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1、SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院發(fā)電廠發(fā)電廠H2的安全技術(shù)的安全技術(shù) SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院山西電力科學(xué)研究院培訓(xùn)目的培訓(xùn)目的進進一一步步熟熟悉悉發(fā)發(fā)電電機機H2冷冷卻卻和和實實際應(yīng)用中應(yīng)掌握的際應(yīng)用中應(yīng)掌握的理論和原理理論和原理學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)交交流流事事故故案案例例，實實現(xiàn)現(xiàn)安安全全生產(chǎn)生產(chǎn)SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院山西電力科學(xué)研究院主要內(nèi)容主要內(nèi)容發(fā)電機冷卻發(fā)電機冷卻H2的性質(zhì)的性質(zhì)電2、解制電解制H2原理和設(shè)備原理和設(shè)備發(fā)電機發(fā)電機H2置換和運行置換和運行H2的分析與測量的分析與測量安全事項和事故案例安全事項和事故案例SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE發(fā)電機冷卻方式發(fā)電機冷卻方式冷卻方式冷卻方式單機容量（單機容量（MW)簡稱簡稱定子繞組定子繞組轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組定子鐵芯定子鐵芯 25 50 100 200 300 600 1200空外空外空3、外空外空空空外冷空外冷空外空外空內(nèi)空內(nèi)空空空內(nèi)冷空內(nèi)冷氫外氫外氫外氫外氫氫氫內(nèi)冷氫內(nèi)冷氫外氫外氫內(nèi)氫內(nèi)氫氫氫內(nèi)冷氫內(nèi)冷氫內(nèi)氫內(nèi)氫內(nèi)氫內(nèi)氫氫全氫冷全氫冷水內(nèi)水內(nèi)水內(nèi)水內(nèi)空空雙水內(nèi)冷雙水內(nèi)冷水內(nèi)水內(nèi)氫內(nèi)氫內(nèi)氫氫水氫氫水氫氫水內(nèi)水內(nèi)水內(nèi)水內(nèi)氫氫水水氫水水氫水內(nèi)水內(nèi)水內(nèi)水內(nèi)水內(nèi)水內(nèi)全水冷全水冷SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE發(fā)電機冷卻方式發(fā)電機冷卻方式目目前前最4、最常常見見的的發(fā)發(fā)電電機機冷冷卻卻方方式式-水水氫氫氫氫：定定子子繞繞組組水水內(nèi)內(nèi)冷冷，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子繞繞組組氫氫內(nèi)內(nèi)冷冷，定子鐵芯采用氫氣表面冷卻定子鐵芯采用氫氣表面冷卻氫氫氣氣的的冷冷卻卻：在在氫氫氣氣冷冷卻卻器器中中進進行行，和工業(yè)水發(fā)生熱交換和工業(yè)水發(fā)生熱交換SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE氫氣的性質(zhì)氫氣的性質(zhì) 熟熟悉悉掌掌握握和和自自覺覺應(yīng)應(yīng)用用氫氫5、氣氣相相關(guān)關(guān)性性質(zhì)質(zhì)是是預(yù)預(yù)防防事事故故發(fā)生的發(fā)生的最有效的手段最有效的手段。SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE氫氣的性質(zhì)氫氣的性質(zhì)氫氣是氫氣是無色、無味、無毒、窒息性無色、無味、無毒、窒息性氣體氣體氫氣密度氫氣密度0.0697g/L（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)），是（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)），是最輕最輕的一種氣體的一種氣體在氣體中氫氣在氣體中氫氣導(dǎo)熱能力最好導(dǎo)熱能力最好與空氣混和形成與6、空氣混和形成爆炸爆炸性氣體性氣體氫氣氫氣微溶于水微溶于水?dāng)U散性和滲透性強擴散性和滲透性強在自然界中絕大多數(shù)在自然界中絕大多數(shù)以化合物狀態(tài)存在以化合物狀態(tài)存在SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE氫氣的性質(zhì)氫氣的性質(zhì)氫氫氣氣是是無無色色、無無味味、無無毒毒、窒窒息息性性氣氣體體；氫氫氣氣微微溶溶于于水水，0100100體體積積水水只只能能溶溶解解2 2體體積積的7、的氫氫氣氣；擴擴散散性性和和滲透性滲透性強強在在自自然然界界中中絕絕大大多多數(shù)數(shù)以以化化合合物物狀狀態(tài)態(tài)存在存在SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE氫氣的性質(zhì)氫氣的性質(zhì)氣體氣體空氣空氣氫氣氫氣氮氣氮氣二氧化碳二氧化碳分子量分子量2922844相對密度相對密度10.06970.9661.52氫氣是氫氣是最輕最輕的一種氣體的一種氣體幾種氣體分子量和相對密度幾種氣8、體分子量和相對密度SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE氫氣的性質(zhì)氫氣的性質(zhì)氫氣是氫氣是最輕的一種氣體最輕的一種氣體應(yīng)用：應(yīng)用：（1）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子表表面面摩摩擦擦損損耗耗和和能能風(fēng)風(fēng)損損耗耗與與冷冷卻卻介介質(zhì)質(zhì)的的密密度成正比，度成正比，H2冷卻兩項損耗比空氣冷卻小約冷卻兩項損耗比空氣冷卻小約10倍。倍。（2）充充排排氫氫過過程程：H2從從發(fā)發(fā)電電機機上上部部進進9、入入，CO2空空氣氣從下部進入。從下部進入。（3）手手工工取取樣樣：取取H2樣樣品品，出出氣氣管管口口向向下下排排氣氣；取取CO2樣品出氣管口向上排氣。樣品出氣管口向上排氣。SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE氫氣的性質(zhì)氫氣的性質(zhì)氣體氣體空氣空氣氫氣氫氣氮氣氮氣CO2相對比熱容（按質(zhì)量）相對比熱容（按質(zhì)量）114.351.0460.848相對比熱容（按體積）10、相對比熱容（按體積）111.021.29相對熱導(dǎo)率相對熱導(dǎo)率16.961.080.638相對傳熱系數(shù)相對傳熱系數(shù)11.51.031.132在氣體中氫氣在氣體中氫氣導(dǎo)熱能力最好導(dǎo)熱能力最好幾種氣體冷卻介質(zhì)熱性能對比幾種氣體冷卻介質(zhì)熱性能對比SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE氫氣的性質(zhì)氫氣的性質(zhì)氫氣作為發(fā)電機冷卻氣體的氫氣作為發(fā)電機冷卻氣體的優(yōu)點優(yōu)點（1）比熱11、容大、熱導(dǎo)率大）比熱容大、熱導(dǎo)率大（2）黏度小、密度小）黏度小、密度小（3）介電強度高）介電強度高（4）無毒、無腐蝕性、化學(xué)穩(wěn)定）無毒、無腐蝕性、化學(xué)穩(wěn)定（5）價廉易得）價廉易得SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE氫氣的性質(zhì)氫氣的性質(zhì)易燃易爆易燃易爆是氫氣是氫氣最主要的化學(xué)性質(zhì)之一最主要的化學(xué)性質(zhì)之一H2+O2 H2Ol 燃燒燃燒l 爆炸爆炸SHANXI E12、LECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE氫氣的性質(zhì)氫氣的性質(zhì)在空氣中燃燒范圍（體積分?jǐn)?shù)在空氣中燃燒范圍（體積分?jǐn)?shù)%）4.075.0在空氣中爆轟范圍（體積分?jǐn)?shù)在空氣中爆轟范圍（體積分?jǐn)?shù)%）18.059.0在氧氣中燃燒范圍（體積分?jǐn)?shù)在氧氣中燃燒范圍（體積分?jǐn)?shù)%）4.6594.0在氧氣中爆轟范圍（體積分?jǐn)?shù)在氧氣中爆轟范圍（體積分?jǐn)?shù)%）18.358.9在空氣中著火溫度在空氣中著火溫度513、85在氧氣中著火溫度在氧氣中著火溫度560著火能（著火能（mJ）0.02燃燒熱燃燒熱kcal/(g.mol)68火焰溫度火焰溫度2045氫氣燃燒和爆炸性質(zhì)氫氣燃燒和爆炸性質(zhì)SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE氫氣的性質(zhì)氫氣的性質(zhì)易燃易爆易燃易爆是氫氣是氫氣最主要的化學(xué)性質(zhì)之一最主要的化學(xué)性質(zhì)之一l爆炸范圍寬爆炸范圍寬，空氣中，空氣中4.075.0%可引起爆炸14、。可引起爆炸。l雖雖然然著著火火溫溫度度高高，在在500以以上上，但但著著火火能能只只 有有0.02mJ0.02mJ，有，有很小火源就能引起著火和爆炸。很小火源就能引起著火和爆炸。l氫氫氣氣發(fā)發(fā)生生爆爆炸炸壓壓力力可可猛猛增增2020倍倍以以上上，當(dāng)當(dāng)遇遇到到障障礙礙物物時時反反射射壓壓力力是是入入射射壓壓力力的的2 23 3倍倍，沖沖擊擊波波是是超超音速的。音速的。SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC P15、OWER RESEARCH INSTITUTE氫氣的性質(zhì)氫氣的性質(zhì)防止氫氣爆炸的防止氫氣爆炸的關(guān)鍵關(guān)鍵是是控制濃度控制濃度和和杜絕明火杜絕明火重重點點在在檢檢修修過過程程、充充排排氫氫過過程程，還還應(yīng)注意運行過程周圍環(huán)境。應(yīng)注意運行過程周圍環(huán)境。SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE發(fā)電機內(nèi)冷水發(fā)電機內(nèi)冷水pH(25)電導(dǎo)率電導(dǎo)率 S/cmS/cm硬度硬度 m16、ol/Lmol/L含銅量含銅量 g/Lg/L7.09.02.087900.10.5105211SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE電解制電解制H2原理和設(shè)備原理和設(shè)備電解液質(zhì)量要求電解液質(zhì)量要求項目項目單位單位含量含量KOHg/L200260全鐵全鐵mg/L3Cl-mg/L800Na2CO3mg/L100 電解液中常添加少量電解液中常添加少量V2O5等添加劑17、，以便在電等添加劑，以便在電極表面生成一層具有緩蝕作用的保護膜，有利于防極表面生成一層具有緩蝕作用的保護膜，有利于防止電極板腐蝕和改變電極板表面狀態(tài)。止電極板腐蝕和改變電極板表面狀態(tài)。SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE電解制電解制H2原理和設(shè)備原理和設(shè)備電解制電解制H H2 2設(shè)備流程設(shè)備流程堿液堿液電解槽電解槽氫分離器氫分離器氧分離器氧分離器冷卻冷卻過濾18、過濾冷卻冷卻純水純水儲存儲存排放排放壓壓力力調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)水泵水泵循環(huán)泵循環(huán)泵H H2 2O O2 2SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE電解制電解制H2原理和設(shè)備原理和設(shè)備 應(yīng)注意的應(yīng)注意的安全事項安全事項：l 檢檢修修、啟啟動動必必須須按按規(guī)規(guī)程程置置換換并并化化驗驗 合格合格l 重視重視現(xiàn)場防火現(xiàn)場防火l 防止防止堿液灼傷堿液灼傷SHANXI ELECTRI19、C POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE發(fā)電機發(fā)電機H2置換和運行置換和運行 發(fā)發(fā)電電機機運運行行檢檢修修轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換時時，為為防防止止氫氫氣氣與與空空氣氣接接觸觸形形成成爆爆炸炸性性氣氣體體，必必須須用用一一種種中中間間氣氣體體使使氫氫氣氣與與空空氣氣隔隔開開，互互不不接接觸觸。常常用用的的中中間間氣氣體體是是二二氧氧化化碳碳，因因二二氧氧化化碳碳是是一一種種不不燃燃燒燒、不不助助燃燃的的惰20、惰性性氣氣體體，價價格格便便宜宜，密密度度比比氫氫氣氣和和空空氣氣重重得多，易于分離得多，易于分離。SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE發(fā)電機發(fā)電機H2置換和運行置換和運行所需氣體種類所需氣體種類 被置換氣體被置換氣體 需要氣體容積需要氣體容積 估計時間估計時間 CO2（純度（純度95%）空氣空氣 180m3 6h 氫氣氫氣（純度（純度96%）CO2 32021、 m3 4h 氫氣氫氣（純度（純度96%）氫氣壓力提高到氫氣壓力提高到0.4 MPa 440 m3 1h CO2（純度（純度95%）氫氣氫氣 240 m3 6h 無油壓縮空氣無油壓縮空氣 CO2180m3 4h某某600MW機組氣體置換所需氣體容積和時間機組氣體置換所需氣體容積和時間 SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE發(fā)電機發(fā)電機H2置換和運行置換和運行密22、封油系統(tǒng)密封油系統(tǒng) 為為防防止止發(fā)發(fā)電電機機氫氫氣氣向向外外泄泄漏漏或或漏漏入入空空氣氣，發(fā)發(fā)電電機機氫氫冷冷系系統(tǒng)統(tǒng)應(yīng)應(yīng)密密封封，但但發(fā)發(fā)電電機機大大軸軸要要穿穿過過機機殼殼兩兩端端轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動動，所所以以發(fā)發(fā)電電機機的的軸軸承承部部位位是是唯唯一一沒沒有有經(jīng)經(jīng)過過嚴(yán)嚴(yán)格格密密封封的的地地方方，一一般般都都采采用用油油密密封封裝裝置置。在在發(fā)發(fā)電電機機氫氫氣氣置置換換和和運運行行中中密密封油系統(tǒng)必須投入正常運行封油系統(tǒng)必須投入正常運行，保持：，保持：氫氣壓力氫氣壓力 空側(cè)密封油壓空側(cè)密封油壓 SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHAN23、XI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE發(fā)電機發(fā)電機H2置換和運行置換和運行安全注意事項：安全注意事項：l杜絕明火杜絕明火。l發(fā)電機發(fā)電機風(fēng)壓風(fēng)壓試驗必須試驗必須合格合格。l密封油密封油系統(tǒng)必須投入系統(tǒng)必須投入正常運行正常運行。l整整個個置置換換過過程程中中，發(fā)發(fā)電電機機內(nèi)內(nèi)保保持持一一定定的的壓壓力力（0.010.03MPa之間之間）。）。l置換置換速度不能太快速度不能太快。SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科24、學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE發(fā)電機發(fā)電機H2置換和運行置換和運行安全注意事項：安全注意事項：l當(dāng)當(dāng)發(fā)發(fā)電電機機為為氫氫氣氣冷冷卻卻運運行行時時，補補充充空空氣氣的的管管路路必必須須隔隔斷斷，并并加加嚴(yán)嚴(yán)密密的的堵堵板板；當(dāng)當(dāng)發(fā)發(fā)電電機機內(nèi)內(nèi)為為空空氣氣時時，補補充充氫氫氣氣的的管管路路也也應(yīng)應(yīng)隔隔斷斷，并加裝嚴(yán)密堵板并加裝嚴(yán)密堵板。SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANX25、I ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE發(fā)電機發(fā)電機H2置換和運行置換和運行安全注意事項：安全注意事項：l置置換換過過程程中中氣氣體體排排出出管管道道及及氣氣體體不不易易流流通通的的死死區(qū)區(qū)，特特別別是是氫氫干干燥燥器器，密密封封油油箱箱，和和發(fā)電機下液位信號器等處，發(fā)電機下液位信號器等處，應(yīng)勤排放應(yīng)勤排放。l必必須須進進行行多多次次分分析析測測試試，保保證證化化驗驗測測試試結(jié)結(jié)果果真實可靠真實可靠。SHANXI ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE山西電力科學(xué)研究院山西電力科學(xué)研究院