在電力生產(chǎn)過程中，當(dāng)發(fā)電機運轉(zhuǎn)把機械能轉(zhuǎn)變成電能時，不可避免地會產(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，往往對發(fā)電機進(jìn)行強制冷卻。氫氣冷卻就是常用的冷卻方式之一。因此，氫冷發(fā)電機的維護對發(fā)電站的安全高效運營至關(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)電機在運行時產(chǎn)生大量熱，必須除去這些熱量以維持發(fā)電機效率。使用氫作為發(fā)電機冷卻介質(zhì)，使發(fā)電站運營商能夠使用更小型的發(fā)電機發(fā)更多的電。但氫原子體積微小，且發(fā)電機系統(tǒng)中有數(shù)百個閥門和其它接頭，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)電機人孔蓋或管道的接頭處；泄漏也可能發(fā)生在氫制造、儲存或循環(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)電機中氫使用率的任何變化都需要評估，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點燃?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

因為氫無色無味，所以氫泄漏，無論大小，肉眼都很難發(fā)現(xiàn)。確定渦輪發(fā)電機上泄漏位置的傳統(tǒng)方法既耗費時間又不可靠，導(dǎo)致意外停機或受傷的風(fēng)險增加。

傳統(tǒng)泄漏探測方法效率低

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。這種泄漏探測方法既費時又費力，因為這種方法需要先確定疑似泄漏源頭，才知道在哪里噴灑。對于許多位置，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，這是一個極其耗時、代價高昂且耗費人力的過程。

專用手持式氫探測器，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)泄漏探測技術(shù)相比，光學(xué)氣體成像熱像儀為氫冷系統(tǒng)維護人員帶來許多優(yōu)勢。利用這些輕巧便攜的設(shè)備，檢測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)備可以檢測到接觸式測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)方法帶有碰運氣的特點，有時在設(shè)備運行時很難檢測到嚴(yán)重泄漏，查找泄漏可能需要計劃外停機，這會對公用事業(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)，在計劃停機期間向運營系統(tǒng)的氫中添加少量的六氟化硫。在正常運行期間，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泄漏。這些熱像儀無法檢測到氫氣本身，但能檢測到六氟化硫，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，并且維護人員還能夠與發(fā)電機保持安全距離。但六氟化硫是一種很強的溫室效應(yīng)氣體（GWP 23,000），針對其使用的監(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省時省力省錢

幸好六氟化硫不是氫冷發(fā)電機系統(tǒng)泄漏檢測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到濃度為3%至5%的二氧化碳（CO2）泄漏。在正常運行期間隨氫一起直接加入發(fā)電機時，二氧化碳不會影響渦輪機中的氫純度或正常制冷運行。查找現(xiàn)有泄漏的最安全且最佳的方式是在計劃停機期間排凈系統(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）探測器，對二氧化碳?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時可視化二氧化碳泄漏，因此電廠維護人員能夠輕松找出微小泄漏和核查維修結(jié)果，同時避免停電或代價高昂的監(jiān)管罰款。

利用FLIR GF343，可以在正常運行期間對設(shè)備進(jìn)行檢測，從而避免了這種意外停機。熱像儀甚至能在發(fā)電機保持運行的情況下檢測泄漏并且使系統(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)電機計劃停機時的維修作業(yè)請求。此外，對泄漏圖像進(jìn)行保存使維護人員能夠判斷泄漏情況是否隨著時間推移而惡化。最重要的是，熱像儀系統(tǒng)為維護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)電機能夠持續(xù)安全地運行。

光學(xué)氣體成像

意外停機代價高昂，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)檢測方法，能夠?qū)崟r可視化氫泄漏，監(jiān)測氫泄漏隨時間的變化，并制定經(jīng)濟高效的維護計劃。