Passing Status and Progress of Hydrogen Desiccator Based on Condensation

龙新峰

华南理工大学 化工与能源学院 (510640)

摘 要：降低氢冷汽轮发电机内的氢气湿度至一定范围，对提高发电机运行效率，延长发电机使用寿命有重要作用。系统地介绍了汽轮发电机氢气干燥技术的几种形式，并对近年来冷凝式氢气干燥器的发展概况进行了较为详细分析与比较，指出了现有氢气干燥设备存在的弱点与不足。研究表明：机械制冷式干燥技术更适合氢冷发电机的氢气冷却去湿，氢-氢热交换器、冷却去湿器两个部件是决定冷凝式氢气干燥器干燥程度的关键，必须采用强化传热技术进行专项设计和开发。文中最后介绍了新近开发出的HEAP-30型氢气干燥器的工作原理、技术特点、性能指标和现场实际应用情况与运行效果。
关键词：汽轮发电机 氢气干燥 发展 研究现状

Abstract：Reducing hydrogen moisture inside the turbo generator to a certain degree is of strategic importance for improving generator efficiency and prolonging its life length. Several kinds of hydrogen desiccation technologies for turbo generation are systematically introduced in this paper. The passing status and progress of hydrogen desiccator based on condensation in recent years is analyzed and compared with each other in detail. Based on current application situation, shortcomings and deficiency of the existing hydrogen desiccation devices are pointed out. Research results show that refrigeration desiccation technology is more compatible in hydrogen moisture removing as for turbo generation. Both hydrogen-hydrogen heat exchanger and cooling moisture dryer are the key parts which decide the desiccation degree. Therefore, that two parts must be designed and developed according to heat transfer enhancement technology. In the end, the HEAP-30 type hydrogen desiccator, which developed and manufactured by the author recently, is introduced in this paper as for its working principle, specification characteristic, behavious parameters, and field application and running effect.
Key words：Turbo generator Hydrogen desiccation Development Present research

作好湿度监测并将机内氢气湿度降低到标准允许范围，是确保氢冷发电机可靠运行，避免发生恶性及灾难性事故的重要工作^[1]。在氢气系统中加装干燥设备已成为降低湿度的一种必要手段，氢气干燥设备也逐渐成为一种不可或缺的电站辅机。目前，人们已开发研究出基于吸附干燥和冷凝干燥两种原理、形式多样的氢气干燥器。与吸附式干燥相比，冷凝式干燥能持续去湿、无需再生、操作简单且去湿效率高，维护频率和难度低并能对被干燥的氢气降温，加强了氢气对电机的冷却作用，更适合用于氢冷发电机的氢气干燥。本文基于有关的研究(包括作者和研究集体的相关研究)，介绍了汽轮发电机氢气干燥技术的几种形式，并对近年来冷凝式氢气干燥器的发展概况进行了较为详细分析与比较，最后对新近开发出的HEAP-30型氢气干燥器的工作原理、技术特点、性能指标和现场实际应用情况与运行效果进行了说明，可为这种干燥器的工业应用及与其他气体干燥技术的结合使用提供参考。

1 干燥方式的选择

迄今为止，所有发电厂用的氢气干燥设备所采用的干燥方式均为吸附式干燥或制冷式干燥方式中的一种。
吸附式干燥器常采用的具有不同吸水性能的吸附剂有硅胶、活性氧化铝和分子筛，表1^[2]示出了这类吸附剂的物理性质。吸附剂的再生是整个干燥过程的关键操作技术，按再生方式不同，可以分为有热再生干燥器和无热再生干燥器两类。

表1 常用吸附剂物理特性