Reinheit des Wasserstoffs in wasserstoffgekühlten Generatoren

Der Panametrics XMTCpro Wärmeleitfähigkeitsanalysator ist perfekt für diese Anwendung geeignet.

Zusammenfassung:

Wasserstoff wird aufgrund seiner hohen Wärmeleitfähigkeit und geringen Viskosität als Kühlmedium in großen Stromgeneratoren eingesetzt. Dadurch werden Wirkungsgradverluste durch erhöhten Luftwiderstand am Rotor des Generators vermieden. Die genaue Messung des Wasserstoffs und anderer Gase, die für die regelmäßige Spülung erforderlich sind, ist für die Sicherheit, Effizienz und langfristige Zuverlässigkeit des Generators von entscheidender Bedeutung.

Anwendung:

Die hohe Rotationsgeschwindigkeit der Rotoren mit großem Durchmesser erzeugt Wärme; daher benötigt die Rotorseite des Generatorsatzes hohe Kühlraten und einen geringen Widerstand, um effizient zu sein. Wasserstoff ist die bevorzugte Kühlmethode, da seine niedrige Viskosität Wind- und Effizienzverluste reduziert und seine hohe Wärmeleitfähigkeit eine schnelle Wärmeabfuhr ermöglicht. Der Wasserstoff wird aus dem Generator in ein geschlossenes Trockner- und Kühlsystem gepumpt, bevor er wieder in den Generator gelangt.

Eine Verunreinigung mit Luft muss vermieden werden, um die Explosionsgefahr zu mindern, ein frühzeitiges Versagen der mechanischen Komponenten zu verhindern und die Ineffizienz zu verringern. Eine Verringerung der Wasserstoffreinheit von 97 % auf 95 % kann z. B. dazu führen, dass die Windungsverluste um 32 % steigen.

Der Entzug von Sauerstoff verringert auch die mögliche Beschädigung der Wicklungsisolierung durch Koronaentladungen.

Die Herausforderung:

Die Herausforderung für den Kunden besteht also darin, sicherzustellen, dass sein Wasserstoffsystem mit geschlossenem Kreislauf über eine genaue und zuverlässige Messung der Wasserstoffreinheit verfügt, damit die Sicherheit und Effizienz des Generatorsatzes erhalten bleibt. Während die Kunden in der Regel die Wasserstofflecks in die Atmosphäre außerhalb des Generators mit Umgebungsmonitoren messen, wird in erster Linie die Reinheit innerhalb des geschlossenen Kreislaufsystems gemessen.

Während der regelmäßigen Wartungsintervalle ist es außerdem erforderlich, das Generatorgehäuse zu betreten und in die Atmosphäre zu entlüften. Um die Explosionsgefahr einer Vermischung von Wasserstoff mit Luft zu vermeiden, wird ein Spülsystem eingesetzt, das den Wasserstoff zunächst durch ein Inertgas wie CO2 verdrängt. Wenn die Messung bestätigt, dass der Wasserstoff verdrängt worden ist, wird das CO2 wiederum mit Luft verdrängt, um die Wartung zu ermöglichen. Auch hier gilt: Erst wenn durch eine genaue Messung bestätigt wird, dass Luft vorhanden ist, kann die Wartung sicher durchgeführt werden.

Die Lösung:

Der Panametrics XMTCpro Wärmeleitfähigkeitsanalysator ist für diese Anwendung perfekt geeignet. Diese Lösung hat den zusätzlichen Vorteil, dass sie die beiden anderen Gasbereiche während der Anfahrspülung und der Abfahrspülung messen kann. Während der Inbetriebnahme wird das Panametrics XMTCpro auf die Messung von Luft in CO2 eingestellt. Wenn das Analysegerät eine volle CO2-Atmosphäre bestätigt, wird der Wasserstoff eingeleitet und das XMTCpro auf die Messung von H2 in CO2 eingestellt. Wenn eine vollständige Verdrängung erreicht ist, wird das Analysegerät auf eine Luft-Wasserstoff-Messung eingestellt.

Zum Abschalten wird der Prozess umgekehrt, und das XMTCpro-Analysegerät misst und bestätigt erneut die Spülung der relevanten Gase.

Vorteile:

- Die Lösung von Panametrics, einem Unternehmen von Baker Hughes, bietet einen äußerst robusten Analysator, der alle erforderlichen Messbereiche abdecken kann. Die hohe Zuverlässigkeit wird dadurch erreicht, dass die Panametrics-Analysatoren keine beweglichen Teile haben und sich in der Industrie bewährt haben.

- Schlüsselfertige Lösung mit umfassenden Möglichkeiten zur Handhabung von Probenahmen

- Einfache Kalibrierung vor Ort

Anwendungsspezifikationen:

- 80% - 100% H2 in Luft für den regulären Betrieb

- 0% - 100% Luft in CO2 für Spülung/Spülung

- 0% - 100% CO2 in H2 für Spülung/Spülung