需要发电厂,安全有效地生产电力。然而,在相对简单的变化中可能对电厂增加电力生产的能力产生重大影响,提高其整体安全性。
有许多植物依赖于大量储存的氢作为发电机的冷却气体,但这种方法可以导致发电机壳体中的风度损失和湿度积累。这些问题不仅影响了电力产量的效率,还会增加事故的风险。
图1。奥古斯塔港北部发电站从瓶装氢转换为现场氢气发生器,以供应两种260 MW涡轮机,具有冷却气体。
南澳大利亚港奥古斯塔港北部发电站(NPS)最近用现场氢气发电系统更换了其氢气储罐(图1)。这种简单的变化使得设施更安全并帮助公司提高了其发电效率。
交付氢气的问题
图2。安装了npsNel氢气H系列氢发电机,产生2nm3.超纯冷却气体每小时,仅使用电力和去离子水。
图3。一对Nel氢气稳定流量控制系统,以保持发电机内的最佳气体干燥度,压力和纯度。
Alinta Energy操作了一个520 MW燃煤电站,并在2010年安装了一组H系列氢气发生器(图2)和两个稳定流氢控制系统(图3),以供给其两个260 MW涡轮机,具有冷却气体。多年来,该电站接收了来自阿德莱德的氢气瓶供应。据达尔文ChellaChamy说,来自Alinta Energy的NPS的生产经理,每周该车站需要30个氢气气瓶,以填充其两个氢气的氢气。
最终,当有交付问题时,NPS从悉尼订购了氢气瓶。然而,从其天然气提供者与需要具有恒定的氢气供应的长距离意味着该站必须保持15个气缸。但是这个大量的气缸具有525磅的TNT爆炸性相当。此外,该车站必须符合不同的安全规定,以储存和处理大量氢气。
不纯的冷却气体导致风度摩擦损失
在NPS时,使用递送的氢气不允许涡轮机以其峰值效率运行。此外,供应给涡轮机的递送的气体不是纯氢。众所周知的事实:即使在氢气的纯度上降低均匀的降低导致涡轮发电机内的摩擦损失增加,而且又对电厂的效率直接影响。
空气的浓度超过14倍。因此,甚至低水平的空气可以显着增加气体的密度,而且反过来影响其去除热量的能力。
对于被氢气冷却的发电机外壳中捕获的每1%的空气,电力生产下降了250kW。由于二氧化碳为浓度为氢气的22倍,因此对电力生产具有更大的影响。不纯的氢导致收入损失或提高电厂的燃料成本。
氢露点
图4。涡轮机内的平均露点。
Chellachamy表示,氢气的露点是一个主要问题。NPS的氢气冷却系统只能在涡轮发电机壳体内充值氢气,而旧的气体干燥器未能在涡轮机在线时运行。这意味着当进入发电机壳体时气体非常湿润;这可能会造成一个主要问题,特别是在南澳大利亚的温暖气候中。优选地,氢露点应在约15℃至-20℃下,以确保未形成冷凝。图4显示了涡轮机内的平均露点。
下表显示了在安装氢气发生器之前和之后的平均露点和纯度。
表格1。氢发电机安装前后平均纯度和露点。
涡轮 |
发电机安装前的平均纯度(°C) |
发电机安装后的平均纯度(°C) |
阅读截至4/30/13 |
单元1 |
96.52% |
99.24% |
99.57 |
单元2 |
95.35% |
98.66% |
99.44 |
涡轮 |
发电机安装前的平均露点(°C) |
发电机安装后的平均露点(°C) |
阅读截至4/30/13(°C) |
单元1 |
-1.97 |
-3.23 |
-20.63 |
单元2 |
-11.18 |
-10.37 |
-23.26 |
湿度不仅提高了发电机壳体中的环境气体的密度,而且还可能导致涡轮机破坏。Chellachamy通知,如果水分进入转子保持环,它们可能会破裂和腐蚀,这可能导致灾难性的爆炸。来自油线,绝缘树脂和氢气的爆炸和火灾也可能复合损伤。因此,冷凝可以消灭涡轮机和损害运营商的安全性。
为了减少露点,NPS运算符试图冷却输送的氢气,并通过干燥剂干燥器通过气体;然而,它们只能达到约0°C的露点。水分问题与氢气中的杂质一起意味着NPS的发电机正在经历摩擦损失。这些损失通常以高于大气压和一些标称纯度开始的标称压力。
氢气供应需要最佳的露点,压力和纯度来增加发电机的输出。使用储存的氢气供应难以在NPS下控制这些变量。结果,两种风盘损失和费用都持续高。
现场氢气发电系统
Chellachamy通知NPS最初考虑更换其燃气干燥器。鉴于烘干设备非常昂贵,发现在使用稳定2020欧洲杯下注官网流量控制系统中购买质子交换膜(PEM)现场氢气产生更具成本效益,以确保使用的气体是纯干燥的穿过发电机的整个操作。
图5。涡轮机中的平均氢纯度。
现场PEM氢气发生器仅利用电力和去离子水,在440psig下产生99.9995%的纯度氢气(图5)。每个月,NPS而不是购买30个氢气气瓶,现在只需支付制作2 nm所需的电力和去离子水3.每小时氢气。为了控制每个发电机上的纯度,压力和湿度,NPS安装了一对质子现场的稳定流氢控制系统,用于蒸汽涡轮机。通过保持纯度和最佳的干燥,壳体中的损耗以及壳体中的水分并在环上最小化。
结论
现场一代意味着提高效率和安全性。全球的NPS和其他发电厂已经发现,使用现场发电机交换储存气体不仅可以节省费用,而且还可以实现安全和简化的操作。通过氢气发生器,NPS具有简单,安全且经济高效的方法来产生更多的电力。
该信息已采购,从NEL氢气提供的材料进行审查和调整。欧洲杯足球竞彩
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