文檔氫氣質(zhì)量測(cè)量和化學(xué)監(jiān)督課件

氫氣質(zhì)量的測(cè)量和化學(xué)監(jiān)督氫氣質(zhì)量的測(cè)量一、純度目前，在電廠純度的測(cè)量主要有兩種測(cè)量方式。一種為吸收法，即采用人工皮囊取樣，然后到實(shí)驗(yàn)室奧氏分析儀來分析氫氣的純度。一種為基于熱導(dǎo)原理的熱導(dǎo)法〔1〕奧氏氣體分析法采用人工皮囊取樣，然后到實(shí)驗(yàn)室奧氏分析儀來分析氫氣的純度。它的根本原理是用焦性沒食子酸來吸取H2中的O2，用KOH來吸收CO2，然后用100%減去兩者之和，這樣就得出了氫氣中的純度值兩個(gè)化學(xué)反響〔1〕CO2的分析CO2+2KOHK2CO3+H2O〔2〕O2的分析2C6H3(OH)3+1/2O2(KO)3C6H2-C6H6(OH)3+H2O奧氏氣體分析法存在的問題1、皮囊取樣時(shí)，皮囊中殘存著少量空氣難以排凈，盡管屢次置換仍無法除凈；2、每個(gè)人的操作力度不同，觀察吸收液的角度不同，這些因素都直接影響測(cè)試結(jié)果；3、整個(gè)發(fā)電機(jī)組置于空氣當(dāng)中。由于分子擴(kuò)散的原因及氫系統(tǒng)的泄漏，氫氣中會(huì)有其他氣體進(jìn)入，而吸收法是不能吸收其他氣體的，還有水分及油霧。所以，實(shí)際的氫氣純度要比檢測(cè)結(jié)果低一些，如果相關(guān)因素控制不好，測(cè)試結(jié)果偏差很大，最大可達(dá)3-5個(gè)百分點(diǎn)，這給發(fā)電機(jī)組的平安運(yùn)行造成了隱患，這種狀況一直是困擾電廠的一個(gè)突出問題.〔2〕熱導(dǎo)分析法所有氣體都有不同的導(dǎo)熱能力。為了比較各種氣體的能力，根據(jù)它們各自的保持熱的能力給出各自的導(dǎo)熱系數(shù)。通過運(yùn)用這些導(dǎo)熱系數(shù)和控制環(huán)境，確定氣樣中特定氣體的濃度---熱導(dǎo)法熱導(dǎo)氣體分析儀由兩局部組成：傳感裝置和控制裝置。傳感裝置有兩個(gè)氣體室，一個(gè)用于測(cè)量氣，另一個(gè)用于參比氣。整個(gè)傳感裝置由溫度控制保證常溫，在每一個(gè)氣室中都有一個(gè)溫度傳感器用以感應(yīng)各自氣體的溫度。傳感裝置的特性，每種氣體的熱導(dǎo)系數(shù)，每個(gè)氣室的溫度，就可以計(jì)算出被測(cè)氣體的濃度，并在控制單元上顯示，二、濕度濕度的表示方法有露點(diǎn)、飽和水蒸氣壓、體積分?jǐn)?shù)、重量分?jǐn)?shù)、相對(duì)濕度、絕對(duì)濕度等，目前統(tǒng)一采用露點(diǎn)來表示。濕度檢測(cè)的方法電解法阻容法露點(diǎn)法發(fā)電機(jī)氫氣濕度檢測(cè)1.氣體濕度的表示方法、表示單位、各單位之間的換算關(guān)系適用于氫氣濕度的檢測(cè)?！踩缏饵c(diǎn)、飽和蒸氣壓、相對(duì)濕度、絕對(duì)濕度，機(jī)內(nèi)壓力下的露點(diǎn)換算等〕2.氣體濕度的測(cè)量方法、測(cè)量原理、氣體濕度測(cè)量儀表等也可應(yīng)用于氫氣濕度的測(cè)量?！苍跍y(cè)量精度、測(cè)量范圍滿足氫氣濕度測(cè)量的要求的前提下?！?.氣體濕度測(cè)量的本卷須知(如測(cè)量管路的材質(zhì)、儀器送檢的周期等〕也適用于氫氣濕度測(cè)量。氫氣濕度的表示方法發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣濕度和供發(fā)電機(jī)充氫、補(bǔ)氫用的新鮮氫氣濕度,均規(guī)定以露點(diǎn)溫度表示,通常采用攝氏溫度,單位為〞攝氏度℃〞工作原理：阻容法該傳感器根本上是一個(gè)電容器，在高分子薄膜上的電極是很薄的金屬微孔蒸發(fā)膜，水分子可通過兩端的電極被高分子薄膜吸附或釋放。隨著水分子被吸附或釋放，高分子薄膜的介電系數(shù)將發(fā)生相應(yīng)的變化。因?yàn)榻殡娤禂?shù)隨空氣的相對(duì)濕度變化而變化，所以只要測(cè)定電容值就可測(cè)得相對(duì)濕度。

阻容式濕度傳感器體積小，響應(yīng)速度快，便于把濕度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，但穩(wěn)定性差，不耐SO2的腐蝕。阻容法大量研究結(jié)果說明，當(dāng)有水分子透過上極板進(jìn)入吸水電介質(zhì)〔即:高分子薄膜〕，傳感器的電介常數(shù)增大。所以很少的水分將引起較大的電容變化。ΔC=C∝ε∝RH，即電容的變化和水分子的多少成正比。這說明電容的變化和濕度的變化成正比。所以VAISALA的高分子薄膜濕度傳感器是線性的。

氫氣濕度的測(cè)定方法1.可定時(shí)測(cè)量或連續(xù)監(jiān)測(cè)。2.采樣點(diǎn)：測(cè)定發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣濕度的采樣點(diǎn)：在定時(shí)測(cè)量時(shí)應(yīng)選在通風(fēng)良好且盡量靠近發(fā)電機(jī)本體處；在采用連續(xù)監(jiān)測(cè)時(shí)應(yīng)選在發(fā)電機(jī)枯燥裝置的入口管段上。測(cè)定新鮮氫氣濕度的采樣點(diǎn)：宜設(shè)置在制氫站出口管段上。3.采樣管道所經(jīng)之處的環(huán)境溫度應(yīng)比被測(cè)氣體濕度的露點(diǎn)溫度高出3℃。對(duì)濕度計(jì)的要求1.用于發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣濕度測(cè)定：測(cè)量范圍：-50～20℃2.用于新鮮氫氣濕度的測(cè)定：測(cè)量范圍：-60～10℃3.測(cè)量不確定度：≤2℃4.響應(yīng)時(shí)間≤2min〔環(huán)境溫度20℃，露點(diǎn)溫度-20℃及以上時(shí)〕5.儀器校準(zhǔn)周期：一年氫氣質(zhì)量的化學(xué)監(jiān)督為使氫冷發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定、平安、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，必須對(duì)機(jī)殼內(nèi)的氫氣純度、濕度、溫度和壓力等參數(shù)進(jìn)行控制氫氣的純度一般要求發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣純度保持在96%以上，保持較高純度主要是提高發(fā)電效率氫氣的純度下降原因氫氣純度下降的危害1、氫氣純度下降后，有可能形成爆炸性氣體2、純度下降，混合氣體的密度會(huì)隨著氫氣純度的下降而增大，使發(fā)電機(jī)的通風(fēng)摩擦損耗也隨之上升。氫氣的濕度標(biāo)準(zhǔn)適用范圍本標(biāo)準(zhǔn)適用于運(yùn)行中及充氫停運(yùn)中的國產(chǎn)200MW及以上氫冷發(fā)電機(jī)。對(duì)進(jìn)口的氫冷發(fā)電機(jī)，應(yīng)按制造廠規(guī)定的氫氣濕度標(biāo)準(zhǔn)掌握；如制造廠無明確規(guī)定時(shí)，應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。200MW以下的氫冷發(fā)電機(jī)的氫氣濕度允許值，可參照本標(biāo)準(zhǔn)確定。機(jī)內(nèi)氫氣濕度的標(biāo)準(zhǔn)

〔注意：在運(yùn)行氫壓下〕發(fā)電機(jī)內(nèi)最低溫度與允許氫氣濕度高限：機(jī)內(nèi)最低溫度允許氫氣濕度高限〔運(yùn)行氫壓下〕5℃-5℃≥10℃0℃允許氫氣濕度的低限為：-25℃發(fā)電機(jī)內(nèi)最低溫度確實(shí)定1.穩(wěn)定運(yùn)行中的發(fā)電機(jī)：以冷氫溫度和內(nèi)冷水入口水溫中較低值，作為發(fā)電機(jī)內(nèi)的最低溫度值。2.停運(yùn)和開、停機(jī)過程中的發(fā)電機(jī)：以冷氫溫度、內(nèi)冷水入口水溫、定子線棒溫度、定子鐵芯溫度中的最低值，作為發(fā)電機(jī)內(nèi)的最低溫度值。供發(fā)電機(jī)充氫、補(bǔ)氫用的新鮮氫氣在常壓下的允許濕度充氫、補(bǔ)氫用的新鮮氫氣濕度：在常壓下：新建、擴(kuò)建廠：≤-50℃已建電廠：≤-25℃計(jì)算：將常壓下測(cè)量的露點(diǎn)值換算到機(jī)內(nèi)運(yùn)行氫壓下舉例：機(jī)內(nèi)最低溫度為10℃運(yùn)行氫壓為0.3Mpa,常壓下測(cè)得露點(diǎn)為-18.6℃，查飽和水蒸氣壓為118.038pa機(jī)內(nèi)壓力下的飽和水蒸氣壓為472.152pa機(jī)內(nèi)壓力下的露點(diǎn)為-3.1℃標(biāo)準(zhǔn)比較：0℃〔機(jī)內(nèi)最低溫度為10℃時(shí)〕結(jié)論：合格。氫氣濕度的來源及危害1、補(bǔ)氫系統(tǒng)帶入2、由密封瓦漏油帶入3、冷卻水系統(tǒng)帶入濕度過大易對(duì)護(hù)環(huán)應(yīng)力腐蝕、影響絕緣性能，純度下降，從而影響發(fā)電效率。氫氣的溫度機(jī)殼內(nèi)的氫氣溫度升高，會(huì)引起繞組絕緣材料老化，故一般認(rèn)為，溫度每升高10℃，絕緣材料的使用壽命就會(huì)縮短一半，而且這里所指的溫度不是平均溫度，而是指最熱點(diǎn)的溫度。因?yàn)橹灰^緣材料上某一處被破壞，就會(huì)發(fā)生故障。因此，當(dāng)氫氣溫度升高時(shí)，必須相應(yīng)減小定子電流，同時(shí)規(guī)定發(fā)電機(jī)的進(jìn)風(fēng)溫度不超過55℃。氫氣的壓力因