Контроль состояния изоляции генераторов методами ХАГ и некоторые другие методы контроля генераторов, страница 2

Однако применительно к генераторам использование методик ХАГ заметно осложняется. Первая трудность – существенно меньшие фоновые концентрации примесных газов в исправных генераторах, что требует очень высокой чувствительности ХАГ (до 10^–5 % по объему).

Второе затруднение – быстрая и не всегда предвиденная ротация водорода в системе охлаждения (утечки водорода, продувки). Примесные газы адсорбируются на твердых поверхностях, связываются в системах очистки и охлаждения водорода. Эти обстоятельства затрудняют и усложняют процесс накопления примесных газов в охлаждающем водороде при развитии повреждения и требуют тщательного учета динамики концентрации примесных газов для выработки и обоснования критериев норм и стратегии диагностики генераторов методами ХАГ.

1.2 Газовыделение при разложении изоляции генераторов

При температуре  °С органические компонента миколентной компаундированной изоляции начинают разлагаться с выделением в водородной среде CO, CO₂, СН₄, C₂H₄, C₂H₆. Выделяется примерно 30–50 мл примесного газа на 1 г потери массы, СН₄ > C₂H₄; C₂H₄ ≈ C₂H₆ (при  °С); C₂H₆ ≈ C₂H₄ (при  °С); ацетилен в составе примесных газов при пиролизе практически отсутствует. Для изоляции слюдотерм состав выделящихся газов тот же, но заметное газовыделение начинается при       °С, и анализируемых газов наделяется меньше – до 20 мл на 1 г потери массы, СН₄ > C₂H₄; C₂H₄ ≥ C₂H₆ (при  °С); C₂H₆ > C₂H₄ (при  °С).

Слабые ЧР ( Кл) при воздействий на микалентую изоляцию сопровождаются выделением CO₂ и метана. Рост интенсивности ЧР до  Кл,  А приводит к появлению в заметных количествах всего спектра предельных и непредельных углеводородов, при этом C₂H₂ ≥ C₂H₄; C₂H₄ ≈ C₂H₆.

При воздействии на микалентную изоляцию часчичных дужек ( Кл,  А) микалентная изолиция, помещенная в среду водорода загорается, и вся пропитывающая масса сгорает в несколько секунд. Значит, если микалентная изоляция находилась на воздухе, то прежде чем ее испытывать в среда водорода, надо устранить "растворенный" в изоляции кислород, например, выдержать ее в среде CO₂.

Воздействие ЧР на изоляцию типа слюдотерм приводит к такому характеру газовыдаления, как и для микалентной изоляции, однако при воздействии дуги эта изоляция в водородной среде не воспламеняется. В среде гелия и воздуха дуговое воздействие не вызывает загорания и микалентной компаундированной изоляции.

1.3 Накопление примесных газов в охлаждающем водороде

На рисунке 1.1, а приведена расчетная модель для оценки изменения концентрации примесного газа С от фонового значения С₀ до С при газовыделении  мл/сут., примеси с концентрацией анализируемого компонента .

Ротация водорода обеспечивает приток  при концентрации примеси  и уход  при концентрации С.

Рисунок 1.1 – Расчетная модель для оценки изменения концентрации примесного газа: а – модель газообмена в системе охлаждения генератора; б – : 1 – при , , ,  – const; 2 – , , – const 

Решения уравнения газового баланса

             (1.1)

т. е. при постоянной ротации водорода м постоянном газовыделении примесного компонента развитие повреждения, приводит к росту С от С₀ до С_уст (pиcунок 1.1) в соответствии с соотношением

, ,

, .                                (1.2)

Если же при развитии дефекта  газовыделение нарастает во времени, то концентрация примеси должна непрерывно увеличиваться с ускорением (рисунок 1.1).

Приведем упрощенный расчет для генератора 300 МВ·А; V=240 м³;  м³/сут (потеря и приток водорода – 5 % в сутки, – данные ОРГРЭС);  мл/сут;  %, (стабильное выделение при разложении примерно 2–3 г изолирующего материала при 10 % анализируемого газа, например, метана, в общем объеме примеси,  %.

Таким образом, при данном расчетном режиме развития процесса концентрация примесного газа возрастает на порядок (3–4) в течение  суток (2 месяца) и может быть четко зарегистрирована методами ХАГ. Если же  или , т. e. развитие дефекта происходит с ускорением, то опасные, аномальные концентрации примесных, газов в охлаждающем водороде будут достигнуты быстрее (месяц, неделя).

1.4  Критерии, нормы и периодичность контроля

Критерии оценки по абсолютной концентрации примеси являются пока основными. Результаты анализа, превышающие указанные величины, требуют объяснения и реагирования (повторного проведения анализа; ускорения периодического контроля). Устойчивое или нарастающее увеличение концентрации примесных газов относительно фоновой свидетельствует о появлении развивающегося повреждения в изоляции генератора. Характер и степень развития дефекта могут быть оценены по соотношениям газов.