關(guān)于電廠發(fā)電機(jī)漏氫的那點(diǎn)事……
一、氫氣
氫氣(Hydrogen)是世界上已知的最輕的氣體。它的密度非常小,只有空氣的1/14,即在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,0℃下,氫氣的密度為0.0899g/L。
氫氣一種重要的工業(yè)氣體。無色、無味、無臭、易燃。常壓下沸點(diǎn)-252.8℃,臨界溫度-239.9℃,臨界壓力1.32MPa,臨界密度30.1g/l。在空氣中含量為4%~74%(體積)時(shí),即形成爆炸性混合氣體。氫在各種液體中溶解甚微,難溶于液化。液態(tài)氫是無色透明液體,有超導(dǎo)性質(zhì)。氫是最輕的物質(zhì),與氧、碳、氮分別結(jié)合成水、碳?xì)浠衔铩钡?。天然氣田、煤田以及有機(jī)物發(fā)酵時(shí)也含有少量的氫。
氫氣和一氧化碳的混合氣體是重要的化工原料──合成氣。氫氣在催化劑存在下與有機(jī)物的反應(yīng)稱為加氫,是工業(yè)上一種重要的反應(yīng)過程。
二、汽輪發(fā)電機(jī)組采用氫氣冷卻有何優(yōu)點(diǎn)
氫氣是比重最小的氣體之一,因此通風(fēng)損耗低,汽輪發(fā)電機(jī)組中的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上的風(fēng)扇機(jī)械效率高,氫氣的導(dǎo)熱系數(shù)大,能將發(fā)電機(jī)的熱量迅速導(dǎo)出,冷卻效率高。氫氣不能助燃。發(fā)電機(jī)內(nèi)充入的含氧量小于2%,所以一旦發(fā)電機(jī)繞組擊穿時(shí)著火的危險(xiǎn)性很小。
所以汽輪發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)要采用氫氣冷卻。
三、發(fā)電機(jī)漏氫原因分析及對(duì)策
(一) 原因分析
發(fā)電機(jī)漏氫的原因很多,一般來說,常見的主要有如下幾種:
1. 氫氣系統(tǒng)管道、閥門漏氫,比如管道裂縫、閥門門桿泄漏、排污門、取樣門自身內(nèi)漏、表計(jì)接頭等。
2. 發(fā)電機(jī)本體端蓋、人孔、手孔外漏。
3. 發(fā)電機(jī)測(cè)溫元件密封不良,造成漏氫。
4. 轉(zhuǎn)子導(dǎo)電螺釘處密封不良造成漏氫。
5. 氫冷器端蓋法蘭泄漏。
6. 密封瓦座密封墊老化,氫氣漏入油室內(nèi)。
7. 氫氣通過水電連接管和定子線棒漏至定冷水內(nèi)。
8. 氫冷器銅管砂眼或脹口泄漏,導(dǎo)致氫氣漏入冷卻水中。
9. 發(fā)電機(jī)出線套管自身有砂眼、法蘭澆注粘接材料質(zhì)量查、密封墊未墊好或有裂紋,導(dǎo)致氫氣漏入封閉母線箱內(nèi)。
10. 密封瓦間隙過大或軸頸磨損嚴(yán)重以及油氫壓差不夠,導(dǎo)致氫氣沿軸頸泄漏。
(二)運(yùn)行、維護(hù)對(duì)策:
1. 嚴(yán)密監(jiān)視氫壓、氫溫的變化,在發(fā)電機(jī)負(fù)荷、氫溫、水溫相對(duì)穩(wěn)定的情況下,如氫壓發(fā)生大幅度下降,應(yīng)全面檢查氫氣系統(tǒng),對(duì)氫系統(tǒng)進(jìn)行查漏,當(dāng)漏氫量危及機(jī)組安全運(yùn)行時(shí)應(yīng)匯報(bào)值長(zhǎng)申請(qǐng)停機(jī)。
2. 嚴(yán)密監(jiān)視密封油系統(tǒng)運(yùn)行情況,尤其油氫差壓,確保密封油系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。
3. 認(rèn)真做好日漏氫量的計(jì)算工作,并繪制曲線,嚴(yán)密觀察漏氫情況。
4. 檢修人員加強(qiáng)對(duì)氫氣系統(tǒng)的檢漏工作,發(fā)電問題及時(shí)處理。正常情況下每周一次,如發(fā)現(xiàn)漏氫曲線明顯下降趨勢(shì)應(yīng)連續(xù)檢漏,直至氫壓趨于穩(wěn)定為止。
(三)發(fā)電機(jī)與氫相關(guān)系統(tǒng)檢修后做氣密性試驗(yàn)
1. 通用公式
△VA=24Vθ0{(P1+B1)/(273+θ2)- (P2+B2)/(273+θ2))}/ P0△ t
△ VA——在試驗(yàn)壓力(額定氫壓)下每晝夜空氣泄漏量(折合到壓力0.1013Mpa,溫度θ2),m3/d;
V=發(fā)電機(jī)充氣容積,m3;
△ t——試驗(yàn)時(shí)間,h;
P1,P2——試驗(yàn)開始與結(jié)束時(shí)的機(jī)內(nèi)壓力(表壓),Mpa;P0——給定狀態(tài)下大氣絕對(duì)壓力,P0=0.1Mpa;
B1,B2——試驗(yàn)開始與結(jié)束時(shí)的大氣壓力,Mpa;
θ1,θ2——試驗(yàn)開始與結(jié)束時(shí)的機(jī)構(gòu)平均溫度,℃;θ0=給定狀態(tài)下大氣絕對(duì)溫度,θ0=273+20=293K
2. 合格標(biāo)準(zhǔn):
我廠一期300MW機(jī)組漏氫率≤10m3/d合格,二期670MW機(jī)組漏氫率12≤m3/d合格。
四、氫氣泄漏、爆炸事故怎么處理
(一) 氫氣泄漏事故處理的工具和物資
涉及制氫設(shè)備、供氫管道設(shè)備、氫氣用戶等運(yùn)行、檢修崗位必須配備下列堵漏、搶險(xiǎn)物資和勞動(dòng)防護(hù)用品,以作應(yīng)急處理事故進(jìn)使用:
1. 防靜電工作服、防靜電鞋。
2. 呼吸器材,如正壓式空氣呼吸器,消防人員還應(yīng)配備防火隔熱服。
3. 防爆工具,主要是使用銅、鈹銅或銅鋁合金制作的工具。
4. 便攜式可燃?xì)怏w檢測(cè)儀、防爆燈具、防爆式風(fēng)扇。
5. 氫氣現(xiàn)場(chǎng)配備“干粉”、“1211”或“二氧化碳”等輕便滅火器材。
6. 各種供氫管道堵頭、石棉布、橡校片、銅質(zhì)的捆綁絲、木楔子以及刀片等。
7. 配備管道吹掃用瓶裝氮?dú)?,以及連接軟管、接頭等。
8. 斷路標(biāo)志、警戒帶等。
(二)氫氣泄漏及火災(zāi)事故的應(yīng)急處理
1.異常情況及報(bào)告
1) 氫罐等壓力容器壓力、介質(zhì)溫度或壁溫超過許用值,采取措施仍不能有效控制時(shí)。
2) 氫罐等壓力容器發(fā)生裂縫、鼓包、變形等缺陷時(shí)。
3) 氫氣管道、閥門、焊口開裂時(shí)。
4) 制氫設(shè)備(氫氣發(fā)生器、氫氣壓縮機(jī))發(fā)生較大泄漏、氫氣純度不合格時(shí)。
5) 供氫管壓力大幅度下降,確認(rèn)為管道發(fā)生較大泄漏時(shí)。
6) 發(fā)生火災(zāi)或爆炸時(shí)。
發(fā)現(xiàn)上述情況,崗位人員除按規(guī)程立即采取緊急措施外,必須立即向當(dāng)值值長(zhǎng)報(bào)告,當(dāng)值值長(zhǎng)接到報(bào)告后應(yīng)立即向事故應(yīng)急處理指揮中心報(bào)告,氫氣泄漏事故應(yīng)急處理指揮系統(tǒng)迅速響應(yīng),調(diào)動(dòng)人力物力,各職能組組織人員迅速到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)搶險(xiǎn)。
2.切斷氣源
如果是氫氣管道發(fā)生泄漏,應(yīng)關(guān)閉與泄漏管道有關(guān)的全部系統(tǒng)閥門,設(shè)法降低管道內(nèi)的壓力;如果是氫氣壓力容器泄漏,應(yīng)迅速停運(yùn)制氫、供氫系統(tǒng),關(guān)閉與之相連的全部系統(tǒng)閥門,迅速將其隔離。
3.現(xiàn)場(chǎng)管制
氫氣發(fā)生泄漏后,值長(zhǎng)必須指揮人員設(shè)置斷路標(biāo)志及警戒帶,或派人斷絕一切路口,嚴(yán)禁車輛(包括消防、救護(hù)及指揮車輛)及無關(guān)人員進(jìn)入泄漏區(qū)。搶險(xiǎn)救災(zāi)人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后,交由現(xiàn)場(chǎng)保衛(wèi)組指揮控制,履行現(xiàn)場(chǎng)管理責(zé)任。
安全技術(shù)人員及消防人員應(yīng)攜帶可燃?xì)怏w檢測(cè)儀進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè),并設(shè)置多處監(jiān)控點(diǎn),確定、監(jiān)視氫氣擴(kuò)散區(qū)。當(dāng)氣體擴(kuò)散濃度達(dá)到爆炸下限的20%以上時(shí),所有車輛必須立即撤至安全區(qū),除必要的操作人員、搶險(xiǎn)救災(zāi)人員外,其他無關(guān)人員必須立即撤離警戒區(qū)。
4.控制著火源
在氫氣擴(kuò)散區(qū)域及下風(fēng)方向嚴(yán)禁一切火種或其他激發(fā)能源,禁止使用一切產(chǎn)生明火、高溫的工具與熱物體,停止一般性生產(chǎn)活動(dòng);氫氣已經(jīng)擴(kuò)散到地段,電氣應(yīng)保持原來狀態(tài),不要開或關(guān),避免產(chǎn)生火花或電弧,接近擴(kuò)散區(qū)的地段,要立即切斷電源。
進(jìn)入泄漏現(xiàn)場(chǎng)的人員必須消除身上靜電,穿著防靜電服、防靜電鞋,禁穿釘鞋、化纖服裝進(jìn)入泄漏區(qū)。
在事故現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)禁使用各種非防爆的對(duì)講機(jī)、BP機(jī)、移動(dòng)電話等通訊工具。搶險(xiǎn)救災(zāi)所使用的工具必須是不產(chǎn)生火花的銅制工具。
5.加強(qiáng)通風(fēng)
為了避免氫氣發(fā)生積聚達(dá)到爆炸濃度,應(yīng)加強(qiáng)通風(fēng),風(fēng)扇應(yīng)使用防爆型,或用霧化水槍驅(qū)散泄漏出來的氫氣,但應(yīng)防止流速太大產(chǎn)生靜電。
6.堵塞泄漏點(diǎn)
在落實(shí)上述工作后,搶險(xiǎn)人員應(yīng)抓緊時(shí)間,利用準(zhǔn)備好的堵漏物資和防爆工具設(shè)法將漏點(diǎn)堵住。如果氫氣泄漏而未著火時(shí),可以用下述方法進(jìn)行處理:
1) 使用肥皂水或便攜式可燃?xì)怏w檢測(cè)儀檢查出泄漏點(diǎn)。
2) 閥門、法蘭等如果是輕微泄漏,可以立即旋緊、帶壓非焊堵漏。
3) 壓力容器或管道泄漏,可以使用木楔子將泄漏點(diǎn)堵死或用石棉布纏住泄漏處。
7.撲滅火災(zāi)
當(dāng)氫氣泄漏已發(fā)生火災(zāi)時(shí),在切斷氣源,做好堵漏準(zhǔn)備以及將火焰控制在較小范圍的情況下,可用干粉將火撲滅,然后迅速將漏點(diǎn)堵住,同時(shí)繼續(xù)加強(qiáng)設(shè)備冷卻,直到設(shè)備溫度冷至常溫。
在滅火搶險(xiǎn)過程中,必須注意:
1) 氫火焰不易察覺,救護(hù)人員應(yīng)防止外露皮膚燒傷。
2) 應(yīng)盡量保持氫氣系統(tǒng)正壓狀態(tài),以防回火,造成整個(gè)氫氣管道系統(tǒng)著火爆炸。
3) 當(dāng)未切斷氣源,漏點(diǎn)沒有把握堵住前,消防人員要加強(qiáng)冷卻正在燃燒的和與其相鄰的貯罐及有關(guān)管道,將火控制在一定范圍內(nèi),讓其穩(wěn)定燃燒。對(duì)相鄰貯罐宜重點(diǎn)冷卻受火焰輻射的一面,同時(shí),應(yīng)將著火罐放空,以減少罐內(nèi)壓力,防止發(fā)生爆炸。
4) 決不允許在漏點(diǎn)未有效處理、氫氣仍外泄的情況下將火焰完全撲滅,否則火焰撲滅后氫氣泄漏,一旦形成“爆炸氣團(tuán)”發(fā)生空間爆炸,后果不堪設(shè)想。
5) 當(dāng)貯罐排氣閥或泄漏點(diǎn)猛烈排氣,并有刺耳的哨音、罐體震動(dòng)、火焰發(fā)白時(shí)即為爆炸前兆,現(xiàn)場(chǎng)人員必須立即撤離或隱蔽,同時(shí)迅速疏散附近的所有人員。
(三)善后處理
事故處理結(jié)束后,有關(guān)部門應(yīng)按常規(guī)要求,調(diào)查事故經(jīng)過,制定反事故措施,積極修復(fù)設(shè)備,盡快恢復(fù)生產(chǎn)。
來源:電力鷹