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氢冷机组漏氢检测技术研究报
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氢冷发电机组漏氢检测技术研究报告李霖
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氢冷发电机组漏氢检测技术研究报告李霖
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氢冷发电机组漏氢检测技术研究报告李霖
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氢冷发电机组漏氢检测技术研究报告李霖
低、响应和恢复时间短、工作温度低以及气电转换过程中不消耗氢等优点。
但同时主要存在两方面不足:(1)线性范围窄,钯管本身对氢气的响应是非线性
的,浓度越高响应越低,需要在仪器设计上采用线性化补偿电路使读数线性化;
(2)稳定性较差,输出特性随环境温度、湿度等影响而漂移,需采取补偿措施。
金属铂氢敏传感器由铂丝气敏元件、放大电路、变送电路组成。其中的铂丝
气敏元件属于接触燃烧式气敏元件。其检测原理是:氢气与空气中的氧在铂丝
表面发生氧化反应,产生反应热,使得作为敏感材料的铂丝温度升高,电阻值
相应增大,进而通过测定铂丝的电阻变化值检测氢气浓度。此类传感器具有对
气体选择性好、线性度好、受温湿度影响小、响应快、计量准确、寿命较长的
特点。其不足之处是:只能测量有氧环境中的氢气浓度。
此外亦有将燃料电池气体传感器应用到漏氢在线监测中的提案,此类传感器
稳定且灵敏度高,免维护且成本低,但尚未有大规模商业化案例。
1.漏氢在线监测设备案例分析
4.1LH1500
光力科技一直专业从事煤矿安全监控仪器设备、电力行业大型设备运行状态
安全监控仪器设备的开发、生产和销售,其公司生产的LH1500漏氢在线监测装
置被焦作电厂,惠州电厂等电厂广泛使用。该设备在使用后可对发电机氢内漏
进行多点在线监测,有效的提高了安全性减少了非停情况发生。
该监测仪采用英国IGD公司纳米管束采样头,在保障氢高透过性的同时又具
有极高的油、水隔断性,不必担心内冷水箱满水位时浸泡探头、损坏仪器和设
备的问题。该设备可将待测环境氢气浓度信号转化为工业标准的4~20mA电流
信号远传输出。主机既可现场安装,也可远离现场安装,设RS485数字接口,
可与DCS连接。
对于此设备存在的问题包括:(1)部分大容量发电机内冷水箱采用充氮微正压
运行方式,其内冷水箱内往往存在氧气不足、氢气积累的问题,进而影响铂电
阻氢敏传感器的准确性,建议此类机组使用带有氧浓度补偿的传感器;(2)出现
漏氢状况后如探头长期处于漏氢环境中会减少使用寿命;(3)作为现场设备单独
使用时,仅记录每日浓度最大值,无法显示历史曲线,可对其功能进行改进发
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挥最大效能。
4.2HK-1
由华北电力试验研究院、中国科学半导体所和天津发电检修公司共同研发的
HK-1型发电机漏氢在线监测仪,具有在线监测氢冷发电机封闭母线以及油、水
系统中的漏氢浓度,显示测点氧浓度变化趋势,定额报警等功能。该设备属于
钯栅氢敏传感器型,由探头、二次仪表和连接电缆三部分组成。探头部分由氢
敏传感器和采样气室组成,探头主要部件为钯管,它作为氢敏元件具有对氢气
选择性好,灵敏度高、响应和恢复时间短、工作温度低以及气—电转换过程中
不消耗氢等优点。气室具有特制的透氢膜片,可以使氢气透过而阻住水分、灰
尘及油雾等对传感器的损害。
此类漏氢在线监测仪从89年投入使用,94年获得电力工业科技进步三等奖,
在华能北京热电等华北地区多家电厂使用,至今在许多电厂已使用多年,不仅
技术稳定成熟,现场反应也较好,能达到发电机漏氢状况在线监测的目的,为
漏氢点寻找和及时处理提供了根据。
由于钯管对氢气的敏感度是非线性的,这是其自身的一个缺点,在仪器中加
入了线性校正电路后可克服此缺点。此外钯管惧怕水汽、油和灰尘等的污染,
早期的钯管工作性能也不够稳定,工作时间长了会出现读数误差增大的所谓“慢
漂”现象,即无氢气浓度变化时仪表读数缓慢偏离原位,
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