کندانسور های توربینی در بیش از ۱۰۰ سال پیش که وارد عرصه کاری شدند با هوا خنک می شدند، با این حال همچنان که خروجی واحد ژنراتور افزایش پیدا کرد نیاز به خنک کاری موثر افزایش یافت. این نیاز منجر به تکمیل ژنراتورهایی شد که با هیدروژن و آب خنک می شدند. هدایت حرارتی هیدروژن هفت برابر هوا بوده و با همان فشار مطلق چگالی آن یک دهم هواست.

ژنراتور

از مهمترین ویژگی های استفاده از هیدروژن میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

1ـ چون قدرت خنک کنندگی هیدروژن نسبت به هوا زیاد است ، در نتیجه می‌توان ژنراتورهای سنگین‌تر و با قدرت بیشتری ساخت . همچنین با توجه به عدم نیاز به خنک کننده‌های خنک کنندگی ، فونداسیون کوچکتر می‌شود . لازم به ذکر است که قابلیت هدایت گرمایی هیدروژن تقریباً ۷ برابر هوا است .
۲ ـ چون در منافذ داخل ژنراتورها اکسیژن وجود ندارد ( به علت پر بودن ژنراتور از گاز ازت یا گاز کربنیک ) عمر قسمت‌های عایق کاری سیم پیچ‌ها اضافه می‌شود .همچنین به علت عدم وجود هوا در هنگام ایجاد قوس الکتریکی ، امکان به وجود آمدن اسیدنیتریک وجود ندارد . در نتیجه ، استفاده از هیدروژن ، ضریب اطمینان کار کرد ژنراتور را افزایش می‌دهد.

۳ ـ خطر آتش سوزی کاهش می‌یابد ، زیرا هیدروژن خالص غیر قابل انفجار است ؛ در نتیجه در ژنراتورهایی که توسط گاز هیدروژن خنک می‌شوند ، استفاده دستگاه اطفاء حریق الزامی نیست .
۴ ـ به علت استفاده از هیدروژن ، محفظه‌های ورود هیدورژن کاملاً آب بندی می‌شوند و امکان ورود گرد و خاک و رطوبت وجود ندارد . در نتیجه تعمیرات ژنراتور کم می‌شود .
۵ ـ وزن مخصوص هیدروژن در مقایسه با هوا بسیار کم است ( حدود ۱۴ برابر سبکتر از هوا است ) و این امر باعث می‌شود که تلفات ناشی از اصطکاک ژنراتور ، ۸ الی ۱۰ % کاهش یابد و ضریب بهره ژنرانورهایی که با هیدروژن خنک می‌شوند ، سر و صدای ژنراتور نسبت به ژنراتورهای با سیال خنک کننده هوا کمتر می‌گردد .

هیدروژنی که توسط آن ، پوسته ژنراتور پر می‌شود ، در صورتی که به شکل مخلوط با هوا در آید ( به نسبت ۱ به ۴ تا ۷۴ % ) و در صورت وجود بخار روغن ( به نسبت ۲ به ۳ تا ۵/۸۱ % ) مخلوط قابل انفجاری ایجاد می‌شود .

بنابراین در ژنراتورهایی که توسط هیدروژن خنک می‌شوند ، باید بدنه آن از فولاد غیر قابل نفوذ ساخته شود و مسیر گاز خنک کننده در داخل ژنراتور کاملاً آب بندی شود . همچنین آب بندی شین‌های خروجی ژنراتور و آب بندی در پوش‌های سردکن گاز و آب بندی دریچه‌ها و قسمت‌های مجزا که به هم وصل می‌شود ، نیز باید کاملاً تأمین گردند .
اما مشکل اصلی در آب بندی ژنراتور ، محلی در بین محور روتور و محافظ‌های انتهایی استاتور می‌باشد .

برای این منظور ، از گلندهای آب بندی شونده به وسیله روغن استفاده می‌شود . این گلندها در هر طرف انتهای روتور واقع است . یک پمپ کوچک برای برقراری آب بندی در مواقعی که توربین کار نمی‌کند ، تدارک دیده می‌شود که روغن آن از سیستم روغن کاری توربین تأمین می‌گردد . به عنوان نمونه در نیروگاه شهید محمد منتظر قائم ، روتور و استاتور به وسیله هیدروژن خنک می‌شوند ، و هیدروژن هم توسط چهار خنک کننده آبی که در چهار گوشه استاتور قرار دارند ، خنک می‌شود . در طرف روتور نیز فن‌های سیرکولاسیون گاز هیدروژن نصب شده است . همچنین برای آب بندی گاز هیدروژن در دو طرف ژنراتور از آب بندی به وسیله روغن استفاده می‌شود .

برای این منظور ، از گلندهای آب بندی شونده به وسیله روغن استفاده می‌شود . این گلندها در هر طرف انتهای روتور واقع است . یک پمپ کوچک برای برقراری آب بندی در مواقعی که توربین کار نمی‌کند ، تدارک دیده می‌شود که روغن آن از سیستم روغن کاری توربین تأمین می‌گردد . به عنوان نمونه در نیروگاه شهید محمد منتظر قائم ، روتور و استاتور به وسیله هیدروژن خنک می‌شوند ، و هیدروژن هم توسط چهار خنک کننده آبی که در چهار گوشه استاتور قرار دارند ، خنک می‌شود . در طرف روتور نیز فن‌های سیرکولاسیون گاز هیدروژن نصب شده است . همچنین برای آب بندی گاز هیدروژن در دو طرف ژنراتور از آب بندی به وسیله روغن استفاده می‌شود .

 

نشت H2 ممکن است از کارایی موثر ژنراتور جلوگیری کند و در برخی موارد باعث ایجاد قطعی برق می شود. از جمله مناطق احتمالی نشت H2 در اطراف یک ژنراتور ، اتصالات فلنج دار روی استاتور شامل بوش های ولتاژ بالا ، محفظه های مهر و موم و فلنج های لوله است. همچنین ممکن است نشتی در اطراف رابط های کولر ، جوش ، سر پیچ و محافظ انتهایی ایجاد شود. محفظه یاتاقان در سپرهای انتهای بیرونی ، بسته بندی ترمینال روتور ، مجموعه کلکتور و همچنین غدد ساخته شده برای نفوذ سیم کشی ابزار دقیق نیز ممکن است در برابر نشت حساس باشد. اتصالات جوش و اتصالات جوشکاری دیگر ممکن است منابع نشتی و همچنین سیستم تخلیه روغن مهر و موم شده ، لوله کشی گاز و کابینت هیدروژن باشد. اگر ژنراتور یک ژنراتور خنک شده با آب باشد ، سیم پیچ های مایع خنک کننده استاتور نیز ممکن است منبع نشت باشد.

نشت H2 به سختی قابل تشخیص است زیرا H2 در ساختار مولکولی بی رنگ ، بی بو ، متقارن است و به دلیل چگالی کم هنگام نشت در جو به سرعت از بین می رود. چالش های فنی در نظارت و تشخیص نشت احتمالی H2 در شناسایی محل دقیق نشت H2 در یک ژنراتور توربین ، به ویژه در مناطق غیرقابل دسترسی و محدود فضا نهفته است. به طور معمول ، نشت هیدروژن زمانی مشخص می شود که تولید کننده هیدروژن بیشتری از حد معمول مصرف می کند. در این سناریو اپراتورها از وجود نشتی آگاه هستند ، اما محل نشت مشخص نیست.

مجموعه helitek با داشتن پیشرفته ترین و حساس ترین دستگاه های نشت یاب هیدروژن و هلیوم قابلیت تشخیص و جانمایی کوچکترین نشتی ها را دارا می باشد. جهت اطلاع از نحوه اجرای نشت یابی هیدورژنی-هلیومی ژنراتور های هیدروژن خنک با ما تماس بگیرید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *