發(fā)電機(jī)H2安全技術(shù)培訓(xùn).ppt

發(fā)電廠H2的安全技術(shù) 山西電力科學(xué)研究院 郝樹宏,培訓(xùn)目的 進(jìn)一步熟悉發(fā)電機(jī)H2冷卻和實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)掌握的理論和原理 學(xué)習(xí)交流事故案例，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn),主要內(nèi)容 發(fā)電機(jī)冷卻 H2的性質(zhì) 電解制H2原理和設(shè)備 發(fā)電機(jī)H2置換和運(yùn)行 H2的分析與測量 安全事項(xiàng)和事故案例,發(fā)電機(jī)冷卻方式,發(fā)電機(jī)冷卻方式,目前最常見的發(fā)電機(jī)冷卻方式-水氫氫：定子繞組水內(nèi)冷，轉(zhuǎn)子繞組氫內(nèi)冷，定子鐵芯采用氫氣表面冷卻 氫氣的冷卻：在氫氣冷卻器中進(jìn)行，和工業(yè)水發(fā)生熱交換,氫氣的性質(zhì),熟悉掌握和自覺應(yīng)用氫氣相關(guān)性質(zhì)是預(yù)防事故發(fā)生的最有效的手段。,氫氣的性質(zhì),氫氣是無色、無味、無毒、窒息性氣體 氫氣密度0.0697g/L（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)），是最輕的一種氣體 在氣體中氫氣導(dǎo)熱能力最好 與空氣混和形成爆炸性氣體 氫氣微溶于水 擴(kuò)散性和滲透性強(qiáng) 在自然界中絕大多數(shù)以化合物狀態(tài)存在,氫氣的性質(zhì),氫氣是無色、無味、無毒、窒息性氣體；氫氣微溶于水，0100體積水只能溶解2體積的氫氣；擴(kuò)散性和滲透性強(qiáng) 在自然界中絕大多數(shù)以化合物狀態(tài)存在,氫氣的性質(zhì),氫氣是最輕的一種氣體,幾種氣體分子量和相對(duì)密度,氫氣的性質(zhì),氫氣是最輕的一種氣體,應(yīng)用： （1）轉(zhuǎn)子表面摩擦損耗和能風(fēng)損耗與冷卻介質(zhì)的密度成正比，H2冷卻兩項(xiàng)損耗比空氣冷卻小約10倍。 （2）充排氫過程：H2從發(fā)電機(jī)上部進(jìn)入，CO2空氣從下部進(jìn)入。 （3）手工取樣：取H2樣品，出氣管口向下排氣；取CO2樣品出氣管口向上排氣。,氫氣的性質(zhì),在氣體中氫氣導(dǎo)熱能力最好,幾種氣體冷卻介質(zhì)熱性能對(duì)比,氫氣的性質(zhì),氫氣作為發(fā)電機(jī)冷卻氣體的優(yōu)點(diǎn),（1）比熱容大、熱導(dǎo)率大 （2）黏度小、密度小 （3）介電強(qiáng)度高 （4）無毒、無腐蝕性、化學(xué)穩(wěn)定 （5）價(jià)廉易得,氫氣的性質(zhì),易燃易爆是氫氣最主要的化學(xué)性質(zhì)之一,H2 + O2 H2O 燃燒 爆炸,氫氣的性質(zhì),氫氣燃燒和爆炸性質(zhì),氫氣的性質(zhì),易燃易爆是氫氣最主要的化學(xué)性質(zhì)之一,爆炸范圍寬，空氣中4.075.0%可引起爆炸。 雖然著火溫度高，在500以上，但著火能只 有0.02mJ，有很小火源就能引起著火和爆炸。 氫氣發(fā)生爆炸壓力可猛增20倍以上，當(dāng)遇到障礙物時(shí)反射壓力是入射壓力的23倍，沖擊波是超音速的。,氫氣的性質(zhì),防止氫氣爆炸的關(guān)鍵是控制濃度和杜絕明火,重點(diǎn)在檢修過程、充排氫過程，還應(yīng)注意運(yùn)行過程周圍環(huán)境。,發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水,發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水水質(zhì)要求（DL/T801-2002）,電解制H2原理和設(shè)備,發(fā)電機(jī)用氫的要求,純度要求高，必須保證在99.5%以上 不純的雜質(zhì)只能是氮、二氧化碳，絕對(duì)不能含有可燃性的甲烷、一氧化碳等，也不能含有腐蝕性氣體如硫化物和氯化物。 濕度要求低 制備方法簡單,電解制H2原理和設(shè)備,氫在自然界主要以化合物形式存在。工業(yè)制取方法不同，制取的氫氣純度也不同，工業(yè)用途也不一樣。 電解制氫法利用電解液中電離出來的H+和OH-分別在陰極和陽極進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，析出H2和O2。由于副產(chǎn)物只是氧氣，沒有其它有害雜質(zhì)，氫氣純度可達(dá)到99.5%以上，能滿足發(fā)電機(jī)要求，所以電廠中都用電解水來制取H2。,電解制H2原理和設(shè)備,電解就是當(dāng)直流電通過電解質(zhì)溶液時(shí)引起的氧化還原反應(yīng)。 總反應(yīng)： 2H2O 2H2 + O2 陰極反應(yīng)：4H3O+ + 4e 2H2 + 4H2O 陽極反應(yīng)：4OH- - 4e O2 + 2H2O,電解制H2原理和設(shè)備,由于純水電阻率很大，電流很小，產(chǎn)氣率低，在實(shí)際應(yīng)用中常采用30%左右的KOH溶液，電解溫度在80左右。 離子放電順序： AuAgHgCuHPbSnFeZnAlMgNaCaK,電解制H2原理和設(shè)備,氫氧化鉀（鈉）的純度,補(bǔ)充水的純度,電解制H2原理和設(shè)備,電解液質(zhì)量要求,電解液中常添加少量V2O5等添加劑，以便在電極表面生成一層具有緩蝕作用的保護(hù)膜，有利于防止電極板腐蝕和改變電極板表面狀態(tài)。,電解制H2原理和設(shè)備,電解制H2設(shè)備流程,電解制H2原理和設(shè)備,應(yīng)注意的安全事項(xiàng)： 檢修、啟動(dòng)必須按規(guī)程置換并化驗(yàn) 合格 重視現(xiàn)場防火 防止堿液灼傷,發(fā)電機(jī)H2置換和運(yùn)行,發(fā)電機(jī)運(yùn)行檢修轉(zhuǎn)換時(shí)，為防止氫氣與空氣接觸形成爆炸性氣體，必須用一種中間氣體使氫氣與空氣隔開，互不接觸。常用的中間氣體是二氧化碳，因二氧化碳是一種不燃燒、不助燃的惰性氣體，價(jià)格便宜，密度比氫氣和空氣重得多，易于分離。,發(fā)電機(jī)H2置換和運(yùn)行,某600MW機(jī)組氣體置換所需氣體容積和時(shí)間,發(fā)電機(jī)H2置換和運(yùn)行,密封油系統(tǒng) 為防止發(fā)電機(jī)氫氣向外泄漏或漏入空氣，發(fā)電機(jī)氫冷系統(tǒng)應(yīng)密封，但發(fā)電機(jī)大軸要穿過機(jī)殼兩端轉(zhuǎn)動(dòng)，所以發(fā)電機(jī)的軸承部位是唯一沒有經(jīng)過嚴(yán)格密封的地方，一般都采用油密封裝置。在發(fā)電機(jī)氫氣置換和運(yùn)行中密封油系統(tǒng)必須投入正常運(yùn)行，保持： 氫氣壓力空側(cè)密封油壓,發(fā)電機(jī)H2置換和運(yùn)行,安全注意事項(xiàng)： 杜絕明火。 發(fā)電機(jī)風(fēng)壓試驗(yàn)必須合格。 密封油系統(tǒng)必須投入正常運(yùn)行。 整個(gè)置換過程中，發(fā)電機(jī)內(nèi)保持一定的壓力（0.010.03MPa之間 ）。 置換速度不能太快 。,發(fā)電機(jī)H2置換和運(yùn)行,安全注意事項(xiàng)： 當(dāng)發(fā)電機(jī)為氫氣冷卻運(yùn)行時(shí)，補(bǔ)充空氣的管路必須隔斷，并加嚴(yán)密的堵板；當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)為空氣時(shí)，補(bǔ)充氫氣的管路也應(yīng)隔斷