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在電力生產(chǎn)過程中，當(dāng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)把機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能時(shí)，不可避免地會(huì)產(chǎn)生能量損耗，這些損耗的能量最后都變成熱能，將使發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子、定子等各部件溫度升高。為了將這部分熱量導(dǎo)出，往往對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。氫氣冷卻就是常用的冷卻方式之一。因此，氫冷發(fā)電機(jī)的維護(hù)對(duì)發(fā)電站的安全高效運(yùn)營(yíng)至關(guān)重要，其中包括查找并修復(fù)制冷系統(tǒng)的氫泄漏，這需要徹查部件、閥門、配件或其它位置。
氫易燃易爆需謹(jǐn)慎監(jiān)控
蒸汽渦輪發(fā)電機(jī)在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生大量熱，必須除去這些熱量以維持發(fā)電機(jī)效率。使用氫作為發(fā)電機(jī)冷卻介質(zhì)，使發(fā)電站運(yùn)營(yíng)商能夠使用更小型的發(fā)電機(jī)發(fā)更多的電。但氫原子體積微小，且發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中有數(shù)百個(gè)閥門和其它接頭，一定程度的氫泄漏往往被認(rèn)為是無法避免而且正常的。泄漏常發(fā)生在有密封墊的接頭處，例如發(fā)電機(jī)人孔蓋或管道的接頭處；泄漏也可能發(fā)生在氫制造、儲(chǔ)存或循環(huán)系統(tǒng)的其它位置，如氫干燥器墊板上的閥門處。
由于氫易揮發(fā)性，發(fā)電機(jī)中氫使用率的任何變化都需要評(píng)估，并確定泄漏位置，以確保沒有安全隱患。空氣和氫的混合物極易燃燒爆炸，即便是靜電放電產(chǎn)生的火花在合適條件下也會(huì)點(diǎn)燃?xì)鈶B(tài)氫，因此減少氫氣在空氣中的泄漏非常重要。
工業(yè)設(shè)施中閥門處的氣體泄漏
因?yàn)闅錈o色無味，所以氫泄漏，無論大小，肉眼都很難發(fā)現(xiàn)。確定渦輪發(fā)電機(jī)上泄漏位置的傳統(tǒng)方法既耗費(fèi)時(shí)間又不可靠，導(dǎo)致意外停機(jī)或受傷的風(fēng)險(xiǎn)增加。
傳統(tǒng)泄漏探測(cè)方法效率低
想要控制氫泄漏，第一步是找到它。檢查泄漏最簡(jiǎn)單的方式之一是向疑似泄漏處噴灑Snoop®檢漏液（水和表面活性劑的混合物），然后尋找逃逸氣體的氣泡。這種泄漏探測(cè)方法既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，因?yàn)檫@種方法需要先確定疑似泄漏源頭，才知道在哪里噴灑。對(duì)于許多位置，想要使用Snoop或肥皂水噴霧只能盡可能靠近，因此需要安裝和拆除腳手架，這是一個(gè)極其耗時(shí)、代價(jià)高昂且耗費(fèi)人力的過程。
專用手持式氫探測(cè)器，稱作“嗅探器”，也常常被用到。嗅探器能量化氣體泄漏，確定氣體濃度，但需要極大精度，而且它的局限性與Snoop很相似。為了高效地工作，必須將這些手持式探測(cè)器直接置于泄露氣柱位置，而氣柱的尺寸可能極小，很容易被忽略。
閥門處氣體泄漏的圖像
與傳統(tǒng)泄漏探測(cè)技術(shù)相比，光學(xué)氣體成像熱像儀為氫冷系統(tǒng)維護(hù)人員帶來許多優(yōu)勢(shì)。利用這些輕巧便攜的設(shè)備，檢測(cè)人員無需直接接觸設(shè)備，便能夠從安全距離處快速掃描大片區(qū)域。此外，這些設(shè)備可以檢測(cè)到接觸式測(cè)量工具難以接觸的區(qū)域，如氫冷系統(tǒng)中成百上千的接頭和配件，由于Snoop和嗅探器等傳統(tǒng)方法帶有碰運(yùn)氣的特點(diǎn)，有時(shí)在設(shè)備運(yùn)行時(shí)很難檢測(cè)到嚴(yán)重泄漏，查找泄漏可能需要計(jì)劃外停機(jī)，這會(huì)對(duì)公用事業(yè)公司的盈利產(chǎn)生巨大影響。
輕松發(fā)現(xiàn)SF6泄漏
某些電力企業(yè)轉(zhuǎn)而采用光學(xué)氣體成像（OGI）技術(shù)，在計(jì)劃停機(jī)期間向運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)的氫中添加少量的六氟化硫。在正常運(yùn)行期間，六氟化硫作為示蹤氣體隨氫氣一起加入系統(tǒng)中，然后通過熱像儀檢測(cè)泄漏。這些熱像儀無法檢測(cè)到氫氣本身，但能檢測(cè)到六氟化硫，即便其濃度很低。這種方法不僅比使用Snoop或嗅探器精確得多，并且維護(hù)人員還能夠與發(fā)電機(jī)保持安全距離。但六氟化硫是一種很強(qiáng)的溫室效應(yīng)氣體（GWP 23,000），針對(duì)其使用的監(jiān)管要求越來越嚴(yán)格，因此它并不適合所有發(fā)電應(yīng)用。
FLIR GF343省時(shí)省力省錢
幸好六氟化硫不是氫冷發(fā)電機(jī)系統(tǒng)泄漏檢測(cè)惟一可用的示蹤氣體，F(xiàn)LIR GF343光學(xué)氣體成像熱像儀能檢測(cè)到濃度為3%至5%的二氧化碳（CO2）泄漏。在正常運(yùn)行期間隨氫一起直接加入發(fā)電機(jī)時(shí)，二氧化碳不會(huì)影響渦輪機(jī)中的氫純度或正常制冷運(yùn)行。查找現(xiàn)有泄漏的最安全且最佳的方式是在計(jì)劃停機(jī)期間排凈系統(tǒng)中的氫氣并且用二氧化碳替代氫氣，這樣能讓二氧化碳的濃度更高，因而更易發(fā)現(xiàn)泄漏。
二氧化碳 (CO2)的泄漏
FLIR GF343采用經(jīng)光譜過濾的焦平面陣列（FPA）銻化銦（InSb）探測(cè)器，對(duì)二氧化碳?xì)怏w的紅外吸收譜帶響應(yīng)靈敏。這種高度靈敏的熱像儀能夠從安全距離外輕松實(shí)時(shí)可視化二氧化碳泄漏，因此電廠維護(hù)人員能夠輕松找出微小泄漏和核查維修結(jié)果，同時(shí)避免停電或代價(jià)高昂的監(jiān)管罰款。
利用FLIR GF343，可以在正常運(yùn)行期間對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，從而避免了這種意外停機(jī)。熱像儀甚至能在發(fā)電機(jī)保持運(yùn)行的情況下檢測(cè)泄漏并且使系統(tǒng)的某些絕緣部件（如氫干燥器墊板）的快速維修成為可能。許多熱像儀還能收集圖像或視頻上的GPS數(shù)據(jù)標(biāo)記，該位置信息可以歸檔，以供創(chuàng)建下次發(fā)電機(jī)計(jì)劃停機(jī)時(shí)的維修作業(yè)請(qǐng)求。此外，對(duì)泄漏圖像進(jìn)行保存使維護(hù)人員能夠判斷泄漏情況是否隨著時(shí)間推移而惡化。最重要的是，熱像儀系統(tǒng)為維護(hù)人員提供了將泄漏水平保持在可接受水平以下所需的信息，確保發(fā)電機(jī)能夠持續(xù)安全地運(yùn)行。
光學(xué)氣體成像
意外停機(jī)代價(jià)高昂，為發(fā)電設(shè)施帶來了不必要的負(fù)擔(dān)。使用靈敏度高的光學(xué)氣體熱像儀并將二氧化碳用作示蹤氣體，以此替代傳統(tǒng)檢測(cè)方法，能夠?qū)崟r(shí)可視化氫泄漏，監(jiān)測(cè)氫泄漏隨時(shí)間的變化，并制定經(jīng)濟(jì)高效的維護(hù)計(jì)劃。
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