氢气干燥技术方案

发电机氢气干燥器状态分析周世祥（山西鲁能河曲发电公司）摘要：本文主要介绍我公司一期二台600MW机组发电机氢气系统干燥器在投入使用以来出现的问题及解决方案关键词：氢气干燥器；状态分析前言我公司一期二台发电机氢气干燥器采用牡丹江市北方电站设备有限公司生产的四台QLG-ⅢB 风冷型冷凝式氢气干燥器，其工作原理为是根据氢气热寒图原理，使低温制冷剂在蒸发中与氢气进行热交换，让氢气在蒸发器的容器内流动，氢气中的水蒸气遇到－30 ℃蒸发器时，不断以霜的形式凝结在蒸发器表面，然后经过加热除霜排出水份，达到除去氢气中水分的目的。

然后在使干燥的氢气通过热交换器进行提高氢气的温度，最后将干燥的氢气送入发电机。

另外，当蒸发器表面的霜层达到一定的厚度后，将通过化霜装置将霜转化为水，靠排水装置将水排出，从而完成了冷凝干燥氢气的全过程。

QLG-ⅢB风冷型氢气干燥器其制冷剂采用R12，电机总功率为2.32kW，氢气工作压力范围为0.1-1.0 MP，氢气额定流量为100 m3/h ，进口氢气含湿量﹤12 g/m3( 常压) ，出口氢气含湿量﹤1g/m3( 常压)，自动化霜停止温度2℃。

1 发电机氢气干燥器投入的必要性由于发电机氢气中含有水份对发电机有下面几点危害，因此在投入氢气干燥器时用以除去氢气中的水份。

1.1 氢气湿度超标造成发电机定子线圈端部短路事故。

氢气湿度越高，氢气中水分越高，气体的介电强度越低，定子绕组受潮，降低绝缘电阻，从而降低了绝缘表面放电电压，容易发生闪络和绝缘击穿，造成事故。

1.2氢气湿度超标造成发电机转子护环产生应力腐蚀。

发电机氢气湿度高，将对其接触的金属产生应力腐蚀，而应力腐蚀与金属氢脆相互起到催化作用。

据有关资料介绍，对非18Cr18Mn 材料的护环，氢气相对湿度在50％以上时，对其应力腐蚀将急剧加速，即使是采用18Cr18Mn 材料的护环，氢气相对湿度在80％以上时，同样会使发电机转子护环产生应力腐蚀。

氢气干燥器风机故障及露点温度过高问题处理发表时间：2019-07-02T14:17:52.880Z 来源：《河南电力》2018年23期作者：向旭[导读] 2015年2月25日，现场发现氢气干燥器发出风机故障报警，随即通知厂家赴现场进行处理。

（中国电建集团成都勘测设计研究院四川省成都市 610072）摘要：氢气干燥器的工作能力事关发电机能否安全平稳运行，若干燥器运行效率下降严重时会导致机组停机。

某电厂2号机组在调试及冲转期间，先后发现风机故障报警和露点过高问题，经分析为发电机内部及连接管路潮湿，在氢气干燥器投运后，此时会产生大量水分，由于疏水阀故障未及时排出设备外部，造成氢气干燥器工作期间湿度过高并超过报警值。

进一步检查发现疏水阀内部有锈迹，分析认为是疏水阀在空气环境下放置时间过久导致金属氧化，产生杂质卡涩活动部件，使疏水阀无法正常工作，通过疏水阀处理，进一步明确了后续机组检查方案和备件准备要求。

关键词发电机；氢气干燥器；露点；疏水阀正文1.事件描述1.1风机故障报警2015年2月25日，现场发现氢气干燥器发出风机故障报警，随即通知厂家赴现场进行处理。

1.2露点过高在冲转期间氢气干燥器投运后露点并未下降反而有上升趋势。

分析是由于氢气干燥器内部除掉的水分没有及时排除设备外部造成的。

在切换期间露点会上升，说明氢气湿度小于干燥器露点温度，从发电机来的氢气将氧化铝上的水分二次带走，造成每次切换时出口露点要大于入口露点。

由于氢气干燥器持续干燥入口氢气，且疏水无法及时排出，导致干燥剂饱和，并在3月9日凌晨5点出口湿度超标。

2.技术要点或共性分析某电厂2号机吸附式氢气干燥器采用集装式设计，分油水分离器和氢气干燥器两个组装设备。

氢气干燥器包括干燥塔（含氧化铝，加热器，循环风机）×2，湿度仪×2，四通阀切换阀，电气控制箱，冷凝器，气水分离器，阀门，仪器仪表等。

这些部件均安装在一个氢气干燥器集装设备中，在制造厂安装调试完毕出厂。

一、发电机氢气泄漏原因分析及防范措施1、发电机本体方面发电机本体在安装过程中必须严格按照制造厂图纸说明书和《电力建设施工及验收技术规范》（以下简称《规范》）做好以下现场试验：①发电机定子绕组水路水压试验。

该试验必须在电气主引线及柔性连接线安装后进行，主要检查定子端部接头、绝缘引水管、汇水管、过渡引线及排水管等处有无渗漏现象。

②发电机转子气密性试验。

试验时特别要用无水乙醇检查导电螺钉处是否有渗漏现象。

③氢气冷却器水压试验。

④发电机定子单独气密性试验。

试验时用堵板封堵密封瓦座，试验范围包括：定子、出线瓷套管、出线罩、测温元件接线柱板、氢冷器、氢冷器罩、端盖、机座等。

试验介质应为无油、干净、干燥的压缩空气或氮气，试验压力为0.3Mpa,历时24小时，要求漏气量小于0.73m3/24h(或漏氢率小于0.3%)。

2、发电机外端盖方面①在发电机穿转子之前先进行外端盖试装。

主要检查水平、垂直中分面的间隙，在把紧1/3螺栓状态下，用0.03mm塞尺检查应不入。

②在把合外端盖前，应预填HDJ892密封填料于接合面密封槽内，然后均匀把紧螺栓。

再用专用工具注入HDJ892密封胶于密封槽内。

3、氢气冷却器方面①氢气冷却器罩通过螺栓把紧在定子机座上，之间的结合面有密封槽，注入密封胶进行密封，安装完后在氢气冷却器罩与定子机座之间烧密封焊。

②氢气冷却器装配在氢气冷却器罩内，冷却器与冷却器罩之间用密封垫密封，密封垫两面均匀涂一层750-2型密封胶，氢气冷却器组装前后均进行严密性试验。

4、发电机出线罩处泄漏发电机出线罩安装完后应及时烧密封焊，一旦穿入出线将无法内部焊接，若运行中确认发电机出线罩处泄漏，往往因位置狭窄或运行安全考虑无法处理。

5、发电机轴密封装配方面轴密封装置是氢密封系统中一个很重要的环节，机组大多采用双流环式油密封，密封瓦的氢侧与空侧各自是独立的油路，平衡阀使两路油压维持平衡（压差小于1Kpa）；油压与氢压差由差压阀控制（压差为0.085±0.01MPa），密封瓦可以在轴颈上随意径向浮动，并通过圆键定位于密封座内。

制氢技术比较及分析报告在反应器中得到有效控制，避免对设备和环境造成污染。

该工艺能耗较低，但对反应器材料要求高，装置投资较大。

对于工业制氢方案的选择，我们重点考虑成本、纯度和生产能力等因素。

其中，天然气制氢、甲醇制氢和水电解制氢是比较常用的方案。

天然气制氢虽然成本较低，但能耗高、装置投资大；甲醇制氢则需要大量的甲醇作为原料，成本较高；而水电解制氢则能够达到较高的纯度要求，但装置投资也较大。

因此，我们需要根据实际情况进行综合考虑，选择最适合自己的制氢方案。

在天然气制氢方案中，水蒸汽重整、部分氧化、自热重整、绝热转化和高温裂解等方法各有优缺点。

水蒸汽重整虽然成本较低，但能耗高、装置投资大；部分氧化能够提高生产能力，但制氧成本较高；自热重整虽然能够合理利用反应热量，但装置投资也较大；绝热转化具有流程短、操作单元简单等优点，但装置投资也较大；高温裂解能耗较低，但对反应器材料要求高，装置投资也较大。

因此，我们需要根据实际情况进行选择，综合考虑成本、生产能力和环保等因素。

总之，选择适合自己的制氢方案需要综合考虑多方面因素，包括成本、纯度、生产能力和环保等。

在具体方案选择时，需要根据实际情况进行综合分析和评估，以达到最优的制氢效果。

制氢技术有多种方法，其中包括电解水制氢、聚合电解质薄膜电解制氢、光电解制氢、生物光解制氢和热化学水解。

电解水制氢技术成熟，设备简单，运行可靠，管理方便，不产生污染，可制得氢气纯度高，杂质含量少，适用于各种应用场合。

聚合电解质薄膜电解制氢技术相对成本高，容量小，效率低，使用期短，目前尚不成熟。

光电解制氢是利用太阳能制氢，而生物光解制氢是一种生物制氢工程。

热化学水解技术目前尚不成熟，需要进一步商业化发展。

在制氢方案对比中，天然气水蒸汽重整制氢、甲醇水蒸汽重整制氢和电解水制氢是主要的三种方案。

大型制氢中，天然气水蒸汽重整制氢占主导地位，因为天然气既是原料气也是燃料气，无需运输，氢能耗低，消耗低，氢气成本最低。

高压氢气气密一、气密要求①氢气气密准备1)新氢系统氮气置换合格，并已引氢气至新氢分液罐V-108。

2)新氢机做好了开机准备。

3)气密所需的肥皂水、水桶、喷壶、测漏仪准备完毕。

4)催化剂干燥结束后，如果需停循环氢压缩机、停F-101进行处理所发现的问题，则下述的气密步骤从步骤1开始，如未停机、停炉，则从步骤3开始进行。

5)反应系统氮气气密合格、干燥结束后，氮气线充氮阀关闭并加盲板。

②气密时检查办法和合格标准1)在低温部分：用肥皂水检查各密封面，不冒泡为合格。

2)在高温部分：用氢气检测仪检查。

3)气密标准：无明显泄漏，系统在全压下每小时泄漏≯0.02MPa为合格。

③气密中的限定1)气密中充N2置换、氮密、氢密所有物流方向按正常生产流程流动，严禁反方向流动。

以防催化剂床层移位。

2)反应器壁温度＜130℃，系统压力不得＞2.3MPa（表）（以V-103顶部压力为准）。

3)在氢气升压气密过程中，反应器中任何一点的温度都不得超过130℃。

④氢气气密注意事项1）在反应器壁温最低温度低于130℃时，反应器压力不大于2.3MPa。

2）升温速度不大于20℃/h，升压速度不大于1.5MPa/h。

3）氢气气密阶段需泄压时，泄放氢气必须放入火炬系统。

4）氢气气密阶段处理漏点时，必须按规定配置消防器材和掩护蒸汽、氮气，操作时不得违反有关安全规程。

在试压过程中如果发现了泄漏点要将系统压力降低一个等级再来处理泄漏点，然后再将压力升到原来的压力进行试压。

二、临氢系统氢气气密(1)氢气置换[P]- 新氢管线氮气加隔离盲板. （）[M]-对新氢管线进行全面检查，同调度联系将H2引进装置。

（）[P]- 氢气引至V-108。

（）[P]-经压机C-101返氢线进入系统，氢气升压速率<1.5MPa/h。

（）[P]-经V-107顶压控阀PV-11401进行放空。

（）[P]- 高分采气样分析，氢纯度＞80%、O2含量＜0.5%为H2置换合格。

汽轮机*号氢气干燥器气体置换四措两案一、设备（或系统）概况*号氢气干燥器干燥效果不佳需检查分子筛和风扇以及四通阀，但氢气干燥器系统中氢气尚未置换，为保证检修过程的安全，特制定气体置换四措两案。

二、 *号机*号氢气干燥器气体置换范围和目的1、施工范围：*号氢气干燥器干燥效果不佳需检查分子筛和风扇以及出口四通阀，但氢气干燥器系统中有氢气需要置换，置换范围为*号机汽机房6.3米层*号氢气干燥器进气门后至氢气干燥器出气门前部分。

2、施工目的：*号氢气干燥器干燥效果不佳检修。

3、机组运行方式：*号机运行中进行。

三、安全风险辨识及控制措施四、技术风险辨识及控制措施五、环境风险辨识及控制措施六、组织措施七、施工方案1、发电部将*号氢气干燥器氢气侧退运行，关闭*号发电机氢气干燥器进口门（*H301）和*号氢气干燥器出口门（*H302）。

2、在*号氢气干燥器置换气进口门（*H307）后短管上接入氮气（或二氧化碳）瓶，在*号氢气干燥器置换气出口门（*H308）后短管接一临时橡胶管至就近窗户作为氢气置换用。

3、打开*号氢气干燥器置换气进口门（*H308）将氢气干燥器进气门后至氢气干燥器部分管道氢压泄尽至0.1MPa左右。

4、开启接至*号氢气干燥器置换气进口门（*H307）后短管上的氮气（或二氧化碳）瓶，充氮气（或二氧化碳）对*号氢气干燥器系统管道进行氢气置换，由*号氢气干燥器置换气进口门（*H308）进行排气。

5、充入一瓶氮气（或二氧化碳），并利用*号氢气干燥器气水分离器底部排污一道手动门（*H312）以及*号氢气干燥器排污手动门（*H310）进行死角排污后停止充氮（或二氧化碳），化学化验氢气纯度小于0.4%，泄压至0Mpa 后方能开始检修工作。

检修过程中检修班组带一个氢气测报仪一边检修一边检测氢气纯度。

6、检修完成后装复*号氢气干燥器，然后开始进行置换空气的操作。

7、打开*号氢气干燥器置换气进口门（*H307）充入一瓶氮气（或二氧化碳），一边充氮气一边排氮气（或二氧化碳），当瓶内氮气（或二氧化碳）将近充完时关闭*号氢气干燥器置换气进口门（*H308），并利用*号氢气干燥器气水分离器底部排污手动门（*H312）。

氢气干燥原理
氢气干燥是一种常见的气体处理方法，主要应用于需要干燥氢气的工业和实验室场景。

氢气的干燥原理可以通过以下几个步骤来实现。

首先，氢气会经过一个过滤器，用于去除其中的杂质和固体颗粒。

这样可以确保氢气的纯度和质量。

接下来，氢气会经过一个冷凝器，通过降低氢气的温度来使其中的水蒸气凝结成液体水。

这个过程利用了水蒸气相对于氢气而言较高的饱和蒸汽压特性。

然后，液体水会被分离出来，通常通过驱动氢气通过排水装置。

这样可以去除凝结水，防止其对后续使用产生负面影响。

最后，干燥的氢气会经过一个干燥剂床，例如使用分子筛。

干燥剂材料具有很高的吸湿性，可以吸收氢气中的残余水蒸气，从而将氢气的湿度降至非常低的水平。

综上所述，氢气的干燥原理主要包括：过滤杂质和固体颗粒、冷凝水蒸气、分离水分、吸附残余水蒸气。

这些步骤的组合使用可以有效地降低氢气的湿度，确保其在工业和实验室应用中的稳定性和安全性。

基于氢能利用的节能陶瓷干燥窑及烧成窑炉装备开发与应用方案一、实施背景随着全球能源结构的转变，可再生能源的发展受到越来越多的关注。

氢能作为一种清洁、高效、可再生的能源，其在产业结构改革和能源转型中的作用日益凸显。

在建筑陶瓷、卫生洁具、汽车配件等产业中，传统的干燥窑和烧成窑炉装备能耗较高，排放的CO2对环境造成较大压力。

因此，开发基于氢能利用的节能陶瓷干燥窑及烧成窑炉装备具有重要意义。

二、工作原理1. 氢气制备通过水电解、天然气重整、生物质气化等方法制备氢气。

本方案中，将采用水电解法制备氢气，该方法制备的氢气纯度高，无碳排放。

2. 氢气储存与传输将制备好的氢气储存于高压储氢罐中，通过管道将氢气输送至干燥窑和烧成窑炉装备。

在传输过程中，需保证氢气的密封性和安全性。

3. 氢气应用在干燥窑中，利用氢气燃烧产生的热量对陶瓷制品进行干燥。

在烧成窑炉装备中，利用氢气作为燃料，通过燃烧产生的高温对陶瓷制品进行烧成。

在此过程中，需对燃烧产生的尾气进行处理，以保证排放达标。

三、实施计划步骤1. 装备设计根据陶瓷制品的生产工艺要求，设计节能陶瓷干燥窑及烧成窑炉装备。

在设计过程中，充分考虑氢气的特性，保证装备的安全性和可靠性。

2. 装备制造选择合适的材料和工艺，按照设计要求制造节能陶瓷干燥窑及烧成窑炉装备。

在制造过程中，对装备的性能进行检测和验证，确保装备满足生产要求。

3. 装备安装与调试将制造好的装备运输至生产现场，进行安装和调试。

在安装和调试过程中，对装备的性能进行检测和优化，确保装备能够正常运行。

4. 工艺与技术选择根据陶瓷制品的生产要求和现场实际情况，选择合适的工艺和技术。

在利用氢气进行干燥和烧成的过程中，需对温度、压力等参数进行精确控制，以保证产品质量和生产效率。

四、适用范围本方案适用于建筑陶瓷、卫生洁具、汽车配件等产业的干燥窑和烧成窑炉装备。

这些产业在生产过程中需要大量的热能，通过利用氢能进行干燥和烧成，可以有效降低能耗和减少碳排放，提高产品的竞争力。