タービン発電機のガス濃度監視

発電所の大型タービン発電機は、高速回転で運転されるため発電機内は高温になり、この冷却に水素ガスが使用されています。本アプリケーションにおけるYOKOGAWAのガス密度計利用のメリットをご紹介します。

タービン発電機の水素冷却では、運転時・点検時それぞれでガスの測定が必要です。

発電機内には、水素ガスが圧力0.2～0.6 MPaで封入され、通常約98％で管理されています。
水素濃度が下がると水素ガスボンベから水素が加圧供給されます。水素ガスは、爆発性の危険ガスで空気と混合することは最も危険です。

発電機の点検時は、まず炭酸ガスボンベから二酸化炭素などを供給し機内の水素を排出します。その後、空気に置き換えます。点検終了後は、まず二酸化炭素などを供給して機内の空気を排出します。その後、水素を供給して置き換えます。
点検を安全に行うために発電機内のガスの状態を監視することが必要です。

発電機の水素および置換ガス濃度管理フロー

従来、熱伝導率式の濃度計が使用されていましたが、上記プロセスで2 台の濃度計を必要としていました。ガス密度計では運転時の水素純度監視から点検時の置換濃度監視まで、1台で測定することができ、ユーザのメンテナンスコスト削減に貢献します。

グラフは二成分混合ガスにおけるガス密度と濃度の相関関係を示しています。
ガス種ごとに固有の密度を持っているため、混合ガスの密度測定によりガスの濃度を求めることができます。この濃度換算は原則２成分系の混合ガスの場合のみ可能です。

ガス密度計は様々な2成分系のガスの濃度計として使用できます。タービン発電機のガス濃度監視では、以下の3種の2成分ガスの測定に切り替えて、運転時・点検時ともに1台でガス濃度測定が可能です。

水素-空気、水素-二酸化炭素、空気-二酸化炭素

測定ガス条件		・測定ガス：強腐食性ガスを除く全てのガス（詳細はお問合せください）・温度： -10 ～ 60℃（ただし、結露しないこと）・圧力： 50 kPa ～ 600 kPa（絶対圧）・流量： 0.1 ～ 1 L/min
測定原理		振動式(多重モード自励発振方式）詳細はこちら
性能仕様		水素純度計(H₂ in Air)、置換濃度計（H₂ in CO₂, Air in CO₂）・レンジ： 0-100%（H₂ in Air はデフォルト85-100%）・応答特性(90%)：約 5 秒 ( 指示が変化し始めてから90% 指示に達するまでの時間、ガス流量 0.6 L/min の場合。ゼロ点CO₂ からスパン点H₂ への切り換え時）・直線性： ± 1 % ・繰返し性： ± 0.5% ・ゼロ、スパンドリフト： ± 0.5% /月（検出器、変換器、圧力伝送器のいずれも周囲温度の影響がないこと）

ガス密度計 GD80, GD802G, GD802S

ガス密度の変化を常時監視し高速応答で安定して検知します。プラントの安全監視と安定操業に貢献します。密度のみでなく、比重・分子量・ガス濃度を算出・表示し、水素純度計やガス置換濃度計としても使用できます。
ガス密度計/水素純度・置換濃度計

石油精製プラントや鉄鋼プラント等多くのアプリケーションで活用されている防爆/非防爆対応のコンパクトなガス密度計です。タービン発電機水素冷却用途で、水素純度・置換濃度計としてもご使用になれます。