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，即在標準大氣壓,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-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，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，有超導性質。氫是最輕的物質，與氧、碳、氮分別結合成水、碳氫化合物、氨等。天然氣田、煤田以及有機物發(fā)酵時也含有少量的氫。 

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物的反應稱為加氫，是工業(yè)上一種重要的反應過程。

二、汽輪發(fā)電機組采用氫氣冷卻有何優(yōu)點

氫氣是比重最小的氣體之一，因此通風損耗低，汽輪發(fā)電機組中的發(fā)電機轉子上的風扇機械效率高，氫氣的導熱系數(shù)大，能將發(fā)電機的熱量迅速導出，冷卻效率高。氫氣不能助燃。發(fā)電機內充入的含氧量小于2％，所以一旦發(fā)電機繞組擊穿時著火的危險性很小。

所以汽輪發(fā)電機組的發(fā)電機要采用氫氣冷卻。

三、發(fā)電機漏氫原因分析及對策

（一） 原因分析

發(fā)電機漏氫的原因很多，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、取樣門自身內漏、表計接頭等。

2. 發(fā)電機本體端蓋、人孔、手孔外漏。

3. 發(fā)電機測溫元件密封不良，造成漏氫。

4. 轉子導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。

7. 氫氣通過水電連接管和定子線棒漏至定冷水內。

8. 氫冷器銅管砂眼或脹口泄漏，導致氫氣漏入冷卻水中。

9. 發(fā)電機出線套管自身有砂眼、法蘭澆注粘接材料質量查、密封墊未墊好或有裂紋，導致氫氣漏入封閉母線箱內。

10. 密封瓦間隙過大或軸頸磨損嚴重以及油氫壓差不夠，導致氫氣沿軸頸泄漏。

（二）運行、維護對策：

1. 嚴密監(jiān)視氫壓、氫溫的變化，在發(fā)電機負荷、氫溫、水溫相對穩(wěn)定的情況下，如氫壓發(fā)生大幅度下降，應全面檢查氫氣系統(tǒng)，對氫系統(tǒng)進行查漏，當漏氫量危及機組安全運行時應匯報值長申請停機。

2. 嚴密監(jiān)視密封油系統(tǒng)運行情況，尤其油氫差壓，確保密封油系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

3. 認真做好日漏氫量的計算工作，并繪制曲線，嚴密觀察漏氫情況。

4. 檢修人員加強對氫氣系統(tǒng)的檢漏工作，發(fā)電問題及時處理。正常情況下每周一次，如發(fā)現(xiàn)漏氫曲線明顯下降趨勢應連續(xù)檢漏，直至氫壓趨于穩(wěn)定為止。

（三）發(fā)電機與氫相關系統(tǒng)檢修后做氣密性試驗

1. 通用公式  

△VA=24Vθ0｛（P1+B1）/（273+θ2）- （P2+B2）/（273+θ2））｝/ P0△   t

△ VA——在試驗壓力(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)電機充氣容積,m3；

△ t——試驗時間，h；

P1，P2——試驗開始與結束時的機內壓力（表壓），Mpa；P0——給定狀態(tài)下大氣絕對壓力，P0=0.1Mpa；

B1，B2——試驗開始與結束時的大氣壓力，Mpa；

θ1，θ2——試驗開始與結束時的機構平均溫度，℃；θ0=給定狀態(tài)下大氣絕對溫度，θ0=273+20=293K

2. 合格標準：

我廠一期300MW機組漏氫率≤10m3/d合格，二期670MW機組漏氫率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

涉及制氫設備、供氫管道設備、氫氣用戶等運行、檢修崗位必須配備下列堵漏、搶險物資和勞動防護用品，以作應急處理事故進使用：

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. 便攜式可燃氣體檢測儀、防爆燈具、防爆式風扇。

5. 氫氣現(xiàn)場配備“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、銅質的捆綁絲、木楔子以及刀片等。

7. 配備管道吹掃用瓶裝氮氣，以及連接軟管、接頭等。

8. 斷路標志、警戒帶等。

（二）氫氣泄漏及火災事故的應急處理

1.異常情況及報告

1) 氫罐等壓力容器壓力、介質溫度或壁溫超過許用值，采取措施仍不能有效控制時。

2) 氫罐等壓力容器發(fā)生裂縫、鼓包、變形等缺陷時。

3) 氫氣管道、閥門、焊口開裂時。

4) 制氫設備（氫氣發(fā)生器、氫氣壓縮機）發(fā)生較大泄漏、氫氣純度不合格時。

5) 供氫管壓力大幅度下降，確認為管道發(fā)生較大泄漏時。

6) 發(fā)生火災或爆炸時。

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，必須立即向當值值長報告，當值值長接到報告后應立即向事故應急處理指揮中心報告，氫氣泄漏事故應急處理指揮系統(tǒng)迅速響應，調動人力物力，各職能組組織人員迅速到達現(xiàn)場搶險。

2.切斷氣源

如果是氫氣管道發(fā)生泄漏，應關閉與泄漏管道有關的全部系統(tǒng)閥門，設法降低管道內的壓力；如果是氫氣壓力容器泄漏，應迅速停運制氫、供氫系統(tǒng)，關閉與之相連的全部系統(tǒng)閥門，迅速將其隔離。

3.現(xiàn)場管制

氫氣發(fā)生泄漏后，值長必須指揮人員設置斷路標志及警戒帶，或派人斷絕一切路口，嚴禁車輛（包括消防、救護及指揮車輛）及無關人員進入泄漏區(qū)。搶險救災人員到達現(xiàn)場后，交由現(xiàn)場保衛(wèi)組指揮控制，履行現(xiàn)場管理責任。

安全技術人員及消防人員應攜帶可燃氣體檢測儀進行現(xiàn)場檢測，并設置多處監(jiān)控點，確定、監(jiān)視氫氣擴散區(qū)。當氣體擴散濃度達到爆炸下限的20%以上時，所有車輛必須立即撤至安全區(qū)，除必要的操作人員、搶險救災人員外，其他無關人員必須立即撤離警戒區(qū)。

4.控制著火源

在氫氣擴散區(qū)域及下風方向嚴禁一切火種或其他激發(fā)能源，禁止使用一切產生明火、高溫的工具與熱物體，停止一般性生產活動；氫氣已經擴散到地段，電氣應保持原來狀態(tài)，不要開或關，避免產生火花或電弧，接近擴散區(qū)的地段，要立即切斷電源。

進入泄漏現(xiàn)場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、化纖服裝進入泄漏區(qū)。

在事故現(xiàn)場嚴禁使用各種非防爆的對講機、BP機、移動電話等通訊工具。搶險救災所使用的工具必須是不產生火花的銅制工具。

5.加強通風

為了避免氫氣發(fā)生積聚達到爆炸濃度，應加強通風，風扇應使用防爆型，或用霧化水槍驅散泄漏出來的氫氣，但應防止流速太大產生靜電。

6.堵塞泄漏點

在落實上述工作后，搶險人員應抓緊時間，利用準備好的堵漏物資和防爆工具設法將漏點堵住。如果氫氣泄漏而未著火時，可以用下述方法進行處理：

1) 使用肥皂水或便攜式可燃氣體檢測儀檢查出泄漏點。

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堵死或用石棉布纏住泄漏處。

7.撲滅火災

當氫氣泄漏已發(fā)生火災時，在切斷氣源，做好堵漏準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，然后迅速將漏點堵住，同時繼續(xù)加強設備冷卻，直到設備溫度冷至常溫。

在滅火搶險過程中，必須注意：

1) 氫火焰不易察覺，救護人員應防止外露皮膚燒傷。

2) 應盡量保持氫氣系統(tǒng)正壓狀態(tài)，以防回火，造成整個氫氣管道系統(tǒng)著火爆炸。

3) 當未切斷氣源，漏點沒有把握堵住前，消防人員要加強冷卻正在燃燒的和與其相鄰的貯罐及有關管道，將火控制在一定范圍內，讓其穩(wěn)定燃燒。對相鄰貯罐宜重點冷卻受火焰輻射的一面，同時，應將著火罐放空，以減少罐內壓力，防止發(fā)生爆炸。

4) 決不允許在漏點未有效處理、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”發(fā)生空間爆炸，后果不堪設想。

5) 當貯罐排氣閥或泄漏點猛烈排氣，并有刺耳的哨音、罐體震動、火焰發(fā)白時即為爆炸前兆，現(xiàn)場人員必須立即撤離或隱蔽，同時迅速疏散附近的所有人員。

（三）善后處理

事故處理結束后，有關部門應按常規(guī)要求，調查事故經過，制定反事故措施，積極修復設備，盡快恢復生產。 

來源：電力鷹