而是利用润滑油冷油器对密封油进行冷却。轴封蒸汽与润滑油的接触会导致润滑油含水量增加，而密封油又是与氢气直接接触的。由于密封油是使用经冷却后的润滑油，因而由轴封蒸汽进入润滑油中的水分会使发电机氢气的湿度不断增大，这就是引起发电机氢气露点超标的根源。
2.2 来氢露点超标
不难发现发电机氢气露点一年的变化规律与当地的气温变化相吻合，即随着气温的升高氢气露点亦随之升高。当然，因发电机氢气露点的变化受到运行状况，如氢气排补情况的影响，而不能正确反映来氢的情况。通过对制氢站储氢露点数据的统计分析，发现其变化规律与发电机氢气露点的变化规律十分相似。可以认为：随着气温的升高，来氢露点超标，从而导致发电机氢气露点超标。环境温度对制氢过程的影响具体反映在冷却水温上。冬天气温低，冷却水温度低，冷却效果好，氢冷凝器出口氢气的露点低，经干燥器进一步干燥后进入储气罐的氢气就能保证较低的露点。一旦气温升高，冷却水温度随之升高，冷凝效果变差。一旦冷凝器出口氢气湿度高，则氢气干燥器出口的氢气露点也将提高，进入储气罐的氢气露点就难以保证。按厂家的要求，电解过程中冷却水zui高允许温度为40℃，zui大允许压力0.7 MPa，zui大流量40 L/min，而冷凝器的冷却水zui高允许温度为10℃，zui大允许压力0.7 MPa，zui大流量40 L/min。目前的运行状态是，2种冷却水其实来自同一水源，其压力和流量都能达到厂家要求，电解过程冷却水的温度也能得到保证，冷凝器冷却水的温度几乎都在10℃以上，无法达到要求，特别是夏季时，冷却水的温度较高，从而导致来氢露点超标。
2.3 未安装氢气干燥器
密封油系统的结构特点决定了发电机氢气中的含水量是一个累积的过程，如果不能及时去除氢气中的水分，那么氢气露点超标是不可避免的。氢气干燥器可以通过对流经干燥器的小流量氢气进行干燥而起到对发电机氢气不断净化的作用。而C厂3台机组的发电机氢气系统均未安装氢气干燥器。这是发电机氢气露点超标的主要原因。
1 制氢系统运行状况
本套制氢设备于1999年建成投运。两年多来，因其自动化程度高，稳定性好，故障率低，运行可靠性较高，但存在氢气露点超标问题。按照电力工业部标准，机压下的发电机氢气露点不大于0℃，但C厂发电机氢气露点好多时间都在0℃以上。发电机氢气露点一年的变化呈抛物线形，1～3月及11～12月氢气露点合格，而4～10月，氢气露点超标，不合格的时间数超过半年。
2 露点超标原因分析
2.1 润滑油系统的影响
因氢冷发电机在正压下运行，为避免氢气泄漏，配有相应的密封油系统。有些电厂的密封油系统与润滑油系统是相互独立的， 润滑油系统只对密封油系统提供补油。在C厂，这两个系统是连为一体的，润滑油经润滑油冷油器冷却后，进入密封油主油箱，再经密封油泵送至密封瓦，回油在除去氢气和油烟后再回到润滑油主油箱。密封油系统不单设冷油器，而是利用润滑油冷油器对密封油进行冷却。轴封蒸汽与润滑油的接触会导致润滑油含水量增加，而密封油又是与氢气直接接触的。由于密封油是使用经冷却后的润滑油，因而由轴封蒸汽进入润滑油中的水分会使发电机氢气的湿度不断增大，这就是引起发电机氢气露点超标的根源。
2.2 来氢露点超标
不难发现发电机氢气露点一年的变化规律与当地的气温变化相吻合，即随着气温的升高氢气露点亦随之升高。当然，因发电机氢气露点的变化受到运行状况，如氢气排补情况的影响，而不能正确反映来氢的情况。通过对制氢站储氢露点数据的统计分析，发现其变化规律与发电机氢气露点的变化规律十分相似。可以认为：随着气温的升高，来氢露点超标，从而导致发电机氢气露点超标。环境温度对制氢过程的影响具体反映在冷却水温上。冬天气温低，冷却水温度低，冷却效果好，氢冷凝器出口氢气的露点低，经干燥器进一步干燥后进入储气罐的氢气就能保证较低的露点。一旦气温升高，冷却水温度随之升高，冷凝效果变差。一旦冷凝器出口氢气湿度高，则氢气干燥器出口的氢气露点也将提高，进入储气罐的氢气露点就难以保证。按厂家的要求，电解过程中冷却水zui高允许温度为40℃，zui大允许压力0.7 MPa，zui大流量40 L/min，而冷凝器的冷却水zui高允许温度为10℃，zui大允许压力0.7 MPa，zui大流量40 L/min。目前的运行状态是，2种冷却水其实来自同一水源，其压力和流量都能达到厂家要求，电解过程冷却水的温度也能得到保证，冷凝器冷却水的温度几乎都在10℃以上，无法达到要求，特别是夏季时，冷却水的温度较高，从而导致来氢露点超标。
2.3 未安装氢气干燥器
密封油系统的结构特点决定了发电机氢气中的含水量是一个累积的过程，如果不能及时去除氢气中的水分，那么氢气露点超标是不可避免的。氢气干燥器可以通过对流经干燥器的小流量氢气进行干燥而起到对发电机氢气不断净化的作用。而C厂3台机组的发电机氢气系统均未安装氢气干燥器。这是发电机氢气露点超标的主要原因。
氢冷发电机
监测氢冷发电机的湿度和温度以获得zui大收益。由于其高导热性和低粘度，干燥的氢气可被用来冷却发电机。氢气中含水量的增加将导致冷却效率降低、绝缘能力下降、发电机部件受到腐蚀，zui终导致发电机*发生故障。 对于监测干燥机性能而言，MICHELL TRANSMET IS露点变送器是理想的选择。可以将该传感器直接安装在压力管道上，提供测量以显示是否将干氢送入发电机中。
燃气轮机进气
监测湿度以优化燃气轮机性能。对于良好的涡轮机(燃气轮)控制而言，进气湿度测量是至关重要的。 当空气变冷的时候，燃气轮机性能更佳。这是因为温度降低，空气密度增加，从而导致更多气体流过燃气轮机，增加发电量。温度每升高1℃，意味着可能损失0.5%的电力，然而应当避免太冷或者太潮湿的进气。原因在于这会导致水冷凝甚至结冰，从而损坏涡轮叶片。公共设施运营商在拥有可靠的湿度监控之后，就可以冷却并压缩进气，zui大限度地提高产电量，而不会出现水汽凝结的危险。
MICHELL 30多年的湿度领域测量经验与阻抗技术EAISDEW系列结合。 对于电力行业中的运营商而言，这就意味着他们将拥有可靠、稳定以及的测量数据。 EAISDEW系列为您提供多种选择： 数字图形化显示、多语言菜单、警报单元、趋势分析、监测1年的历史记录、无线局域网/局域网等。
测量压缩空气
如果露点测量的同时也有压力测量，就可以带来更多优势。当露点测量数据与实时的压力数值结合在一起，就可以在线实时输出常压露点和ppm体积比，不会带来因压力不同而造成的露点数值的歧义。例如对于医用气体，就可以快速方便地完成标准所规定的测量要求。欧伯特是*个专为这种需求提供特殊设计产品的公司。欧伯特公司露点和压力变送器HZ950正是满足压缩空气市场的这种要求。
六氟化硫SF6气体绝缘设备
露点和压力在线测量实时监测SF6气体质量。电力行业采用六氟化硫(SF6)气体来绝缘电力传输和分配中的开关、断路器以及其它设备。为确保其可靠性，应当zui大限度地减少SF6中的水蒸气含量。过多的水分会增加不必要的二次分解物，这些分解物可能导致电弧和设备故障。
采用欧伯特公司的湿度密度多参数变送器EAISDEW就可以很方便的在线监测SF6，创新性的EAISDEW不但可以测量露点，同时还测量压力和温度，进而计算出包括SF6密度在内的其它四个参量，对评估SF6绝缘状态提供了很好的依据。利用标准化的压力计算检测出是否存在突发的和微小的泄露，而在线露点测量为操作人员随时警示水分状态，内部的水分会降低SF6绝缘性能并导致其快速恶化。采用在线状态监测方式可以减少现场巡检的次数和工作量，帮助确认没有SF6排放到大气中。
输电
在线监测变压器的油中水分。水分会降低变压器油的绝缘性能，加速变压器老化。变压器中发的油中含水量会定期做抽查，然而含水量可能迅速发生变化，因此定期抽样并不足够。为了保护变压器，需要采用在线监测系统以确保进行及时并且具有成本效益的维护。
MICHELL油中水分变送器EAISDEW系列可以测量变压器油中的含水量，给出油状况的实时图像，并且显示变压器是如何正常运行的。变送器显示所有环境和运行条件下的水分，适用于任何绝缘油。测量数据可直接传递连接至变电站数据采集系统中。
绝缘干燥中的露点测量
在建造新变压器或者检修已装变压器时，可以通过加热和抽真空来干燥绝缘纸板，去除水分。经过干燥程序之后，用干燥氮气吹扫油箱。测量露点是监测干燥过程以及在氮气吹扫之后确认zui终干燥度而广泛使用的一种方法。欧伯特同时提供固定式和便携式露点仪MDM300、CERMAX-IS，快速的响应时间可以快速可靠地验证是否达到可接受的干燥程度。