氢气除湿的方法分析

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1、氢气除湿的方法分析作者：admin　　2008-09-0414:20:28从90年国产第一台冷凝式氢气干燥器诞生以来，至今全国已有十余家氢气干燥器的生产厂家。主要生产三种类型的氢气干燥器：冷凝式氢气干燥器、电子制冷式氢气干燥器和再生吸附式氢气干燥器。有些电厂先后选用了几家的产品，但发电机内氢气湿度却一直不能达标，另有些电厂氢气干燥器安装后，发电机内氢气湿度达标了，但频繁的故障和较大的维修、维护工作量却使人头痛不已。鉴于以上情况，许多发电厂对于如何选择一种合适的氢气干燥设备感到茫然，于是将目光投向价格昂贵的国外同类产品。那么究竟何种类型的氢气干燥器才能真正适合目前在我国各发

2、电厂推广使用呢？下面我就这一专题结合我公司十几年来研制生产和安装调式氢气干燥器所积累的技术和经验做一个介绍。我们先来分析一下发电机内氢气的除湿要求。根据DL/T651-1998《氢冷发电机氢气湿度的技术要求》，运行于环境温度20℃以上的发电机机内氢气露点不大于0℃，不小于-25℃，运行于环境温度0-20℃的发电机机内氢气露点不大于-5℃，不小于-25℃。由于发电机氢气干燥循环只是部分循环,为了满足发电机内氢气湿度要求，氢气干燥器的出口氢气工作压力下的露点最佳范围是-15℃—-25℃。发电机内的水分来源主要是密封油中的水分、制氢站来氢中的水分及刚检修完的机组中内部残留的水分

3、等。目前国内氢冷发电机顶轴密封润滑油中的含水量普遍较高，在发电机不漏油的情况下，密封油中的少量水分渗透过密封轴瓦进入到发电机内的氢气中，在发电机漏油的情况下，大量的水分直接蒸发到发电机内氢气中。目前我国大部分发电机存在密封油向机内漏油的情况。总体来看，发电机内的氢气中水分来源普遍较大。根据我们的经验，目前能够使所有漏油较严重、氢气湿度较大的200-600MW发电机内氢气湿度在72小时内达标的氢气干燥器，必需满足以下条件：氢气干燥器必需耐油，并能顺利的排油、排污；对于间歇式除湿的氢气干燥器，其氢气处理量应在80Nm3/h以上，出口氢气工作压力下的露点在-15℃以下的持续除湿

4、时间应不少于2小时，间歇时间应不大于1小时。对于持续除湿的氢气干燥器，其氢气处理量应在50Nm3/h以上，出口氢气工作压力下的露点在-15℃以下。为确保适用于所有发电机的氢气除湿，氢气干燥器必需满足以上条件，才能推广应用，我们再来分析一下几种类型的氢气干燥器的除湿原理和优缺点。氢气去湿的方法有两种，一种是冷凝式除湿，即：使用制冷设备将氢气的温度降低，使其中的水分以结露或结霜的形式析出，再经过化霜将析出的水分排出，从而达到氢气去湿的目的。另一种是吸附式除湿，即：使氢气在装有吸湿剂的容器中流动，使其中的水分被吸湿剂吸收，从而达到氢气去湿的目的。根据使用制冷设备的不同，冷凝式除

5、湿装置又分为机械制冷式和电子制冷式二种。通常前者称冷凝式氢气干燥器；后者称电子制冷式（或称半导体制冷式）干燥器。我们知道，机械制冷技术目前已是一种成熟的技术，它可以比较经济的实现很大的制冷量和很低的制冷温度，已被广泛应用。由于目前环保制冷剂R134A和R404A的问世，机械制冷已不必为环保问题担心。冷凝式氢气干燥器由于采用机械制冷和金属换热器结构，因此具有制冷温度低、效率高，制冷量和温度容易控制，内部风阻小，除湿流量大、除湿效果好，不受氢气中的油污、灰尘影响等优点。由于机械制冷设备是转动承压设备，因此存在容易泄漏，易出故障的问题，并且维修专业性强、难度大。这是目前冷凝式氢

6、气干燥器普遍存在的问题。但是这些问题通过技术的提高和工艺的改进是不难解决的。电子制冷是二十世纪五十年代发展起来的人工制冷技术，其制冷方法是：在两块金属板之间按相同方向排列大量的P、N型半导体材料，形成同向的异种导体接触面，制成制冷组件。当给制冷组件通以一定的直流电流时，异种导体接触面将发生珀尔贴效应，其一端（热瑞）温度升高放出热量，另一端（冷瑞）温度降低吸收热量，因而达到制冷的目的。由于电子制冷不存在转动设备，因此电子制冷式氢气干燥器具有无磨损、无振动、无噪音、不污染环境、维护量小等优点。但电子制冷技术至今仍无较大发展，原因是找不到一种珀尔贴效应较强的异种导体接触面，目前

7、半导体制冷组件的珀尔贴效应仍然较弱，制冷效率很低。同时发生珀尔贴效应的异种导体接触面较薄，材料的导热系数较大，冷、热面的热传导较强，因此电子制冷不利于保温，随着制冷深度的增加，冷、热面的热传导加强，电子制冷的制冷效率会进一步变低（30℃对-15℃的能量制冷利用率不到10%，实际制冷系数不到0.4）。用半导体制冷组件进行低温制冷很不经济。这种制冷技术目前还只适用于微小环境的制冷，不适用于要求制冷量较大的发电机的氢气除湿。另外，因目前半导体制冷组件的性能、质量等问题的制约，亦使电子制冷式干燥器的故障率较高。再生吸附式干燥器具有出口