浅析氢冷发电机氢气爆炸的原因以及预防

１ 氢气爆炸的形成机理
①氢气爆炸是指在一定 的密闭空间内部 ， 氢气的含量 在爆炸极 限范围内遇到火源达到其点火能量时 ， 在极短的 时间内迅速完成燃烧并放出大量的热量 ， 同时引燃周围的 混合气体燃烧 ， 使产生 的水蒸气体积膨胀 ， 空间 内的压力 急剧增大。 ②氢气爆炸的条件 ： 其一 ， 氢气与空气 的混合物处于 定的不流通的容器 中。 其二 ， 引起可燃气体爆炸的最低 含量为爆炸下限 ， 相应地能引起爆炸的最高含量为爆炸上
③由于密封油的油源来 自于润滑油系统 ， 而润滑油系
或者冷却器发生泄露致使冷却水漏 进行实时监控 ， 前提是这些设备能够正 常工作 。 为了提取 统的油中含水量较高 ， 入密封油中时 ， 故而导致密封油中的含水量也较高 ， 夏季 ， 发 电机 内部较低位置的氢气 ， 使所取得氢样真实地反映机 密封 内的氢气纯度 ， 一般将发 电机 内的氢气纯度取样测点安装 当密封油冷却器的冷却水温较高且冷却效果不好时 ， 油温较高 ， 又 由于氢侧密封油压高于机 内氢压０ ． ０ ３ ５ Ｍ Ｐ ａ ， 在距离发电机最低处约１ ５ ｃ ｍ 高的位置。
２ 发电机内氢气纯度不合格原因分析
为了防止发电机氢气系统爆炸现象 的产生 ， 需要严格 大量 的 氢侧 密 封 油 串入到 空 侧 密 封油 中使 得 氢 侧 密 封 油 控制氢气爆炸形成的各种因素。 ２ ． １ 取样管、 氢气纯度仪和氢气纯度变送器、 Ｄ Ｃ Ｓ 远 方监 箱油位下降 ，为维持油位氢侧密封油箱 的 自动补油阀打 开， 不断地有溶解有大量空气的空侧密封油补入到氢侧密 控装 置 封油油箱进入到氢侧密封油系统 中， 溶解有空气的密封油 这套监控装置是提前发现发电机 内氢气纯度不正常 与氢气返 回至发 电机 内， 污染 了发 从而进一步消除发电机 内氢气爆炸 的关键 。 目前所制造的 在消泡箱内析 出空气 ， 氢冷发电机组 ， 都安装有氢气纯度仪 和取样管 、 氢气纯度 变送器 ， 采用这些设备可不间断的对发电机内氢气纯度值
（ 广州华润热电有限公司， 广东 广州 ５ １ １ １ ４ ０ ０ ）
摘 要： 氢气爆 炸是 比较 常见且难 以避免 的现 象， 文章 阐明 了氢气爆 炸的危 害 ， 分析 了氢气爆炸 的原 因 ， 结合 生产 实际探 讨 了
解 决 问题 方 法。 供 同类型 氢冷发 电机 的维护 和调 整参考 。
第 ３ ２卷第 ９期
Ｖ０ １ ． ３ ２ Ｎｏ． ９ＧＩ ＣＡＬ ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ ＯＦ ＥＮＴＥＲＰＲＩ ＳＥ
２ ０ １ ３ 年 ３ 月
Ｍａ ｒ ． ２ ０１ ３
浅析 氢冷 发 电机 氢 气爆 炸 的原 因以及 预 防
余 国东
使密封油内的水份等气体物质逐步缓慢蒸发 ， 散发串人至 降低发 电机 内氢气纯度。 ①在发电机停运７ ｄ 及以上后按规程要求需进行气体 发 电机 内， ④发电机解列灭磁后 ， 发 电机的定子电流及转子电流 置换即先用二氧化碳置换掉发 电机 内的空气再用氢气置 突降至０ ， 发 电机定转子铁芯及线圈发热量 急剧减少 ， 若氢 作者简 介 ： 余 国 东， 广 州华润 热 电有 限公 司。 冷器的冷却水未及时退运 ， 氢冷器氢气侧会在发电机 内结 ２ ． ２ 发电机启动时气体置换过程引起氢气系统污染
关键 词 ： 氢 气爆 炸 ； 原理； 纯度 不合 格原 因； 措 施
中图 分 类 号 ： Ｔ Ｍ ３ １ １
文 献 标 识码 ： Ａ
文 章 编号 ： １ ０ ０ ６ — ８ ９ ３ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ９ — ０ １ ０ ０ — ０ ２
氢气是氢冷发电机组的发 电机的良好 的冷却介质 ， 被 换二氧化碳的过程 中，未严格执行操作规程充排放气体 ， 用来冷却发 电机的定子铁芯 、 转子铁 芯及转子线圈 ， 若氢 用二氧化碳置换空气时二氧化碳的纯度不合格 即残存有
一
限。 爆炸下限至爆炸上限之间的含量为该可燃气体爆炸范 围。 氢气是一种可燃气体 ， 在空气 中的爆炸范围为４ ． ０ ％～ ７ ５ ． ６ ％， 即当空气 中的氢气含量在此 范围内 ， 一旦遇到火 源 即发生爆炸 。 其三 ， 有明火时触发氢气着火的温度不小 于７ ０ ０℃或最低引爆氢气 的能量达Ｎｏ ． ０ ２ Ｍ Ｊ 。
冷发 电机组氢气系统发生爆炸 ， 可损坏密封 油系统 、 发电 不小 于１ ０ ％的空气 ， 用氢气置换二氧化碳过程 中氢气 的纯 机内风挡 、 发电机定子 、 转子线 圈， 甚至是导致机组停运 、 度不合格即氢气的纯度低于９ ６ ％， 使得氢气 中混杂有其它 人员伤亡 ， 会给 电厂造成巨大 的经济损失 ， 因此有必要对 气体而纯度较低 。 氢气爆炸 的形成机理进行研究 ， 进而提出防止氢气爆炸的 措施 。 ②在发电机气体置换时 ， 较矮处位置的死角 ， 如发 电
电机 内的氢气 。
机下部三相引出线 出线套管、 ０ ｍ的氢气干燥器等位置较 低部位 ， 未对死角进行排污， 有部分密度较大的气体如Ｃ ０ ： 残 留在发电机内 ， 降低 了氢气纯度 。 ③在进行气体置换时操作方法有误 ， 不能将发电机内 的空气排干净 。 由于Ｃ Ｏ 的密度 比空气大 ， 在用Ｃ Ｏ 置换空 气时 ， 在发电机底部缓慢充人Ｃ Ｏ ： ， 从顶部将发 电机 内的空 气逐步排 出， 在发电机顶部取样检测发电机 内Ｃ Ｏ ２ 纯度达 ９ ０ ％后 ， 判断机内空气确 已排净 ， 然后再充入氢气 。 从发电 机顶部缓慢充入氢气将二氧化碳与空气的混合气体从发 电机底部排 出，当发电机所取样的氢气纯度达９ ６ ％时， 氢 气纯度合格最后将机 内氢压充至额定压力 ， 整个气体置换 完成 。 若在此置换过程 中， 操作方法不正确 、 操作时操作过 快、 没有对死角排污， 都会使发 电机内氢气纯度不合格。 ２ ． ３ 在正常运行过程中氢气系统受到污染 ①在用Ｐ Ａ Ｌ Ｌ 真空滤油机的真空去除杂质气体的密封 油系统中， 空气漏入真空系统 ， 与回收 的氢气 一起返 回机 内污染机内的氢气 ， 导致了氢气纯度的下降。 ②在双流环式密封瓦的发电机 的密封油系统 中， 氢侧 油密封油压高出空侧密封油压较多（ 远远超过５ ０ ０ Ｐ ａ ） 时，