Pamamalubag ng Hydrogen sa Synchronous Generator

Pamamalubos ng Hydrogen sa mga Synchronous Generator

Ang gas na hydrogen ay ginagamit bilang pamamalubos sa loob ng kaso ng generator dahil sa kanyang natatanging kakayahang magpalubog. Ngunit, mahalagang tandaan na ang ilang mga kombinasyon ng hydrogen at hangin ay lubhang pampaputok. Maaaring mangyari ang isang reaksyon na pampaputok kapag ang komposisyon ng hydrogen - hangin ay nasa 6% hydrogen at 94% hangin hanggang 71% hydrogen at 29% hangin. Ang mga kombinasyon na may higit sa 71% hydrogen ay hindi pampaputok. Sa praktikal na aplikasyon, karaniwang ginagamit ang rasyo na 9:1 ng hydrogen sa hangin sa mga napakalaking turbo - alternators.

Mga Pangunahing Aspeto ng Pamamalubos ng Hydrogen

Mga Kahanga-hangang Bagay sa Pagpapalubog gamit ang Hangin

• Mas Mahusay na Pamamalubos: Ang gas na hydrogen ay may mas mataas na thermal conductivity kumpara sa hangin. Ito ay may kakayahang i-transfer ang init na 1.5 beses kaysa sa hangin, na nagbibigay-daan sa mas mabilis na paglubog ng mga bahagi ng generator. Ang mabilis na paglabas ng init ay tumutulong upang panatilihin ang pinakamahusay na temperatura ng operasyon at mabawasan ang panganib ng sobrang init.

• Mas Maginhawang Paggalaw, Mas Mataas na Epektividad, at Mas Mababang Ingay: Sa parehong temperatura at presyon, ang densidad ng hydrogen ay humigit-kumulang 1/14th ng densidad ng hangin. Kapag ang mga naghahaliling bahagi ng generator ay gumagalaw sa maluwag na hangin ng hydrogen, mababawasan ang mga pagkawala ng lakas. Bilang resulta, tumaas ang kabuuang epektividad ng makina, at nabawasan ang ingay na nalilikha sa paggana, na nagbibigay-daan sa mas epektibong at tahimik na generator.

• Pag-iwas sa Corona: Kapag ang hangin ang ginamit bilang pamamalubos, maaaring mangyari ang corona discharge sa loob ng generator. Ang pag-discharge na ito ay nagpapadala ng mga sustansya tulad ng ozono, nitrogen oxides, at nitric acid, na maaaring malubhang masira ang insulasyon ng generator. Sa kabilang banda, ang pagpapalubog ng hydrogen ay epektibong nagpapaiwas sa epekto ng corona, na nagpapahaba ng buhay ng insulasyon at nagbabawas ng pangangailangan para sa madalas na pag-aayos at pagpapalit.

Limitasyon

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

• Komplikadong Proseso ng Pagpasok ng Gas: Kailangang gawin ang mga espesyal na pag-iingat sa pagpasok ng hydrogen sa alternator upang maiwasan ang paglikha ng pampaputok na mga kombinasyon. Ang dalawang karaniwang paraan ay:

• Gas Substitution: Una, ang hangin sa loob ng alternator ay inirereplace ng carbon dioxide (CO2), at pagkatapos ay ipapasok ang hydrogen. Ang proseso na ito ay nagbibigay-daan upang maiwasan ang explosive range ng mga kombinasyon ng hydrogen - hangin.

• Vacuum Pumping: Ang yunit ng alternator ay iniiwan sa 1/5th ng atmospheric pressure bago ipapasok ang hydrogen. Ito ay nagbawas ng presensya ng hangin at naging maliit ang panganib ng pagsabog sa panahon ng pagpasok ng hydrogen.

• Karagdagang Pangangailangan sa Pagpapalubog: Upang epektibong alisin ang init mula sa hydrogen, kailangang ilagay ang cooling coils na may oil o tubig sa loob ng kaso ng generator. Ang mga coil na ito ay mahalaga upang panatilihin ang tamang temperatura ng hydrogen habang ito ay umiikot sa makina.

• Limitasyon sa Kapasidad: Bagama't maraming mga kahanga-hangang bagay, ang pagpapalubog ng hydrogen ay hindi sapat para sa mga malalaking alternator na may kapasidad na higit sa 500 MW. Ang init na ginagawa ng mga high-power machines na ito ay nangangailangan ng mas advanced na solusyon sa pagpapalubog, tulad ng direct water cooling, upang matiyak ang maasahan na operasyon.

Detalye ng Operasyon

Upang maiwasan ang pagbuo ng pampaputok na mga kombinasyon ng hydrogen - hangin, ang gas na hydrogen sa loob ng generator ay pinanatili sa presyon na mas mataas kaysa sa atmospheric pressure. Ang positibong presyon na ito ay nagpapahinto sa pag-sipot ng hangin, na maaaring kontaminahin ang hydrogen at lumikha ng mapanganib na sitwasyon. Ang pagpapalubog ng hydrogen sa presyon na 1, 2, at 3 beses ng atmospheric pressure ay maaaring taasan ang rating ng generator ng 15%, 30%, at 40% kung ikukumpara sa air-cooled rating nito.

Ang mga sistema ng pagpapalubog ng hydrogen ay nangangailangan ng fully sealed at epektibong circulating system. Inilalagay ang mga espesyal na oil-sealed glands sa pagitan ng shaft at ng kaso. Ang mga gland na ito ay may mahalagang papel sa pagpapahinto ng pag-leak ng hydrogen at pagpasok ng hangin. Dahil ang oil sa mga gland na ito ay nagsasipsip ng leaking hydrogen at incoming air, kailangang purify ito nang regular upang panatilihin ang kanyang epektividad.

Ang gas na hydrogen ay iki-ikot sa rotor at stator ng generator gamit ang blowers at fans. Pagkatapos dumaan sa mga bahagi ng generator, ang mainit na hydrogen ay idirehe sa cooling coils na naka-locate sa loob ng kaso. Ang mga coil na ito, na maaaring puno ng oil o tubig, ay nagsasipsip ng init mula sa hydrogen, nagpapalamig nito bago ito ire-recirculate sa generator.

Sa kabuuan, ang pagpapalubog ng hydrogen ay nagbibigay ng maraming mahalagang benepisyo kumpara sa pagpapalubog ng hangin, kabilang ang mas mahusay na epektibidad ng pagpapalubog, mas mataas na performance ng makina, at mas mahabang buhay ng insulasyon. Ngunit, kasama rin nito ang kanyang sariling set ng hamon at limitasyon na kailangang ma-manage nang maingat upang matiyak ang ligtas at maasahang operasyon ng generator.