什么是氫氣露點溫度？過高、過低有什么影響

氫氣的露點露點就是氫氣處于飽和狀態(tài)下，當(dāng)氣溫下降，出現(xiàn)氫氣液珠的溫度值。氫氣中水蒸氣含量愈少，露點愈低。當(dāng)氫氣中含水時相對濕度100%時，水就會結(jié)露。氫氣露點溫度：壓力為P、溫度為T、混合比為r的濕氣中，在此給定的壓力下，濕氣被水飽和時的溫度，單位是：℃氫氣濕度標(biāo)準(zhǔn)露點和壓力溫度有關(guān)，如0.3MPA的氫氣露點大約15℃。1、發(fā)電機內(nèi)運行氫壓下的允許濕度低限為露點溫度Td=－25℃，根據(jù)發(fā)電機內(nèi)的最低溫度規(guī)定了允許濕度高限，即當(dāng)發(fā)電機溫度最低為5℃時，濕度高限為露點溫度Td=－5℃；當(dāng)發(fā)電機溫度最低≥10℃時，濕度高限為Td=0℃。2、發(fā)電機充補氫所用的新鮮氫氣在常壓下允許濕度為:新建電廠Td≤50℃,已建電廠Td≤25℃。3、氫氣濕度超標(biāo)對發(fā)電機的危害1、氫氣濕度過高對轉(zhuǎn)子護環(huán)的影響氫氣濕度過高，使發(fā)電機轉(zhuǎn)子護環(huán)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕紋損并使裂紋快速發(fā)展。

應(yīng)力腐蝕的3個必要條件為：材質(zhì)，較大的應(yīng)力，有腐蝕介質(zhì)。國內(nèi)護環(huán)大多采用18Mn5Cr、18Mn4Cr奧氏體鋼，機械性能優(yōu)良，但應(yīng)力腐蝕開裂與氫氣介質(zhì)濕度有很大關(guān)系，在有腐蝕介質(zhì)，如氯化物、硝酸鹽、硫酸鹽、亞氯酸鹽和氫氧根的情況下，抗應(yīng)力腐蝕能力下降。在相對濕度大于50%時，裂紋擴展速率呈指數(shù)增加。2、氫氣濕度過高對絕緣性能的影響發(fā)電機內(nèi)氫氣濕度過高，降低定子的絕緣電氣強度，易使定子絕緣薄弱處發(fā)生相間短路。如由于制造方面的原因，200MW發(fā)電機定子端部絕緣存在水接頭和引線兩處薄弱環(huán)節(jié)，均處于高電位，如氫氣中含水或水汽嚴重時，會使絕緣薄弱處對其它線棒擊穿放電。氫氣相對濕度超出一定限值（80%），定子絕緣缺陷就會加速發(fā)展。氫氣濕度高，如相對濕度超出75%，會使轉(zhuǎn)子絕緣強度下降，甚至導(dǎo)致無法開機。3、氫氣濕度過低對發(fā)電機某些部件的影響氫氣濕度過低，可導(dǎo)致對發(fā)電機某些部件產(chǎn)生不利影響，如可導(dǎo)致定子端部墊塊收縮和支撐環(huán)裂紋。相對濕度小于0.5%，可認為是干氣。4、氫氣濕度超標(biāo)的原因及防治對策1、新鮮氫氣濕度高若DQ-4（1.0MPa）型制氫設(shè)備僅用水冷除濕，氫氣濕度最低只能達到露點-10℃，絕對濕度僅為2.04g/m3，大多電廠絕對濕度在8～15g/m3，相當(dāng)于露點7～18℃，遠不能滿足新鮮氫氣標(biāo)準(zhǔn)要求；若水冷卻器后加裝冷凝式干燥器，運行正常時，氫氣濕度露點最低可達到-18℃，絕對濕度為1.04g/m3，大多在1～2g/m3，亦不能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求；若安裝分子篩干燥器，可使氫氣濕度露點達到-50℃以下，可滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。當(dāng)制氫設(shè)備為中壓制氫設(shè)備（3.2MPa）時，采用水冷除濕，可使露點降至-20～-25℃。對于老廠指標(biāo)，可接近標(biāo)準(zhǔn)值。如為新廠，則不能滿足。由此可見，制氫設(shè)備加裝分子篩干燥器，可以大大降低新鮮氫氣濕度值。2、水系統(tǒng)泄漏氫冷發(fā)電機水系統(tǒng)泄漏，主要包括氫冷卻器及內(nèi)冷水系統(tǒng)的泄漏，雖然氫壓大于水壓，但水汽仍有可能擴散到氫氣系統(tǒng)中，應(yīng)引起高度重視，加強檢查，及時發(fā)現(xiàn)隱患，提高檢修質(zhì)量，使缺陷消除在萌芽狀態(tài)。3、帶水密封油漏入發(fā)電機造成發(fā)電機氫氣濕度大的主要原因為密封油帶水，密封瓦串油，油中水份擴散到機內(nèi)。防治措施：保證氫側(cè)、空側(cè)油壓相等或壓差降到最小程度，空側(cè)與氫側(cè)油流相互獨立，使空側(cè)油流與氫側(cè)油流不發(fā)生交換。否則，當(dāng)氫側(cè)油壓大于空側(cè)油壓時，會造成氫側(cè)密封油箱液位下降，從主油箱補入含飽和空氣和水分的潤滑油，導(dǎo)致密封油中空氣和水分增大，影響氫氣純度和濕度。當(dāng)空側(cè)油壓大于氫側(cè)油壓時，空側(cè)密封油進入氫側(cè)，從而導(dǎo)致機內(nèi)氫氣純度和濕度下降。為此，應(yīng)采用密封油凈化裝置，調(diào)整好兩側(cè)油壓，盡量使其平衡。同時應(yīng)注意減小軸封漏汽，有效控制水對油質(zhì)的污染。5、氫氣濕度的監(jiān)控與管理1、濕度單位的選用，利于監(jiān)控目標(biāo)的實現(xiàn)相對濕度≤30%，轉(zhuǎn)子應(yīng)力腐蝕速率幾乎不變；相對濕度在30%～50%，轉(zhuǎn)子應(yīng)力腐蝕速率略有增長；相對濕度≥50%，轉(zhuǎn)子應(yīng)力腐蝕速率以指數(shù)級急驟增加；相對濕度≥80%，定子絕緣缺陷加速發(fā)展；相對濕度≥75%，轉(zhuǎn)子絕緣缺陷加速發(fā)展。由此可見，只要保證氫氣相對濕度≤50%，就能有效抑制護環(huán)急劇加速的應(yīng)力腐蝕，更能確保定子和轉(zhuǎn)子的絕緣強度水平不致降低。在眾多表示方法中，露點作為濕度的單位較為直觀，原則上與國際接軌，但同時列出相對濕度值更有現(xiàn)實意義。用機內(nèi)相對濕度作為監(jiān)控指標(biāo)，可以直接有效地反應(yīng)設(shè)備的健康水平，使監(jiān)控目標(biāo)明確。如果只用露點表示，那么在發(fā)電機正常運行狀態(tài)下，即使露點溫度有一定幅度超標(biāo)，也可不必驚慌失措，其對發(fā)電機的危害很小。如某廠200MW機組正常運行氫壓為0.28～0.30MPa，入口風(fēng)溫35～43℃，但最低不得低于30℃，最高不得高于55℃。測得機內(nèi)露點為10℃，嚴重超標(biāo)，但機內(nèi)相對濕度為最大，只有22%，對機組相當(dāng)安全。按機內(nèi)最低溫度30℃計算，機內(nèi)露點為10℃時，相對濕度最大也只有29%，也相當(dāng)安全。在異常情況下，機內(nèi)最低溫度為20℃時，機內(nèi)露點為10℃，相對濕度最大為53%，僅比監(jiān)控指標(biāo)——相對濕度50%略大，也基本安全。在發(fā)電機充氫備用和啟動時，由于冷氫溫度較低，入口風(fēng)溫有可能達到10℃，露點標(biāo)準(zhǔn)限值和相對濕度限值50%基本對應(yīng)，不會出現(xiàn)大相徑庭的現(xiàn)象，用露點溫度作為監(jiān)控目標(biāo)尚可。2、正常運行中的氫氣濕度監(jiān)控發(fā)電機正常運行中，控制好運行風(fēng)溫和內(nèi)冷卻水溫，運行風(fēng)溫應(yīng)保持在35～45℃；補氫時不要大量補入低溫氫氣，通過控制水冷卻器水量，將溫度控制在40～50℃；由于氫冷卻器冷卻水和機內(nèi)氫氣存有較大溫差，氫氣濕度大時，首先在此處結(jié)露，根據(jù)濕度情況，定期或不定期排污，將水分放掉，達到降濕目的。配有氫干燥器，要保證設(shè)備正常運轉(zhuǎn)，做好維護工作。經(jīng)常監(jiān)視內(nèi)冷水箱上的漏氫情況，如發(fā)現(xiàn)漏氫，應(yīng)盡早消除。只要控制好氫溫，將相對濕度控制在≤50%甚至≤30%并不困難。3、充氫備用或機組啟動時的氫濕監(jiān)控機組充氫備用時，為了保護絕緣，一般要求溫度不低于5℃，氫壓大于0.1MPa，在此期間，極易結(jié)露，要嚴格執(zhí)行氫氣濕度標(biāo)準(zhǔn)，甚至更嚴。如冷氫溫度為5℃時，要想使相對濕度保持在50%以下，則露點溫度必須在-4℃以下。不論停用多長時間，應(yīng)保持氫干燥器的正常運行，充分發(fā)揮其除濕作用。機組啟動時，可將氫冷卻器冷卻水不投入，并網(wǎng)后投入。停機時，保持內(nèi)冷水正常運行，內(nèi)冷水的冷卻水可不投入運行，使內(nèi)冷水保持較高溫度，可有效防止定子絕緣受潮，防止轉(zhuǎn)子護環(huán)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。4、制氫站的氫