氢冷却发电机

氢是如何在发电工业中使用的?

许多容量超过150mw的发电机利用氢气作为冷却方法，将热量从发电绕组外壳转移到称为H2冷却器的热交换器。

氢冷式发电机比气冷式发电机效率更高，所用材料更少。亚博网站下载

氢气作为传热介质的效率是空气的7倍，是空气的1/14^th降低了燃料的密度，从而减少了摩擦损失，增加了燃料转化为电能的量。

发电行业通常如何获取氢气?

氢通常是由装在高压钢瓶或称为管拖车的散装容器中的卡车提供给发电厂的。核电站氢气然后转移通过交换完整的空钢瓶的交换空满管拖车,或转移从一个高压管拖车在电厂空钢瓶,或近空高压力容器或管道拖车安装现场。

大多数卡车有5万至10万法郎的流动库存。现场的氢库存补充可以每月进行4次，容量可达或超过50,000英尺^3.每个事件。50000英尺^3.氢的化学爆炸能量相当于5800磅TNT炸药。这种氢转移活动是手动的。

随着时间的推移，这些活动的频率会增加意外释放和随后潜在的意外点火的统计风险。这些事故过去发生过，将来也可以预料到。

发电设施的典型氢气使用量是多少?

每天使用的氢气量通常是发电机容量和发电机氢气密封状况的函数。容量越高，所需的氢压就越高，以保证足够的热传递。

更高的压力导致更高的泄漏率，需要更高的氢流量来维持最佳传热所需的压力。

150 - 250mw的发电机与燃气轮机或联合循环电厂的蒸汽轮机相结合，通常消耗200 - 600scf /天(1 - 3个汽缸当量)，(5 - 16nm^3./天)。

在热电厂(燃煤或热核)，400 - 1200兆瓦的发电机可以使用高达1000 scf/天(每天4个或更多汽缸)，(25纳米^3./天)。

为什么氢的纯度对发电机冷却很重要?

最重要的是，纯度事关安全。氢的纯度必须保持在UFL(燃烧上限)75%以上。大多数发电机的警报设置在高于90%的水平，如果纯度低于88%，会自动启动并清除。

此外，氢气纯度影响效率。空气的密度是氢的14倍。当发电机外壳中的氢气纯度低于99%时，污染物主要由空气构成。

每1%的纯度低于99%(发电机实际可实现/可维护的纯度)，产生的氢气的密度就会增加47%。

密度直接影响粘度，粘度当然也直接影响摩擦。摩擦力的增加会增加一种叫做风阻损失的现象。风阻损失是由于旋转转子的摩擦而产生的热量所损失的能量，而不是产生可以出售的电力。

根据发电机的容量和发电机OEM的设计细节，每纯度低于99时的风阻损失可以在70到400千瓦之间。

这相当于高达600至3650mwhr /年，取决于发电机容量每百分纯度保持在99%以下。在发电厂中观察到的氢纯度在94到99%之间。

现场制氢对发电设施有什么好处?

现场制氢几乎消除了卡车交付氢气的频率，因此减少了事故的统计风险。

在现场制氢时，所有管道都是永久性的，不需要人工连接或断开大量氢气，也不需要卡车运送氢气。此外，随着时间的推移，现场生产氢的单位体积成本更低。

集装箱C系列氢气发生器，用于发电机冷却，准备交付给发电厂客户。集装箱式氢气发生器为发电厂提供了一种交钥匙解决方案，可以安装在各种气候条件下的室外。

在新工厂的设计和实施过程中，用户是否看到设施选址和安全方面的灵活性提高?

当然可以。许多用于发电厂的现场氢发生器的设计和认证适用于安装在任何非危险、非分类、通风的空间。

这意味着通常没有特殊的许可或要求的最小距离，在工厂的其他东西，如任何建筑物，办公室，电气设备等，就像有高压氢气罐。app亚博体育其次，发电厂对氢气供应有两个需求₂发电机冷却。

一是日常供电，以保持发电机内部的压力和纯度。对于这种日常用途，现场氢气发生器自动制造和提供准确的数量。

第二个目的是在发电机的主要维护活动中需要。在这种情况下，电站操作员可能需要用CO从发电机中清除所有的氢₂然后清除一氧化碳₂与空气，以使维护人员安全打开和工作的发电机。

一旦发电机维修完成，操作人员将用CO清除空气₂然后排出CO₂用氢气使发电机恢复到所需的氢气压力和纯度。

根据产品型号和容量的不同，这种再填充操作可以达到395米^3.)或更多。通常情况下，这个充电过程需要在几个小时内完成，这样工厂就可以让装置恢复供电。

今天，大多数工厂使用大量的钢瓶和散装高压储存来进行这一活动。

大体积高压储罐有时会永久安装在厂房上，由于安全规范要求的自由距离，占用了大量的面积。现场氢气发生器的另一个优点是，工厂可以通过用氢气发生器的过剩容量填充现场的散装低压罐，提前为维护活动预留自己的储备。

压力较低的储罐，虽然在物理尺寸上比高压储罐大，但在工厂中占据的面积较小。

这是由于最新的国家安全法规发布的氢气系统;NFPA 2氢技术代码2011版或更新版本。根据对氢气如何从加压管道或储罐泄漏的现代理解，众所周知，压力越高，危害就越大。

因此，由于降低了与系统相关的危险，在高压系统中保持相同数量的低压存储系统可以占用更少的空间。裁判:NFPA 2:7.3.2.3户外储存和NFPA 2:章节7.3.2.3.1.1。

我可以用氢气发生器装瓶或储存氢气吗?

是的，可以选择容量大于日常使用要求的氢气发生器。这种过剩的容量可用氢气压缩机填充便携式高压钢瓶或散装高压容器。

这可以同时完成，同时准确数量的低压氢气通过管道安全地输送到现场的每个发电机。储存氢气的一个更好的方法是使用低压罐，省去了压缩机的采购和运维。

由于氢气发生器可以在225或435 psi的压力下提供氢气，低压罐有足够的容量来满足工厂的存储需求，并且可以很容易地在一个更安全的更低的压力下完成。

Nel的集装箱式氢气发生器不只是用于补充气体，发电机可以选择与压缩机系统存储氢气，以供regas操作。

我们的读者可以去哪里了解更多?

想了解更多请访问https://nelhydrogen.com

关于托马斯Skoczylas

Thomas于1998年加入Nel Hydrogen担任化学工程师。从那时起，他担任Nel Hydrogen的工程师，开发和验证Nel的技术和产品。他曾参与Nel的基本电解槽开发和系统产品的市场准入验证。

Thomas还曾担任技术服务部经理、应用工程总监，最近作为区域销售经理管理商业产品在世界各地不同技术和地理市场的销售。