什么是氫氣露點(diǎn)溫度？過(guò)高、過(guò)低有什么影響

氫氣的露點(diǎn)露點(diǎn)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(diǎn)愈低。當(dāng)氫氣中含水時(shí)相對(duì)濕度100%時(shí)，水就會(huì)結(jié)露。氫氣露點(diǎn)溫度：壓力為P、溫度為T(mén)、混合比為r的濕氣中，在此給定的壓力下，濕氣被水飽和時(shí)的溫度，單位是：℃氫氣濕度標(biāo)準(zhǔn)露點(diǎn)和壓力溫度有關(guān)，如0.3MPA的氫氣露點(diǎn)大約15℃。1、發(fā)電機(jī)內(nèi)運(yùn)行氫壓下的允許濕度低限為露點(diǎn)溫度Td=－25℃，根據(jù)發(fā)電機(jī)內(nèi)的最低溫度規(guī)定了允許濕度高限，即當(dāng)發(fā)電機(jī)溫度最低為5℃時(shí)，濕度高限為露點(diǎn)溫度Td=－5℃；當(dāng)發(fā)電機(jī)溫度最低≥10℃時(shí)，濕度高限為T(mén)d=0℃。2、發(fā)電機(jī)充補(bǔ)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(duì)發(fā)電機(jī)的危害1、氫氣濕度過(guò)高對(duì)轉(zhuǎn)子護(hù)環(huán)的影響氫氣濕度過(guò)高，使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子護(hù)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(gè)必要條件為：材質(zhì)，較大的應(yīng)力，有腐蝕介質(zhì)。國(guó)內(nèi)護(hù)環(huán)大多采用18Mn5Cr、18Mn4Cr奧氏體鋼，機(jī)械性能優(yōu)良，但應(yīng)力腐蝕開(kāi)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(duì)濕度大于50%時(shí)，裂紋擴(kuò)展速率呈指數(shù)增加。2、氫氣濕度過(guò)高對(duì)絕緣性能的影響發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣濕度過(guò)高，降低定子的絕緣電氣強(qiáng)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(jī)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(yán)重時(shí)，會(huì)使絕緣薄弱處對(duì)其它線棒擊穿放電。氫氣相對(duì)濕度超出一定限值（80%），定子絕緣缺陷就會(huì)加速發(fā)展。氫氣濕度高，如相對(duì)濕度超出75%，會(huì)使轉(zhuǎn)子絕緣強(qiáng)度下降，甚至導(dǎo)致無(wú)法開(kāi)機(jī)。3、氫氣濕度過(guò)低對(duì)發(fā)電機(jī)某些部件的影響氫氣濕度過(guò)低，可導(dǎo)致對(duì)發(fā)電機(jī)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(duì)濕度小于0.5%，可認(rèn)為是干氣。4、氫氣濕度超標(biāo)的原因及防治對(duì)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(dá)到露點(diǎn)-10℃，絕對(duì)濕度僅為2.04g/m3，大多電廠絕對(duì)濕度在8～15g/m3，相當(dāng)于露點(diǎn)7～18℃，遠(yuǎn)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(yùn)行正常時(shí)，氫氣濕度露點(diǎn)最低可達(dá)到-18℃，絕對(duì)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(diǎn)達(dá)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(shí)，采用水冷除濕，可使露點(diǎn)降至-20～-25℃。對(duì)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(jiàn)，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(jī)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(kuò)散到氫氣系統(tǒng)中，應(yīng)引起高度重視，加強(qiáng)檢查，及時(shí)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(jī)造成發(fā)電機(jī)氫氣濕度大的主要原因?yàn)槊芊庥蛶?，密封瓦串油，油中水份擴(kuò)散到機(jī)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(dú)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(shí)，會(huì)造成氫側(cè)密封油箱液位下降，從主油箱補(bǔ)入含飽和空氣和水分的潤(rùn)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(shí)，空側(cè)密封油進(jìn)入氫側(cè)，從而導(dǎo)致機(jī)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(shí)應(yīng)注意減小軸封漏汽，有效控制水對(duì)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(shí)現(xiàn)相對(duì)濕度≤30%，轉(zhuǎn)子應(yīng)力腐蝕速率幾乎不變；相對(duì)濕度在30%～50%，轉(zhuǎn)子應(yīng)力腐蝕速率略有增長(zhǎng)；相對(duì)濕度≥50%，轉(zhuǎn)子應(yīng)力腐蝕速率以指數(shù)級(jí)急驟增加；相對(duì)濕度≥80%，定子絕緣缺陷加速發(fā)展；相對(duì)濕度≥75%，轉(zhuǎn)子絕緣缺陷加速發(fā)展。由此可見(jiàn)，只要保證氫氣相對(duì)濕度≤50%，就能有效抑制護(hù)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(qiáng)度水平不致降低。在眾多表示方法中，露點(diǎn)作為濕度的單位較為直觀，原則上與國(guó)際接軌，但同時(shí)列出相對(duì)濕度值更有現(xiàn)實(shí)意義。用機(jī)內(nèi)相對(duì)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(diǎn)表示，那么在發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行狀態(tài)下，即使露點(diǎn)溫度有一定幅度超標(biāo)，也可不必驚慌失措，其對(duì)發(fā)電機(jī)的危害很小。如某廠200MW機(jī)組正常運(yùn)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(cè)得機(jī)內(nèi)露點(diǎn)為10℃，嚴(yán)重超標(biāo)，但機(jī)內(nèi)相對(duì)濕度為最大，只有22%，對(duì)機(jī)組相當(dāng)安全。按機(jī)內(nèi)最低溫度30℃計(jì)算，機(jī)內(nèi)露點(diǎn)為10℃時(shí)，相對(duì)濕度最大也只有29%，也相當(dāng)安全。在異常情況下，機(jī)內(nèi)最低溫度為20℃時(shí)，機(jī)內(nèi)露點(diǎn)為10℃，相對(duì)濕度最大為53%，僅比監(jiān)控指標(biāo)——相對(duì)濕度50%略大，也基本安全。在發(fā)電機(jī)充氫備用和啟動(dòng)時(shí)，由于冷氫溫度較低，入口風(fēng)溫有可能達(dá)到10℃，露點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)限值和相對(duì)濕度限值50%基本對(duì)應(yīng)，不會(huì)出現(xiàn)大相徑庭的現(xiàn)象，用露點(diǎn)溫度作為監(jiān)控目標(biāo)尚可。2、正常運(yùn)行中的氫氣濕度監(jiān)控發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行中，控制好運(yùn)行風(fēng)溫和內(nèi)冷卻水溫，運(yùn)行風(fēng)溫應(yīng)保持在35～45℃；補(bǔ)氫時(shí)不要大量補(bǔ)入低溫氫氣，通過(guò)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(jī)內(nèi)氫氣存有較大溫差，氫氣濕度大時(shí)，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(dá)到降濕目的。配有氫干燥器，要保證設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，做好維護(hù)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(duì)濕度控制在≤50%甚至≤30%并不困難。3、充氫備用或機(jī)組啟動(dòng)時(shí)的氫濕監(jiān)控機(jī)組充氫備用時(shí)，為了保護(hù)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(yán)格執(zhí)行氫氣濕度標(biāo)準(zhǔn)，甚至更嚴(yán)。如冷氫溫度為5℃時(shí)，要想使相對(duì)濕度保持在50%以下，則露點(diǎn)溫度必須在-4℃以下。不論停用多長(zhǎng)時(shí)間，應(yīng)保持氫干燥器的正常運(yùn)行，充分發(fā)揮其除濕作用。機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，可將氫冷卻器冷卻水不投入，并網(wǎng)后投入。停機(jī)時(shí)，保持內(nèi)冷水正常運(yùn)行，內(nèi)冷水的冷卻水可不投入運(yùn)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(hù)環(huán)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。4、制氫站的氫