Meranie čistoty vodíka zaisťuje bezpečnú a efektívnu prevádzku generátorov chladených vodíkom
Problém
Vodík sa používa ako chladiace médium vo veľkých elektrických generátoroch vďaka svojej vysokej tepelnej vodivosti a nízkej viskozite, čo zabraňuje stratám účinnosti spôsobeným zvýšeným odporom (windage) na rotore. Vysoká otáčková rýchlosť veľkých rotorov generuje teplo, preto strana rotora generátora vyžaduje vysoký výkon chladenia pri nízkom odpore. Vodík sa z generátora čerpá do uzavretého sušiaceho a chladiaceho systému pred opätovným vstupom do generátora. Kontaminácii vzduchom je potrebné zabrániť, aby sa znížilo riziko výbuchu, predčasného zlyhania mechanických komponentov a straty účinnosti. Pokles čistoty vodíka zo 97 % na 95 % môže napríklad zvýšiť straty spôsobené odporom až o 32 %. Odstránenie kyslíka tiež znižuje riziko poškodenia izolácie vinutia korónovými výbojmi.
Aplikácia
| Bežná prevádzka | 80 % – 100 % H₂ vo vzduchu |
|---|---|
| Prepĺachovanie | 0 % – 100 % vzduchu v CO₂ |
| Vypúšťanie | 0 % – 100 % CO₂ vo vodíku |
Prínosy:
- Mimoriadne robustný analyzátor schopný merať všetky požadované rozsahy, s vysokou spoľahlivosťou vďaka absencii pohyblivých častí a overeným priemyselným referenciám
- Kompletné (turnkey) riešenie vrátane systému úpravy vzorky
- Jednoduchá kalibrácia priamo v teréne
Výzva
Výzvou pre zákazníka je zaistiť presné a spoľahlivé meranie čistoty vodíka v uzavretom okruhu, aby sa zachovala bezpečnosť a účinnosť generátora. Zákazníci síce bežne merajú aj únik vodíka do okolitej atmosféry pomocou ambientných monitorov, no hlavné meranie sa týka čistoty priamo v uzavretom systéme. Počas pravidelnej údržby je tiež potrebné vstúpiť do telesa generátora a vypustiť ho do atmosféry. Aby sa predišlo riziku výbuchu pri zmiešaní vodíka so vzduchom, používa sa preplachovací (scavenging) systém, ktorý najprv vytlačí vodík inertným plynom, napríklad CO₂. Až keď meranie potvrdí, že bol vodík úplne vytlačený, nahradí sa CO₂ vzduchom, aby bolo možné bezpečne vykonať údržbu – opäť len na základe presného potvrdenia meraním.
Riešenie
Pre túto aplikáciu je ideálnym riešením analyzátor tepelnej vodivosti Panametrics XMTCpro. Táto technológia má výhodu v tom, že dokáže merať aj dva ďalšie rozsahy plynov počas nábehového prepĺachovania a odstávkového vypúšťania. Pri nábehu je XMTCpro nastavený na meranie vzduchu v CO₂. Keď analyzátor potvrdí úplnú atmosféru CO₂, privedie sa vodík a XMTCpro sa prestaví na meranie H₂ v CO₂. Po dosiahnutí úplného vytlačenia sa analyzátor prestaví na meranie vzduchu vo vodíku. Pri odstávke prebieha rovnaký proces v opačnom poradí – XMTCpro opäť meria a potvrdzuje priebeh vypúšťania jednotlivých plynov.
Zdroj: Panametrics Application Note PANA051AN (panametrics.com) — © Panametrics LLC. Lokalizované a spracované spoločnosťou INTECH CONTROL, oficiálnym zástupcom Panametrics v Slovenskej republike a Maďarsku.