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1、SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院发电厂H2的安全技术山西电力科学研究院 郝树宏SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院培训目的进一步熟悉发电机H2冷却和实 际应用中应掌握的理论和原理学习交流事故案例，实现安全 生产SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院主要内容发电机冷却H2的性质电解制H2原理和设备发电机H2置换和运行H2的分析与测量安全事项和事故案例SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH
2、INSTITUTE山西电力科学研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院发电机冷却方式冷却方式单单机容量（MW)简简称定子绕组绕组转转子绕组绕组定子铁铁芯 25 50 100 200 300 600 1200空外空外空空外冷空外空内空空内冷氢氢外氢氢外氢氢氢氢内冷氢氢外氢氢内氢氢氢氢内冷氢氢内氢氢内氢氢全氢氢冷水内水内空双水内冷水内氢氢内氢氢水氢氢氢氢水内水内氢氢水水氢氢水内水内水内全水冷SHANXI ELECTRIC POWER RE
3、SEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院发电机冷却方式目前最常见的发电机冷却方式-水氢氢 ：定子绕组水内冷，转子绕组氢内冷 ，定子铁芯采用氢气表面冷却氢气的冷却：在氢气冷却器中进行， 和工业水发生热交换SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研
4、究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院氢气的性质熟悉掌握和自觉应用氢气相关性质是预防事故 发生的最有效的手段。SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院氢气的性质 氢气是无色、无味、无毒、窒息性气体 氢气密度0.0697g/L（标准状态），是最轻 的一种气体 在气体中氢气导热能力最好
5、 与空气混和形成爆炸性气体 氢气微溶于水 扩散性和渗透性强 在自然界中绝大多数以化合物状态存在SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院氢气的性质氢气是无色、无味、无毒、窒息性 气体；氢气微溶于水，0100体积水只能溶解2体积的氢气；扩散性 和渗透性强在自然界中绝大多数以化合物状态 存在SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH
6、 INSTITUTE山西电力科学研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院氢气的性质气体空气氢氢气氮气二氧化碳分子量2922844相对对密度10.06970.9661.52氢气是最轻的一种气体几种气体分子量和相对密度SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院SHANXI ELECTRI
7、C POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院氢气的性质氢气是最轻的一种气体应用： （1）转子表面摩擦损耗和能风损耗与冷却介质的密 度成正比，H2冷却两项损耗比空气冷却小约10倍。 （2）充排氢过程：H2从发电机上部进入，CO2空气 从下部进入。 （3）手工取样：取H2样品，出气管口向下排气； 取CO2样品出气管口向上排气。SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEA
8、RCH INSTITUTE山西电力科学研究院氢气的性质气体空气氢氢气氮气CO2相对对比热热容（按质质量 ）114.351.0460.848相对对比热热容（按体积积 ）111.021.29相对热导对热导 率16.961.080.638相对传热对传热 系数11.51.031.132在气体中氢气导热能力最好几种气体冷却介质热性能对比SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITU
9、TE山西电力科学研究院氢气的性质氢气作为发电机冷却气体的优点（1）比热容大、热导率大 （2）黏度小、密度小 （3）介电强度高 （4）无毒、无腐蚀性、化学稳定 （5）价廉易得SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院氢气的性质易燃易爆是氢气最主要的化学性质之一H2 + O2 H2Ol 燃烧l 爆炸SHANXI ELECTRIC POWER RESE
10、ARCH INSTITUTE山西电力科学研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院氢气的性质在空气中燃烧烧范围围（体积积分数%）4.075.0在空气中爆轰轰范围围（体积积分数%）18.059.0在氧气中燃烧烧范围围（体积积分数%）4.6594.0在氧气中爆轰轰范围围（体积积分数%）18.358.9在空气中着火温度585在氧气中着火温度560着火能（mJ）0.02燃烧热烧热 kcal/(g.mol)68火焰温度2045氢气燃烧和爆炸性质S
11、HANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院氢气的性质易燃易爆是氢气最主要的化学性质之一l爆炸范围宽，空气中4.075.0%可引起爆炸。l虽然着火温度高，在500以上，但着火能只 有0.02mJ，有很小火源就能引起着火和爆炸。l氢气发生爆炸压力可猛增20倍以上，当遇到障碍 物时反射压力是入射压力的23倍，冲击波是超 音速的。SHANXI ELECTR
12、IC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院氢气的性质防止氢气爆炸的关键是控制浓度和 杜绝明火重点在检修过程、充排氢过程，还 应注意运行过程周围环境。SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院SHANXI ELECTRIC
13、 POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院发电机内冷水pH(25)电导电导 率S/cm硬度mol/L含铜铜量g/L7.09.02.08790105空侧密封油压SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院发电机H2置换和运行安全注意事项：l杜绝明火。l发电机风压试验必须合格。l密封油系统必须投入正常运行。l整个置换过程中，发
14、电机内保持一定的压 力（0.010.03MPa之间 ）。l置换速度不能太快 。SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院发电机H2置换和运行安全注意事项：l当发电机为氢气冷却运行时，补充空气的 管路必须隔断，并加严密的堵板；当发电 机内为空气时，补充氢气的管路也应隔断 ，并加装严密堵板。SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院发电机H2置换和运行安全注意事项：l置换过程中气体排出管道及气体不易流通 的死区，特别是氢干燥器，密封油箱，和 发电机下液位信号器等处，应勤排放。l必须进行多次分析测试，保证化验测试结 果真实可靠。SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西电力科学研究院
