Pureza del hidrógeno en los generadores refrigerados por hidrógeno

El analizador de conductividad térmica XMTCpro de Panametrics es perfecto para esta aplicación.

Resumen:

El hidrógeno se utiliza como medio refrigerante en grandes generadores de electricidad debido a su alta conductividad térmica y baja viscosidad. De este modo, se evitan pérdidas de eficiencia por el aumento de la resistencia o el viento en el rotor del generador. La medición precisa del hidrógeno y otros gases necesaria para la purga periódica es vital para la seguridad, la eficiencia y la fiabilidad a largo plazo del generador.

Aplicación:

La alta velocidad de rotación de los rotores de gran diámetro genera calor; por lo tanto, el lado del rotor del grupo electrógeno requiere altos índices de refrigeración y baja resistencia para ser eficiente. El hidrógeno es el método de refrigeración preferido, ya que su baja viscosidad reduce las pérdidas de eficiencia y su alta conductividad térmica permite una rápida disipación del calor. El hidrógeno se bombea desde el generador a un sistema cerrado de secado y refrigeración antes de volver a entrar en el generador.

Debe evitarse la contaminación con aire para mitigar el potencial de explosión, prevenir el fallo prematuro de los componentes mecánicos y reducir la ineficacia. Una reducción de la pureza del hidrógeno del 97% al 95% puede provocar, por ejemplo, un aumento de las pérdidas de aire del 32%.

La eliminación del oxígeno también reduce el daño potencial en el aislamiento del bobinado por las descargas de corona.

El reto:

Por lo tanto, el reto para el cliente es garantizar que su sistema de hidrógeno de circuito cerrado disponga de una medición precisa y fiable de la pureza del hidrógeno para mantener la seguridad y la eficacia del grupo electrógeno. Aunque los clientes suelen medir las fugas de hidrógeno a la atmósfera fuera del generador con monitores ambientales, la medición principal es la pureza dentro del sistema de circuito cerrado.

Durante los intervalos regulares de mantenimiento también es necesario entrar en la carcasa del generador y ventilar a la atmósfera. Para evitar el riesgo de explosión que supone mezclar hidrógeno con aire, se utiliza un sistema de barrido que desplaza primero el hidrógeno con un gas inerte como el CO2. Cuando la medición confirma que se ha desplazado el hidrógeno, el CO2 se desplaza a su vez con aire para permitir el mantenimiento. Una vez más, sólo cuando se confirma la presencia de aire mediante una medición precisa, puede llevarse a cabo el mantenimiento de forma segura.

Solución:

El analizador de conductividad térmica XMTCpro de Panametrics es perfecto para esta aplicación. Esta solución tiene la ventaja añadida de poder medir los otros dos rangos de gas durante la purga de arranque y el barrido de parada. Durante la puesta en marcha, el Panametrics XMTCpro se configurará para medir aire en CO2. Cuando el analizador confirma que la atmósfera de CO2 está llena, se introduce el hidrógeno y el XMTCpro se configura para medir H2 en CO2. Cuando se haya alcanzado el desplazamiento completo, el analizador se configurará para medir aire en hidrógeno.

Para el apagado, el proceso se invierte y el analizador XMTCpro volverá a medir y confirmar el barrido de los gases pertinentes.

Ventajas:

- La solución Panametrics, una empresa de Baker Hughes, ofrece un analizador muy robusto capaz de medir todos los rangos requeridos. La alta fiabilidad de los analizadores Panametrics se debe a que no tienen piezas móviles y a las referencias industriales probadas.

- Solución llave en mano con plena capacidad de manipulación de muestras

- Calibración sencilla sobre el terreno

Especificaciones de aplicación:

- 80% - 100% H2 en aire para funcionamiento normal

- 0% - 100% de aire en CO2 para purga/barrido

- 0% - 100% CO2 en H2 para purga/barrido