Влажность водорода в генераторе

Контроль влажности водорода в системах охлаждения
электрических генераторов.

Стационарные электрические генераторы большой мощности требуют
эффективной системы охлаждения.
В качестве охлаждающей среды в таких системах используют сухой
газообразный водород, обладающий высокой теплопроводностью
и низкой вязкостью.
Попадание влаги из окружающей среды приводит к уменьшению
теплоемкости и увеличению вязкости водорода, что снижает эффективность
работы системы охлаждения.
Увеличение влажности водорода выше допустимого уровня может привести
к перегреву генератора и, таким образом, к возникновению потенциально
опасной ситуации.

Кроме того, значительное содержание влаги в системе охлаждения может
явиться причиной коррозии и/или электрического пробоя генератора и
возможного его выхода из строя.
Обычно водород непрерывно циркулирует через систему охлаждения
генератора и осушитель в замкнутом цикле.
Типичные значения технологических параметров: диапазон температур
точки росы: от +5 до +20*С, рабочее давление от 105 до 618 кПа,
рабочая температура, приблизительно, от +30 до +60*С.

Измерение содержания влаги в водороде, как правило, осуществляется
на выходе его из осушителя, что обеспечивает контроль влажности водорода,
поступающего в систему охлаждения генератора.

В некоторых случаях, производится также контроль влаги в водороде
до осушителя, что позволяет оценить эффективность его работы.
Для решения этой задачи может быть использован любой влагомер
модели MIS1, MIS2, MMS35, MTS4 или MTS5 фирмы PANAMETRICS
с соответствующим датчиком влажности.

Это современные многофункциональные микропроцессорные приборы,
обеспечивающие измерение содержания влаги в газах и жидкостях в
диапазоне точки росы от – 110 до +60*С с абсолютной погрешностью +-2*С
в пределах от +60 до -65*С и погрешностью +-3*С в пределах
от -66 до -110*С.
Приборы комплектуются различными типами датчиками и системами
калибровки MG 100 и MG101.

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Влажность — водород

Влажность водорода , оцениваемая температурой точки росы водорода, должна контролироваться не реже 1 раза в неделю. При неисправности штатных осушителей, а также в случаях, когда влажность превышает допустимую, — не реже 1 раза в сутки. [1]

Влажность водорода в корпусе генератора не должна превышать 85 % при рабочем давлении водорода. [3]

Влажность водорода в корпусе генератора не должна превышать 85 % при рабочем давлении водорода. Повышение влажности водорода в генераторе при отсутствии течи воды в газоохладителях и применении для подпитки хорошо осушенного водорода может произойти только за счет попадания влаги вместе с воздухом из масла, сливающегося из уплотнений в сторону водорода. [4]

Влажность водорода не должна превышать 85 % при рабочем давлении и любой t холодного газа. [5]

Повышение влажности водорода в генераторе при отсутствии течи воды в газоохладителях и применении для подпитки хорошо осушенного водорода может произойти только за счет попадания влаги вместе с воздухом из масла, сливающегося из уплотнений в сторону водорода. Чем меньше слив масла из уплотнений в сторону водорода, чем меньше обводнено масло, тем медленнее будет увлажнение водорода в генераторе. [6]

Повышение влажности водорода снижает срок службы изоляции, ограничивает снижение температуры холодного водорода в зимнее время из-за опасения отпотевания газоохладителей. [7]

Повышение влажности водорода снижает надежность и срок службы изоляции, ограничивает снижение температуры холодного водорода в зимнее время из-за возможности отпотевания газоохладителей. Снижение влажности водорода в генераторах чаще всего производят продувкой чистым водородом. [8]

Повышение влажности водорода снижает надежность и срок службы изоляции, вредно сказывается на механической прочности бандажей ротора, ограничивает снижение температуры холодного водорода в зимнее время из-за возможности конденсации влаги на стенках газоохладителей. [9]

Для снижения влажности водорода в генераторе предусмотрен осушитель, заполненный силикагелем. Однако осушитель, как правило, не используется, так как во время работы генератора замена силикагеля в нем затруднена. На некоторых электростанциях осушители даже демонтированы. Поэтому снижение влажности водорода в генераторах чаще всего производят продувкой чистым водородом. [10]

Для снижения влажности водорода в генераторе предусмотрен осушитель, заполненный силикагелем. Одна -, ко осушитель, как правило, не используется, так как во время работы генератора замена силикагеля в нем затруднена. На некоторых электростанциях осушители даже демонтированы. Поэтому снижение влажности водорода в генераторах чаще всего производят продувкой чистым водородом. [11]

Поэтому рекомендуется поддерживать влажность водорода в корпусе машины не более 12 — 13 г / м3 при рабочих значениях давления и температуры холодного газа, что соответствует примерно 30 — 40 % относительной влажности. Повышение влажности водорода в корпусе турбогенераторов вызывается, в первую очередь, попаданием паров воды через уплотнения вала из увлажненного турбинного масла при больших расходах масла в сторону водорода. Как у турбогенераторов, так и у синхронных компенсаторов повышение влажности водорода может происходить также при возникновении течей в газоохладителях, в узлах водоподвода обмоток турбогенераторов, а также при заполнении корпусов водородом повышенной влажности. [13]

Установлено, что изменение влажности водорода ( точка росы от — 34 до — 42 С) при давлениях и повышенных температурах не оказывает значительного влияния на скорость обезуглероживания стали, поэтому применяли технический водород без специальной осушки. [15]

Источник

Эксплуатация генераторов. Системы возбуждения генераторов и синхронных компенсаторов , страница 8

Во время пуска следят за работой регулятора давления масла, температурой вкладышей. Осмотр генератора производится один раз в смену начальником смены и один раз в сутки мастером по генераторам. Контакные кольца и щеточная система осматриваются монтером в установленные сроки.

5.3.2. перевод генератора с воздуха на водород и с водорода на воздух

Перевод производится с применением инертного газа. Вытеснение водорода или воздуха производится углекислым газом.

Воздух – углекислота. Первый анализ газовой смеси из водородного коллектора производят после выпуска в генератора 1,3 объема статора при неподвижном роторе и 1,8 – при вращающемся. Вытеснение воздуха углекислотой считается законченным при содержании углекислоты не менее 85% (Тогда взрывоопасной смеси не будет при любом содержании водорода).

Углекислота – водород. При вытеснении углекислоты водородом водородный коллектор соединяется с водородной установкой, а углекислотный с атмосферной трубой. Открытием вентилей подается водород и вытесняется смесь. Когда в корпус будет введено не менее одного объема статора, начинается контроль содержания газовой смеси при неподвижном роторе. Вытеснение углекислоты считается законченным, если чистота водорода, отобранного из углекислотного коллектора достигает 95 – 98 % (процент зависит от рабочего давления водорода в генераторе и системы охлаждения: 95% – 0,05 кгс/см 2 , 96% – 0,5; 97% для генераторов с непосредственным охлаждением).

Водород – углекислота. Вытеснение водорода углекислотой мало отличается от вытеснения воздуха углекислотой. Давление водорода в корпусе генератора снижается до 0,02 или 0,2 кгс/см 2 в зависимости от типа генератора. Затем вводится углекислота и одновременно выпускается водород. Вытеснение водорода считается законченным, если содержание углекислоты в газовой смеси не менее 85% при вращающемся роторе и 95% при неподвижном. Первый анализ производят при вводе углекислоты в количестве 1,1 – 1,2 объемов статора при неподвижном роторе и два объема при вращающемся.

Углекислота – воздух. Вытеснение углекислоты воздухом производится так же, как и водородом при установленной перемычке между водородным коллектором и линией сжатого воздуха. Вытеснение углекислоты воздухом считается законченным, когда анализ пробы газа из углекислотного коллектора покажет полное отсутствие углекислоты.

5.3.3. допустимые отклонения давления, чистоты и влажности водорода и давления масла

Отклонение давления водорода не должно превышать 0,1 ДаН/см 2 при давлении водорода в генераторе 0,5 Дан/см 2 и 0,01 для генераторов с давлением 0,05. При большем снижении давления водорода наступает перегрев обмоток и повышается угроза проникновения воздуха в генераторах с низким давлением, а при повышенном снижается надежность работы водородного охлаждения.

Чистота водорода должна быть не ниже:

– в корпусе генератора с непосредственным водородным охлаждением и синхронных компенсаторов всех типов – 98%;

– в корпусе генератора с косвенным водородным охлаждением при давлении 0,05 Дан/см 2 и выше – 95%;

Понижение чистоты на 1% приводит к увеличению вентиляционных потерь на 10%. При снижении чистоты ниже нормы генератор продувается путем впрыска чистого водорода. Если чистота понижается быстро, применяется непрерывная продувка из бачка продувки.

Содержание кислорода в корпусе генератора не должно превышать 1,2% и в бачке продувки – 2%. При увеличении показателей производится продувка чистым водородом.

Влажность водорода не должна превышать 85% при рабочем давлении. Влага попадает в корпус из масла, сливающегося в сторону водорода из уплотнений. Влажность водорода снижает срок службы изоляции и увеличивает вентиляционные потери.

Давление масла на уплотнения должно быть выше давления водорода не менее чем на 0,3 – 0,8 ДаН/см 2 . Конкретная величина для данного типа генератора в инструкции. Снижение давления приводит к прорыву водорода в маслосистему и образованию взрывоопасной смеси.

АлтГТУ 419
АлтГУ 113
АмПГУ 296
АГТУ 267
БИТТУ 794
БГТУ «Военмех» 1191
БГМУ 172
БГТУ 603
БГУ 155
БГУИР 391
БелГУТ 4908
БГЭУ 963
БНТУ 1070
БТЭУ ПК 689
БрГУ 179
ВНТУ 120
ВГУЭС 426
ВлГУ 645
ВМедА 611
ВолгГТУ 235
ВНУ им. Даля 166
ВЗФЭИ 245
ВятГСХА 101
ВятГГУ 139
ВятГУ 559
ГГДСК 171
ГомГМК 501
ГГМУ 1966
ГГТУ им. Сухого 4467
ГГУ им. Скорины 1590
ГМА им. Макарова 299
ДГПУ 159
ДальГАУ 279
ДВГГУ 134
ДВГМУ 408
ДВГТУ 936
ДВГУПС 305
ДВФУ 949
ДонГТУ 498
ДИТМ МНТУ 109
ИвГМА 488
ИГХТУ 131
ИжГТУ 145
КемГППК 171
КемГУ 508
КГМТУ 270
КировАТ 147
КГКСЭП 407
КГТА им. Дегтярева 174
КнАГТУ 2910
КрасГАУ 345
КрасГМУ 629
КГПУ им. Астафьева 133
КГТУ (СФУ) 567
КГТЭИ (СФУ) 112
КПК №2 177
КубГТУ 138
КубГУ 109
КузГПА 182
КузГТУ 789
МГТУ им. Носова 369
МГЭУ им. Сахарова 232
МГЭК 249
МГПУ 165
МАИ 144
МАДИ 151
МГИУ 1179
МГОУ 121
МГСУ 331
МГУ 273
МГУКИ 101
МГУПИ 225
МГУПС (МИИТ) 637
МГУТУ 122
МТУСИ 179
ХАИ 656
ТПУ 455
НИУ МЭИ 640
НМСУ «Горный» 1701
ХПИ 1534
НТУУ «КПИ» 213
НУК им. Макарова 543
НВ 1001
НГАВТ 362
НГАУ 411
НГАСУ 817
НГМУ 665
НГПУ 214
НГТУ 4610
НГУ 1993
НГУЭУ 499
НИИ 201
ОмГТУ 302
ОмГУПС 230
СПбПК №4 115
ПГУПС 2489
ПГПУ им. Короленко 296
ПНТУ им. Кондратюка 120
РАНХиГС 190
РОАТ МИИТ 608
РТА 245
РГГМУ 117
РГПУ им. Герцена 123
РГППУ 142
РГСУ 162
«МАТИ» — РГТУ 121
РГУНиГ 260
РЭУ им. Плеханова 123
РГАТУ им. Соловьёва 219
РязГМУ 125
РГРТУ 666
СамГТУ 131
СПбГАСУ 315
ИНЖЭКОН 328
СПбГИПСР 136
СПбГЛТУ им. Кирова 227
СПбГМТУ 143
СПбГПМУ 146
СПбГПУ 1599
СПбГТИ (ТУ) 293
СПбГТУРП 236
СПбГУ 578
ГУАП 524
СПбГУНиПТ 291
СПбГУПТД 438
СПбГУСЭ 226
СПбГУТ 194
СПГУТД 151
СПбГУЭФ 145
СПбГЭТУ «ЛЭТИ» 379
ПИМаш 247
НИУ ИТМО 531
СГТУ им. Гагарина 114
СахГУ 278
СЗТУ 484
СибАГС 249
СибГАУ 462
СибГИУ 1654
СибГТУ 946
СГУПС 1473
СибГУТИ 2083
СибУПК 377
СФУ 2424
СНАУ 567
СумГУ 768
ТРТУ 149
ТОГУ 551
ТГЭУ 325
ТГУ (Томск) 276
ТГПУ 181
ТулГУ 553
УкрГАЖТ 234
УлГТУ 536
УИПКПРО 123
УрГПУ 195
УГТУ-УПИ 758
УГНТУ 570
УГТУ 134
ХГАЭП 138
ХГАФК 110
ХНАГХ 407
ХНУВД 512
ХНУ им. Каразина 305
ХНУРЭ 325
ХНЭУ 495
ЦПУ 157
ЧитГУ 220
ЮУрГУ 309

Полный список ВУЗов

Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).

Источник

Контроль влажности водорода при охлаждении электрогенераторов

02.04.2018 Ирина Смирнова

Время для прочтения ≈ 7 мин.

При функционировании генератора нагревается корпус и конструктивные элементы агрегата, вследствие этого преждевременно изнашивается электроизоляция. Электроизоляционные материалы различаются по классу нагревостойкости. Так, для класса нагревостойкости электроизоляции «В» максимальная температура: статорной обмотки – не более 105 °С, ротора — менее 130 °С. Для предупреждения чрезмерного перегрева производят охлаждение генераторов.

Способы охлаждения электрогенераторов

Для охлаждения генераторов используют: воздух, водород, жидкости (подготовленная вода и масло).

В зависимости от мощности и конструкции электрогенератора применяют несколько способов его охлаждения:

Косвенное охлаждение (проточное и замкнутое). Охлаждающее вещество при помощи входящих в хладосистему вентиляторов прогоняется через немагнитные и вентиляционные отверстия агрегата. Тепло проходит через электроизоляцию, а охладитель не контактирует с токоведущими частями.
Проточную систему воздухоохлаждения используют только для турбогенераторов устаревших моделей мощностью не более 2 МВА и гидрогенераторов мощностью менее 4 МВА. Воздух в установку поступает из машинного отделения, по этой причине очень быстро загрязняется электроизоляция роторных и статорных обмоток, далее нагретый воздух подаётся обратно в рабочее помещение.
При замкнутой системе воздухоохлаждения одинаковый объем воздуха перемещается по замкнутой траектории, и охлаждается в воздухоохладителе, внутри которого циркулирует дистиллированная вода. Отводимое тепло поступает в отделение с горячим воздухом, и после охлаждения посредством вентиляторов опять подаётся в агрегат. Турбогенераторы с замкнутой охлаждающей системой производятся мощностью не более 12 МВт.
Непосредственное охлаждение (водородное, жидкостное, комбинированное), когда охлаждающий состав контактирует с проводниками обмоток.

Водородное охлаждение электрогенераторов

На сегодняшний день водородное охлаждение является наиболее востребованным методом газоохлаждения электрогенераторов. Теплопроводность водорода примерно в семь раз выше теплопроводности воздуха, а коэффициент теплоотдачи от поверхности к водороду при параллельном потоке больше чем у воздуха в полтора раза. Плотность Н2 составляет лишь 0,07 плотности воздуха, также водород не вызывает окисления деталей электрогенератора.

Плюсы использование Н2 в качестве газоохладителя:

сокращаются вентиляционные потери в генераторе и потери на трение ротора об охладитель;
исключается угроза возникновения пожара;
улучшается теплоотвод от генератора (по сравнению с воздухоохлаждением), при этом увеличивается мощность установки при неизменных электромагнитных нагрузках;
электрогенератор функционирует практически бесшумно, так как плотность Н2 невелика.

В тоже время существуют и отрицательные аспекты применения водородного газоохлаждения, а именно: повышенная взрывоопасность водородно-воздушной смеси. Заполнение корпуса генератора водородом или воздухом выполняют только путём полного вытеснения воздуха и водорода 3-им промежуточным газом – чаще всего, углекислотой. Категорически запрещается долговременное функционирование генератора на двуокиси углерода, который вступая в соединение с влагой (присутствует всегда в корпусе установки), оседает на составных частях оборудования, и загрязняет конструктивные элементы, нарушая теплоотвод от генератора. Ввиду этого оксид углерода используют только для вытеснения воздуха и водорода из корпуса, когда запускают и отключают электрогенератор.

Измерители микровлажности ИВГ-1 – для измерения микровлажности Н2 в системах газоохлаждения электрогенераторов

Для предотвращения образования конденсата на стенках газоохладителей температура точки росы Н2 в корпусе электрогенератора при рабочем давлении должна быть ниже, чем температура жидкости на входе в газоохладитель, но не выше 15 °С. Последнее требование фактически определяет влагосодержание газа не более 12,8 г/м3.

Увеличение влажности Н2 приводит к негативным последствиям в функционировании электрогенераторов:

нарушается механическая прочность роторных бандажей;
становится невозможным производить понижение температуры холодного водорода в осенне-зимний период из-за угрозы появления влаги на стенках газоохладителя;
повышение влагосодержания в газе на 1 г/м3 увеличивает плотность газовой смеси, что влечет за собой возрастание вентиляционных потерь в электрогенераторе на 0,8-1%.

Обычно анализ содержания влаги в водороде осуществляют на выходе из осушителя, тем самым обеспечивая контроль микровлажности поступающего газа в систему газоохлаждения электрогенератора. При необходимости, также осуществляется диагностика влажности водорода до его поступления в осушитель, что позволяет проанализировать эффективность работы системы осушки.

Для выполнения вышеперечисленных задач ОАО «Практик-НЦ» разрабатывает и выпускает стационарные измерители микровлажности ИВГ-1, обеспечивающие измерения температуры и содержания влаги в неагрессивных газовых средах в диапазоне точки росы от -80 до 0 °С.

Источник