Pamamaraan ng Paggamit ng Hydrogen para sa Paggamot ng Synchronous Generator

Pamamalubhasa ng Hidroheno sa Mga Synchronous Generator

Ang gas na hidroheno ay ginagamit bilang pamamalubhasa sa loob ng mga kaso ng generator dahil sa kanyang natatanging kakayahan sa pagpapalamig. Ngunit, mahalagang tandaan na ang ilang kombinasyon ng hidroheno at hangin ay labis na mapanganib. Maaaring mangyari ang isang reaksyong pumuputok kapag ang kombinasyon ng hidroheno at hangin ay naglalaman ng anumang 6% hidroheno at 94% hangin hanggang 71% hidroheno at 29% hangin. Ang mga kombinasyon na may higit sa 71% hidroheno ay hindi mabubusog. Sa praktikal na aplikasyon, karaniwang ginagamit ang ratio na 9:1 ng hidroheno sa hangin sa mga napakalaking turbo-alternators.

Mga Pangunahing Aspeto ng Pamamalubhasa ng Hidroheno

Mga Bentahe sa Pagpapalamig ng Hangin

• Mas Mahusay na Kakayahan sa Pagpapalamig: Ang gas na hidroheno ay may mas mataas na thermal conductivity kumpara sa hangin. Mayroon itong 1.5 beses ang kakayahan ng paglipat ng init ng hangin, na nagbibigay-daan sa mas mabilis na pagpapalamig ng mga bahagi ng generator. Ang mabilis na paglipat ng init na ito ay tumutulong upang panatilihin ang optimal na temperatura ng operasyon at bawasan ang panganib ng sobrang init.

• Mas Mahusay na Windage, Efisiensi, at Mas Mababa ang Ingay: Sa parehong temperatura at presyon, ang densidad ng hidroheno ay humigit-kumulang 1/14th ng densidad ng hangin. Kapag ang mga naka-rotate na bahagi ng generator ay gumagana sa low-density na environment ng gas na hidroheno, pinipigilan ang windage losses. Dahil dito, ang pangkalahatang efisiensi ng makina ay lumalaki, at ang ingay na nabubuo sa panahon ng operasyon ay nababawasan, na nagreresulta sa mas efektibong at mas tahimik na generator.

• Paghuhuli ng Corona: Kapag ang hangin ang ginagamit bilang pamamalubhasa, maaaring mangyari ang corona discharge sa loob ng generator. Ang paglabas na ito ay bumubuo ng mga substansiya tulad ng ozono, nitrogen oxides, at nitric acid, na maaaring malubhang sira ang insulasyon ng generator. Sa kabaligtaran, ang pamamalubhasa ng hidroheno ay epektibong nagpapahinto ng corona effect, na nagpapahaba ng buhay ng insulasyon at nagbabawas ng pangangailangan para sa madalas na pag-aayos at palitan.

Limitasyon

• Mahal na Konstruksyon: Ang mga alternator na may pamamalubhasa ng hidroheno ay nangangailangan ng mas mahal na frames. Ito ay dahil sa kinakailangang ipatupad ang explosion-proof na konstruksyon at gas-tight shaft seals upang iwasan ang pag-leak ng hidroheno at potensyal na pagsabog. Ang mga karagdagang safety features na ito ay idinadagdag sa kabuuang gastos ng paggawa ng generator.

• Komplikadong Proseso ng Paggabay ng Gas: Kailangan ng espesyal na pag-iingat sa pagpapasok ng hidroheno sa alternator upang maiwasan ang pagbuo ng explosive mixtures. Dalawang karaniwang pamamaraan ang ginagamit:

• Gas Substitution: Una, inirereplace ang hangin sa loob ng alternator ng carbon dioxide (CO2), at pagkatapos ay ipinasok ang hidroheno. Ang proseso na ito ay sigurado na iwasan ang explosive range ng mixture ng hidroheno-hangin.

• Vacuum Pumping: Inevacuate ang unit ng alternator hanggang 1/5th ng atmospheric pressure bago ipasok ang hidroheno. Ito ay nagbawas ng presensya ng hangin at nagminimize ng panganib ng isang explosive reaction sa panahon ng pagpasok ng hidroheno.

• Karagdagang Pangangailangan sa Pagpapalamig: Upang epektibong alisin ang init mula sa hidroheno, kailangang ilagay ang mga cooling coils na nagdadala ng langis o tubig sa loob ng casing ng generator. Ang mga coils na ito ay mahalaga upang panatilihin ang tamang temperatura ng hidroheno habang ito ay umiikot sa machine.

• Limitasyon sa Kapasidad: Bagama't may maraming bentahe, ang pamamalubhasa ng hidroheno ay hindi sapat para sa malalaking alternators na may kapasidad na higit sa 500 MW. Ang init na ibinubunga ng mga high-power na machines na ito ay nangangailangan ng mas advanced na solusyon sa pagpapalamig, tulad ng direct water cooling, upang matiyak ang maaswang operasyon.

Mga Detalye ng Operasyon

Upang maiwasan ang pagbuo ng explosive mixture ng hidroheno-hangin, ang gas na hidroheno sa loob ng generator ay inaasikaso sa presyon na mas mataas kaysa sa atmospheric pressure. Ang positive pressure na ito ay nagpapahinto sa pagpapasok ng hangin, na maaaring kontaminahin ang hidroheno at lumikha ng mapanganib na sitwasyon. Ang pamamalubhasa ng hidroheno sa presyon na 1, 2, at 3 beses ang atmospheric pressure ay maaaring taasan ang rating ng generator ng 15%, 30%, at 40% kung ikukumpara sa air-cooled na rating nito.

Ang mga sistema ng pamamalubhasa ng hidroheno nangangailangan ng ganap na sealed at epektibong circulating system. Inilalagay ang mga espesyal na oil-sealed glands sa pagitan ng shaft at casing. Ang mga glands na ito ay may mahalagang papel sa pagpipigil ng pag-leak ng hidroheno at pagpasok ng hangin. Dahil ang langis sa mga glands na ito ay sumasipsip ng leaking hidroheno at incoming hangin, kailangang regular na linisin ito upang panatilihin ang kanyang epektividad.

Ang gas na hidroheno ay iniiikot sa rotor at stator ng generator gamit ang mga blower at fan. Pagkatapos lumampas sa mga bahagi ng generator, ang mainit na hidroheno ay inidirekta sa mga cooling coils na nasa loob ng casing. Ang mga coils na ito, na maaaring punuan ng langis o tubig, ay sumasipsip ng init mula sa hidroheno, nagpapalamig nito bago ito muling iikot sa generator.

Sa kabuuan, ang pamamalubhasa ng hidroheno ay nagbibigay ng maraming mahalagang bentahe kumpara sa pagpapalamig ng hangin, kabilang ang mas mahusay na efisiensi sa pagpapalamig, mas mahusay na performance ng makina, at mas mahabang buhay ng insulasyon. Ngunit, kasama rin nito ang kanyang sariling set ng hamon at limitasyon na kailangang mapag-ingatan nang maingat upang matiyak ang ligtas at maaswang operasyon ng generator.