一、漏氢的危害。①不能保证氢压的额定值,从而影响发电机的出力。②消耗氢气过多,造成制氢频繁,成本高。③发电机系统可能着火、爆炸,造成损坏。
二、漏氢的途径和部位。两种途径:1、外漏。发电机本体存在漏点,造成氢气向大气泄漏。2、内漏。①密封油系统的平衡阀调节灵敏度不好,氢侧往空侧窜油,进入空侧油箱随排烟风机排入大气。②定子线圈冷却水管路有漏点,因机内氢压略高于定冷水水压,造成氢气进入定冷水系统。③氢气冷却器铜管有漏,造成氢气进入开式冷水系统。④漏入封闭母线。

常见的漏氢部位:①端罩与机座结合面漏氢。②端盖与端罩及上下半端盖结合面漏氢。③端盖与密封瓦座结合面。④定子引出线套管漏氢。⑤氢气冷却器上下法兰与机壳结合面处橡胶垫腐蚀或冷却管破裂引起漏氢,氢气冷却器的故障:
1、冷却器由于磨损或热应力偏差造成裂纹。主要是因为冷却水管材质和冷却水水质。冷却器出口冷氢和入口热氢温度一般在39℃、45℃,开式冷却水入口与出口温度2—7℃(冬天),因冷却水温过低导致严重结露现象。
2、冷却器制作工艺不良。冷却水管与两端管板的嵌装采用胀管法,在接口部位容易出现裂纹。在这一缺陷目前已经出现在氢气冷却器、励磁机空冷器及电泵空冷器。⑥氢气管路截止门不严引起漏氢。⑦漏入定子绕组内冷水系统。⑧密封瓦内部漏氢,密封瓦间隙调整不当。
三、如何查找漏氢。①机组停运之后找漏,一般在氢气置换空气后,做发电机的气密性试验。②运行中发电机找漏,借助微量氢测定仪,查找漏氢部位。如果在氢冷器冷却水排空侧测到氢,应确定属冷却器有漏;如定冷水顶部氮气流量计有走动,应确定定子冷却水管有漏③加装漏氢在线连续监测仪。在找到氢漏点后,如果在发电机端盖或一些结合面,可以用密封胶进行封堵;如果是氢冷器有漏,可以单个隔离,针对300MW发电机,一般有四组共八个冷却器,单独一个隔离对发电机出力影响不大,但造成氢冷器氢气出口温度偏差很大,有一定的危害。而且在带高负荷时,如恢复其运行,也会造成其它正常运行的冷却器出口氢温变化,运行人员调整起来非常麻烦。目前根据各电厂发电机主要漏氢部位是在氢冷器,一些有漏的冷却水管采取用堵头封死,这样一来有用的冷却管数减少,影响冷却效果,反复的隔离堵漏造成工作量大。针对发电机运行的年数,在机组停运检修时,应彻底更换新的冷却器。如果是确定是定子冷却水管有漏,只能停机处理。
四、氢气湿度过高对发电机的危害。①降低定子端部绕组的绝缘水平,造成绝缘表面沿面放电通道。②降低转子绝缘电阻,加速已经存在绝缘缺陷的转子绕组接地或匝间短路故障的发生。③加快转子护环氢致裂纹的萌生与扩展速率。
五、氢气湿度超标的主要水源和原因。主要水源:①定子绕组内冷水路、氢冷却器管路存在泄漏。②补氢带入的水分。③密封瓦窜油带入机内的水分。汽机汽封结构的缺陷----主油系统----主油箱----发电机密封油系统----氢系统----发电机机内。主要原因:①密封油中含水量过高。②密封油系统中的平衡阀灵敏度过低。
六、主要技术措施。①采用高灵敏度的平衡阀,结构布局由卧式改立式效果较好。②在密封油系统入口加装真空去湿装置。③提高氢气干燥器去湿效果。提高氢气干燥器效果的措施:1、加大氢气流量,降低干燥器出口湿度。2、干燥器不间断性的运行。3、机组停运而发电机保持氢压状态,仍应保持干燥器运行。这样做的目的:机内部件全部处于低温状态,密封油系统仍在运行,进水仍在积累,同时机内氢气循环停止。这些都可能在靠近密封瓦的机内局部空间内氢气湿度可能很快上升,极易达到露点。
针对300MW发电机氢气的干燥主要是利用冷凝式氢气干燥器,其原理:一台利用氟利昂压缩机完成的制冷装置,营造一个密封的低温冷凝空间,当发电机内的部分湿氢经过这一空间时,湿氢中的水分遇冷凝结成露水留在装置内,并定期排出,从而达到干燥氢气的目的。影响氢气干燥器的因素:制冷装置冷凝空间的温度。温度越低,效果越好。这一因素与制冷装置的功率、空间容积、湿氢的流量、温度有关。利用这种干燥器存在一定的缺点:
1、干燥器出口温度仅能达到-10℃~-20℃,其干燥程度受到限制。换热面将会不断结霜,使其热阻增加,干燥性能下降。除霜加热,会造成该台干燥器工作间断,机内氢气湿度回升。目前一般一台发电机配有两台氢气干燥器,应检查运行方式是否正确,保证两台干燥器交替运行。
2、外循环系统未改变,仍是发电机端的风扇压差驱动。在机组停运后,机内失去干燥处理的问题依然存在。因此在发电机停役后,应尽早置换成空气,防止氢气在机内结露。
3、回氢温度低(5℃-20℃),机内冷氢温度高达40℃,在两者混合之前,完全有可能使定子端部绕组或转子护环的局部长期连续遭受低温回氢的侵害,对其安全运行构成威胁。
针对发电机出现的这一现象,应考虑在氢气干燥设备选型上是否能选用新型的再生吸附式干燥系统。
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问题描述:
我所说的氢元素并不是一般的氢,而是相对分子质量为3和相对分子质量为4的氢元素!
顺便问问!这两种特殊的氢元素分别是什么名?
解析:
氕,氘,氚
重水与普通水看起来十分相像,是无臭无味的液体,它们的化学性质也一样,不过某些物理性质却不相同。普通水的密度为1克/厘米3,而重水的密度为1.056克/厘米3;普通水的沸点为100℃,重水的沸点为101.42℃;普通水的冰点为0℃,重水的冰点为 3.8℃。此外,普通水能够滋养生命,培育万物,而重水则不能使种子发芽。人和动物若是喝了重水,还会引起死亡。不过,重水的特殊价值体现在原子能技术应用中。制造威力巨大的核武器,就需要重水来作为原子核裂变反应中的减速剂,作中子的减速剂,也可作为制重氢的材料,普通水中含量约为0.02%(质量分数)。
重水和普通水一样,也是由氢和氧化合而成的液体化合物,不过,重水分子和普通水分子的氢原子有所不同。我们知道,氢有3种同位素。一种是氕,它只含有一个质子。它和一个氧原子化合可以生成普通的水分子。另一种是重氢 ——氘。它含有一个质子和一个中子。它和一个氧原子化合后可以生成重水分子。还有一种是超重氢——氚。它含有两个中子和一个质子。
重水可以通过多种方法生产。最初的方法是用电解法,因为重水无法电解,这样可以从普通水中把它分离出来。还有一种简单方法是利用重水沸点高于普通水通过反复蒸馏得到。后来又发展了一些其他较佳的方法。
然而只有两种方法已证明具有商业意义:水——硫化氢交换法(GS法)和氨——氢交换法。
GS法是基于在一系列塔内(通过顶部冷和底部热的方式操作)水和硫化氢之间氢与氘交换的一种方法。在此过程中,水向塔底流动,而硫化氢气体从塔底向塔顶循环。使用一系列多孔塔板促进硫化氢气体和水之间的混合。在低温下氘向水中迁移,而在高温下氘向硫化氢中迁移。氘被浓缩了的硫化氢气体或水从第一级塔的热段和冷段的接合处排出,并且在下一级塔中重复这一过程。最后一级的产品(氘浓缩至高达30%的水)送入一个蒸镏单元以制备反应堆级的重水(即99.75%的氧化氘)。

氨——氢交换法可以在催化剂存在下通过同液态氨的接触从合成气中提取氘。合成气被送进交换塔,而后送至氨转换器。在交换塔内气体从塔底向塔顶流动,而液氨从塔顶向塔底流动。氘从合成气的氢中洗涤下来并在液氨中浓集。液氨然后流入塔底部的氨裂化器,而气体流入塔顶部的氨转换器。在以后的各级中得到进一步浓缩,最后通过蒸馏生产出反应堆级重水。合成气进料可由氨厂提供,而这个氨厂也可以结合氨——氢交换法重水厂一起建造。氨——氢交换法也可以用普通水作为氘的供料源。
利用GS法或氨——氢交换法生产重水的工厂所用的许多关键设备项目是与化学工业和石油工业的若干生产工序所用设备相同的。对于利用GS法的小厂来说尤其如此。然而,这种设备项目很少有“现货”供应。GS法和氨——氢交换法要求在高压下处理大量易燃、有腐蚀性和有毒的流体。因此,在制定使用这些方法的工厂和设备所用的设计和运行标准时,要求认真注意材料的选择和材料的规格,以保证在长期服务中有高度的安全性和可靠性。规模的选择主要取决于经济性和需要。因而,大多数设备项目将按照用户的要求制造。
最后,应该指出,对GS法和氨——氢交换法而言,那些单独地看并非专门设计或制造用于重水生产的设备项目可以组装成专门设计或制造用于生产重水的系统。氨——氢交换法所用的催化剂生产系统和在上述两方法中将重水最终加浓至反应堆级所用的水蒸馏系统就是此类系统的实例。
专门设计或制造用于利用GS法或氨——氢交换法生产重水的设备项目包括如下:
6.1. 水——硫化氢交换塔
专门设计或制造用于利用GS法生产重水的、用优质碳钢(例如ASTM A516)制造的交换塔。该塔直径6米(20英尺)至9米(30英尺),能够在大于或等于2兆帕(300磅/平方英寸)压力下和6毫米或更大的腐蚀允量下运行。
6.2. 鼓风机和压缩机
专门为利用GS法生产重水而设计或制造的用于循环硫化氢气体(即含H2S 70%以上的气体)的单级、低压头(即0.2兆帕或30磅/平方英寸)离心式鼓风机或压缩机。这些鼓风机或压缩机的气体通过能力大于或等于56米3/秒(120 000 标准立方英尺/分),能在大于或等于1.8兆帕(260磅/平方英寸)的吸入压力下运行,并有对湿H2S介质的密封设计。
6.3.氨——氢交换塔
专门设计或制造用于利用氨——氢交换法生产重水的氨——氢交换塔。该塔高度大于或等于35米(114.3英尺),直径1.5米(4.9英尺)至2.5米(8.2英尺),能够在大于15兆帕(2225磅/平方英寸)压力下运行。这些塔至少都有一个用法兰联结的轴向孔,其直径与交换塔筒体部分直径相等,通过此孔可装入或拆除塔内构件。
6.4. 塔内构件和多级泵
专门为利用氨——氢交换法生产重水而设计或制造的塔内构件和多级泵。塔内构件包括专门设计的促进气/液充分接触的多级接触装置。多级泵包括专门设计的用来将一个接触级内的液氨向其他级塔循环的水下泵。
6.5. 氨裂化器
专门设计或制造的用于利用氨——氢交换法生产重水的氨裂化器。该装置能在大于或等于3兆帕(450磅/平方英寸)的压力下运行。
6.6. 红外吸收分析器

能在氘浓度等于或高于90%的情况下“在线”分析氢/氘比的红外吸收分析器。
6.7. 催化燃烧器
专门设计或制造的用于利用氨——氢交换法生产重水时将浓缩氘气转化成重水的催化燃烧器。


