Paghilamos sa Hydrogen sa usa ka Synchronous Generator

Pagsalak sa Hydrogen sa mga Synchronous Generator

Ang gas nga hydrogen gigamit isip cooling medium sa generator casing tungod sa iyang wala gyud ka compare nga cooling properties. Pero, importante nga ipahibalo nga ang pipila ka mixtures sa hydrogen ug hangin adunay dako ka explosive. Maari nga magresulta og explosive reaction kung ang mixture sa hydrogen-ug hangin naglakip gikan sa 6% hydrogen ug 94% hangin hangtod sa 71% hydrogen ug 29% hangin. Ang mga mixture nga may paabot sa 71% hydrogen dili na combustible. Sa praktikal nga aplikasyon, kasagaran gigamit ang 9:1 ratio sa hydrogen sa hangin sa dako kaayo nga turbo-alternators.

Key Aspects of Hydrogen Cooling

Advantages over Air Cooling

• Enhanced Cooling Performance: Ang gas nga hydrogen may mas taas kaayo nga thermal conductivity kaysa hangin. May 1.5 beses ka heat transfer capability ang hydrogen kaysa hangin, makapadali kini sa pag-cool sa mga komponente sa generator. Kini nga mabilis nga pag-dissipate sa heat makatabang sa pag-maintain sa optimal nga operating temperatures ug makareduce ang panganak sa overheating.

• Improved Windage, Efficiency, and Reduced Noise: Sa parehas nga temperatura ug presyon, ang density sa hydrogen mahimong 1/14th sa density sa hangin. Kapag ang rotating parts sa generator operasyon sa low-density hydrogen gas environment, ang windage losses minominsan. Isip resulta, ang overall efficiency sa machine ma-increase, ug ang noise nga gihatag sa operasyon gi-reduce, makatabang kini sa mas efficient ug mas quiet nga generator.

• Corona Prevention: Kapag ang hangin gigamit isip cooling medium, posible nga magresulta og corona discharge sa generator. Kini nga discharge produces substances sama sa ozone, nitrogen oxides, ug nitric acid, nga makatabang sa severe damage sa insulation sa generator. Sa katuyuan, ang hydrogen cooling effective sa pag-prevent sa corona effect, makapadayon sa lifespan sa insulation ug makareduce ang pangangailangan sa frequent maintenance ug replacement.

Limitations

• Costly Construction: Ang hydrogen-cooled alternators nangangailigan og mas mahal nga frames. Tungod kay kinahanglan nga implementar ang explosion-proof construction ug gas-tight shaft seals aron maprevent ang hydrogen leaks ug potential explosions. Kini nga additional safety features add sa overall manufacturing cost sa generator.

• Complex Gas Admission Process: Kinahanglan nga special precautions gamiton sa pag-introduce sa hydrogen sa alternator aron maprevent ang creation sa explosive mixtures. Duha ka common methods ang ginagamit:

• Gas Substitution: Unsa man ang air sa loob sa alternator ireplace sa carbon dioxide (CO2), ug then hydrogen introduced. Kini nga step-by-step process ensure nga ang explosive range sa hydrogen-air mixtures maprevent.

• Vacuum Pumping: Ang alternator unit evacuated sa 1/5th sa atmospheric pressure bago hydrogen admitted. Kini nagreduce sa presence sa air ug minimize ang risk sa explosive reaction sa panahon sa introduction sa hydrogen.

• Additional Cooling Requirements: Aron maputli ang heat gikan sa hydrogen, cooling coils carrying oil o water kinahanglan nga install sa loob sa generator casing. Kini nga coils essential sa pag-maintain sa proper temperature sa hydrogen samtang ito circulating sa machine.

• Capacity Limitations: Bisag may daghan ka advantages, ang hydrogen cooling insufficient sa large alternators nga may capacity nga mas taas sa 500 MW. Ang heat nga gihimo niining high-power machines nangangaili sa mas advanced cooling solutions, sama sa direct water cooling, aron mapasuportahan ang reliable operation.

Operational Details

Arin ang maprevent ang formation sa explosive hydrogen-air mixtures, ang hydrogen gas sa loob sa generator maintained sa pressure nga mas taas sa atmospheric pressure. Kini nga positive pressure maprevent ang inward seepage sa air, kini maka-contaminate sa hydrogen ug create a dangerous situation. Ang hydrogen cooling sa pressures 1, 2, ug 3 times sa atmospheric pressure makaincrease ang rating sa generator sa 15%, 30%, ug 40% respectively, compared sa iyang air-cooled rating.

Ang hydrogen cooling systems nangangaili sa fully sealed ug efficient circulating system. Special oil-sealed glands installed tali sa shaft ug casing. Kini nga glands play a crucial role sa pag-prevent sa hydrogen leakage ug air ingress. Tungod kay ang oil sa mga glands absorb both leaking hydrogen ug incoming air, kinahanglan nga regular nga purified aron maintain iyang effectiveness.

Ang hydrogen gas circulated tali sa rotor ug stator sa generator gamit ang blowers ug fans. Pagpasabot sa generator components, ang heated hydrogen directed over cooling coils located sa loob sa casing. Kini nga coils, nga mahimong filled sa either oil o water, absorb ang heat gikan sa hydrogen, cooling it down bago ito recirculated back sa generator.

Overall, ang hydrogen cooling offers several significant benefits over air cooling, including improved cooling efficiency, enhanced machine performance, ug extended insulation life. Pero, kini usab may iyang set of challenges ug limitations nga kinahanglan nga carefully managed aron mapasuportahan ang safe ug reliable operation sa generator.