磨莎交换机专营    

氢冷发电机的氢气纯度检测，核心是基于氢气与其他气体（主要是空气、二氧化碳）的物理或化学特性差异，通过专用仪表实现实时或离线测量，保障发电机冷却效率和运行安全。以下是主流检测方法、原理及应用场景的详细说明：

一、 在线实时检测法（主流应用）

在线检测系统可连续监测发电机内氢气纯度，数据直接上传至控制室，是机组运行的核心监测手段。

1. 热导式氢气纯度分析仪（最常用）

• 核心原理：不同气体的热导率存在显著差异，氢气的热导率远高于空气、二氧化碳等气体。

• 工作过程

• 优势：响应速度快、精度高（测量范围一般为 0–100% H₂，精度可达 ±0.1%）、稳定性好，适合长期在线监测。

• 注意事项：需定期校准，取样管路需避免漏气和冷凝水，防止影响检测精度。

1. 分析仪内置热导池，包含两个对称的检测腔：一个通入参考气体（高纯氢气或空气），另一个通入取样氢气（来自发电机内的氢气回路）。

2. 两个检测腔内均装有电阻丝（热敏元件），并通以恒定电流加热。

3. 气体热导率越高，带走的热量越多，电阻丝温度越低、电阻值变化越小；反之则电阻值变化越大。

4. 通过测量两个腔室电阻丝的电阻差值，换算出取样氢气的纯度。

2. 气相色谱法（高精度场景）

• 核心原理：利用不同气体在色谱柱中的吸附 - 脱附特性差异，实现混合气体的分离与定量分析。

• 工作过程

• 优势：检测精度极高，可同时分析氢气中多种杂质气体的含量；

• 注意事项：设备成本高、结构复杂，多用于对检测精度要求严苛的机组，或作为在线分析仪的校准基准。

1. 取样氢气进入色谱柱，氢气、氧气、氮气、二氧化碳等组分因与色谱柱固定相的作用力不同，流出时间存在差异。

2. 检测器（如热导检测器 TCD）对流出的各组分进行检测，根据峰面积或峰高，计算出氢气的纯度。

二、 离线取样检测法（辅助校准 / 应急检测）

离线检测主要用于在线仪表的校准、故障复核，或机组启停阶段的临时检测。

1. 便携式热导式纯度仪

• 原理与在线热导式分析仪一致，体积小巧、便于携带。

• 操作步骤：从发电机氢气取样口抽取少量气体，接入便携式仪表，直接读取氢气纯度值。

• 适用场景：现场校准在线仪表、机组检修后的气体纯度复检。

2. 化学分析法（传统方法，现已较少用）

• 燃烧法：取定量混合气体，充分燃烧后根据体积变化计算氢气纯度（氢气燃烧生成水，体积大幅减少）。

• 吸收法：利用特定试剂吸收混合气体中的杂质（如用氢氧化钾吸收二氧化碳，用焦性没食子酸吸收氧气），通过气体体积变化计算氢气纯度。

• 缺点：操作繁琐、耗时久、精度低，仅适用于无在线仪表的应急场景。

三、 检测系统的关键配套要求

1. 取样系统

• 取样点需设置在发电机氢气回路的干燥、无油污区域，避免油雾、水分进入检测仪表。

• 取样管路需采用耐腐蚀材质（如不锈钢），并加装过滤器、冷凝器，防止杂质堵塞或腐蚀仪表。

2. 校准要求

• 在线分析仪需定期用标准气体校准（一般每月或每季度一次），标准气体的纯度需可溯源，确保检测结果准确。

3. 安全要求

• 氢气属于易燃易爆气体，取样和检测过程需严格执行防爆规程，仪表需选用防爆型，避免产生电火花。

四、 氢气纯度的控制标准

氢冷发电机的氢气纯度通常要求不低于 98%，纯度过低会降低冷却效率，同时增加氢气爆炸的风险（氢气在空气中的爆炸极限为 4%–75%）；纯度过高（如接近 100%）虽安全性提升，但会增加氢气补耗成本，一般控制在 98%–99.5% 为宜。