Pureté de l'hydrogène dans les générateurs refroidis à l'hydrogène

L'analyseur de conductivité thermique Panametrics XMTCpro est parfait pour cette application.

Résumé :

L'hydrogène est utilisé comme moyen de refroidissement dans les grands générateurs d'électricité en raison de sa conductivité thermique élevée et de sa faible viscosité. Cela permet d'éviter les pertes d'efficacité dues à l'augmentation de la traînée ou du vent sur le rotor du générateur. La mesure précise de l'hydrogène et des autres gaz nécessaires à la purge périodique est vitale pour la sécurité, l'efficacité et la fiabilité à long terme du générateur.

Application :

La vitesse de rotation élevée des rotors de grand diamètre génère de la chaleur ; par conséquent, le côté rotor du groupe électrogène nécessite des taux de refroidissement élevés et une faible traînée pour être efficace. L'hydrogène est la méthode de refroidissement privilégiée car sa faible viscosité réduit les pertes d'efficacité et la conductivité thermique élevée permet une dissipation rapide de la chaleur. L'hydrogène est pompé du générateur dans un système fermé de séchage et de refroidissement avant d'être réintroduit dans le générateur.

La contamination par l'air doit être évitée afin de limiter le risque d'explosion, d'empêcher une défaillance précoce des composants mécaniques et de réduire l'inefficacité. Une réduction de la pureté de l'hydrogène de 97 % à 95 % peut entraîner une augmentation des pertes par enroulement de 32 %, par exemple.

L'élimination de l'oxygène réduit également les dommages potentiels causés à l'isolation des bobines par les décharges corona.

Le défi :

Pour le client, le défi consiste donc à s'assurer que son système d'hydrogène en circuit fermé dispose d'une mesure précise et fiable de la pureté de l'hydrogène afin de maintenir la sécurité et l'efficacité du groupe électrogène. Bien que les clients mesurent généralement les fuites d'hydrogène dans l'atmosphère à l'extérieur du générateur à l'aide de moniteurs ambiants, la mesure principale porte sur la pureté à l'intérieur du système en boucle fermée.

Au cours des intervalles de maintenance réguliers, il est également nécessaire de pénétrer dans le boîtier du générateur et de ventiler dans l'atmosphère. Pour éviter le risque d'explosion lié au mélange d'hydrogène et d'air, un système de balayage est utilisé pour déplacer l'hydrogène avec un gaz inerte tel que le CO2. Lorsque la mesure confirme que l'hydrogène a été déplacé, le CO2 est à son tour déplacé avec de l'air pour permettre l'entretien. Une fois encore, ce n'est que lorsque la présence d'air est confirmée par une mesure précise que la maintenance peut être effectuée en toute sécurité.

La solution :

L'analyseur de conductivité thermique XMTCpro de Panametrics est parfait pour cette application. Cette solution présente l'avantage supplémentaire de pouvoir mesurer les deux autres gammes de gaz pendant la purge au démarrage et le balayage à l'arrêt. Lors du démarrage, le Panametrics XMTCpro est réglé pour mesurer l'air dans le CO2. Lorsque l'analyseur confirme que l'atmosphère de CO2 est pleine, l'hydrogène est introduit et le XMTCpro est réglé pour mesurer l'H2 dans le CO2. Lorsque le déplacement complet est atteint, l'analyseur est réglé pour mesurer l'air dans l'hydrogène.

Pour l'arrêt, le processus est inversé et l'analyseur XMTCpro mesure à nouveau et confirme le piégeage des gaz concernés.

Avantages :

- La solution Panametrics, une entreprise de Baker Hughes, offre un analyseur très robuste capable de mesurer toutes les gammes requises. Les analyseurs Panametrics sont très fiables car ils ne comportent aucune pièce mobile et ont fait leurs preuves dans l'industrie.

- Solution clé en main avec des capacités d'échantillonnage complètes

- Étalonnage simple sur le terrain

Spécifications de l'application :

- 80% - 100% H2 dans l'air pour un fonctionnement normal

- 0 % - 100 % d'air dans du CO2 pour la purge et le balayage

- 0 % - 100 % de CO2 dans H2 pour la purge et le balayage