保证制氢运行工作正常、安全、有序;使制氢运行人员的各项操作有章可循,为制氢运行人员提供操作的指导规范;保障机组的稳定运行。
二、范围:
适用于6号机组制氢站运行人员。
三、职责
规范作业,杜绝违章操作,保障生产安全稳定运行。
四、内容:
4、1、制氢设备生产工艺流程。
4、1.1、氢气系统
电解槽 氢分离器 氢洗涤器 氢气冷却器 氢气捕滴器 氢气气水分离器 氢气动薄膜调节阀 干燥器 储氢罐 氢母管 发电机
4、1.2、氧气系统
电解槽 氧分离器 氧洗涤器 氧气冷却器 氧气捕滴器 氧气器水分离器 氧气动薄膜调节阀 排空
4.2、主要设备参数和有关技术标准
4.2.1、电解槽(FDQG5/3.2-Ⅳ)主要技术参数
| 项 目 | 单位 | 指标 | 备注 |
| 氢气产量 | Nm3/h | 5 | 20℃ 1atm |
| 氧气产量 | Nm3/h | 2.5 | 20℃ 1atm |
| 氢气纯度 | % | ≥99.8 | |
| 氧气纯度 | % | ≥99.2 | |
| 气体含湿量 | g/m3 | ≤4 | |
| 工作压力 | MPa | 3.2 | |
| 工作温度 | ℃ | 90±2 | |
| 额定电流 | A | 550 | |
| 额定电压 | V | 42 | |
| 直流电耗 | KWh/m3H2 | 4.7 | |
| 氢氧系统液位差 | mmH2O | ±50 | |
| 冷却水用量 | m3/h | 2.0 | |
| 碱液循环量 | m3/h | 0.5~1.0 | |
| 碱液浓度 | kg/L | 1.281 | 碱纯度不低于化学纯 |
| 气体出口温度 | ℃ | 35 | |
| 系统补水量 | L/h | 5 |
| 取样部位 | 分析项目 | 质量标准 | 备注 |
| 一级冷却器出口 | 氢气纯度 | ≥99.5% | |
| 氢气湿度 | <5g/m3 | ||
| 发电机氢干燥出口 | 氢气纯度 | >96% | |
| 氧气含量 | <2% | ||
| 绝对湿度 | <10 g/m3 | ||
| 相对湿度 | <85% | ||
| 发电机零米 | CO2含量 | >95% | CO2置换H2 |
| CO2含量 | >85% | CO2置换空气 | |
| H2含量 | >96% | H2置换CO2 | |
| CO2含量 | >10% | 空气置换CO2 |
4.3.1、必须按厂家规定进行水压试验,要求严密不漏。
4.3.2、电解槽正、负极、电解隔间电压对地绝缘良好。
4.3.3、检查应备有足够合格的电解液。
电解液的配制。
30℃时,10%NaOH、15%KOH溶液比重分别为1.1043、1.180。
30℃时,26%NaOH、30%KOH溶液比重分别为1.28、1.281。
待碱液配好后加入2%0V2O5添加剂。
4.3.4、分析仪器及其所用的溶液已准备好。
4.3.5、检查应有足够的氮气。
4.3.6、检查安全工具应齐全。
4.3.7、联系热工检查有关表计应完好。
4.3.8、联系电气电工检查电气设备,并向硅整流送电。
4.3.9、检查电解槽及氢系统应用水冲洗。
4.3.9.1、启动配碱泵将原料水打进制氢系统,启动碱液循环泵,清洗电解槽,清洗1小时,停泵、打开槽底排污阀排污。
4.3.9.2、重复上述操作3~4次,直到排液清洁为止。
4、4、气密检验
4.4.1、按6.6.3.9.1操作将原料水打入制氢机,至分离器液位计中部。
4.4.2、关闭制氢机所有外连阀门,打开系统中(包括制氢、干燥系统)所有阀门,通过充氮阀向制氢机充氮,使压力缓慢升至3.2MPa,关充氮阀,用肥皂水检查各气路连接部位和阀门是否漏气,并观察液路有无漏液,确认不漏后,保压12小时,泄漏率以平均每小时小于0.5%为合格。
4、5、按工艺要求的碱量进行配碱,缓慢加入KOH(化学纯)待完全溶解后,加入碱液重量的2%0V2O5添加剂(按工艺要求添加),则电解液配好。
4.6、对微氧仪、露点仪进行调校。
6.7、检查各极框之间,正负极输电铜排间有无短路或有无金属导体,或有无电解液泄漏现象,民现后必须排除。
4.8、仔细检查整流变压器各个接点、可控硅整流柜各回路及正极输电铜排对地的绝缘性,严防短路。
4.9、用15%KOH溶液试车24小时(开停车操作同正常操作规程),然后将其排污。
4.10、检查制氢装置的冷却水阀门处于开启状态。
4.11、干燥装置开车前准备
4.11.1、控制柜通电,检查装置是否处于正常状态。
4、11、2、设定干燥器、加热器上下部温度,各为400~450℃和300~350℃。
4.11.3、系统进行氮气置换。
4.12、气动部分
4.12.1、接通气源后,分别检查气体过滤减压器的输出是否为0.14MPa,然后用肥皂水检查气动管路及仪表接头是否漏气(每三个月定期检查一次)。
4.12.2、通过现场电磁阀的手动操作方式进行对气动球阀及气动管路的测试,按下此开关看相应的气动球阀是否作出相应的动作。
4.12.3、分别旋松差压变送器正前方的螺钉,进行排气,气相排干净液,液相排干净碱液,然后将螺钉旋紧。
4.12.4、在同一信号值下,分别检查气动调节阀开度,通过触摸屏或上位机手动方式进行变化信号值(0~100%方向变化),相应的气动调节阀开度(氢氧侧调节阀的开度从小到大增大,水阀调节阀的开度从大到小减小)。可适当进行零点调节。无误后切换到自动调节位置,看其调节的灵敏度,相应的动作。
4.12.5、最后证实所有有关的设定值是否正确。以备开车。
4.13、用氮气吹洗氢系统。
4.14、用水倒换储氢罐。
4.15、开车顺序。
4、15.1、接通配电柜总电源及控制柜上各仪表电源。
4.15.2、接通气源。
4.15.3、将液位调节系统切至“手动”加水位置,开进水阀。将液位记录调节仪、槽压记录调节仪切换开关均置于“自动”位置上,调好给定值上,调好给定值,此时三只调节阀均应处于关闭状态。将液位联锁开关放地“消除”位置。
4.15.4、打开冷却水阀。
4.15.5、启动碱液循环泵,调节进碱门的开度,使碱液循环量逐渐达到工艺要求。
4.15.6、通过氢侧自动控制阀控制气体排出,以便产出的气体排空。
4.15.7、将整流柜电流调节电位器反时针方向旋到“0”位,再将选择开关放在稳压档;送上系统电源,主回路指示灯亮;合主令开关,控制电源指示灯亮;按下运行按钮,运行指示灯亮;缓慢地按顺时针方向旋转电流调节电位器,调输出总电压,保持工艺要求的总电压,此时电解开始,分离器中液位上升,槽温逐渐升高;合电流不断升高,直至达到额定电流;将自动电位器反时针旋到“0”位,将选择开关改在稳流档,顺时针转动自动电位器使电流稳定在工艺要求的额定电流。
4.15.8、当槽温升至50℃后,将槽压给定调至工艺要求操作压力,待槽压开到额定值后,将液位调节切换至“自动”补水位置。将液位联锁开关旋到联锁位置。
4.15.9、随着槽温上升,适当调整碱温给定值(给定值约为75~80℃左右),使氧槽温稳定在90±2℃。
4.15.10、观察槽压、液位、温度调节系统的调节质量,当参数波动较大时,可重新整定记录调节仪的比例度、积分时间和微分时间。
4.15、11、开车后半小时可进行氢气、氧气纯度分析,打取样阀,压力调节器或流量控制器,给氧分析仪送气,分析仪具体操作按该仪器说明书,如气体质量合格,可关排气阀向下一系统供气,装置投入正常运行。
4.15、12、氢气送到干燥系统。
干燥系统有两台吸咐干燥器,一台工作,另一台进行加热,互相切换,交替工作,连续供气。
4.16、正常操作及维护
4.16.1当装置正常运转后,操作人员应注意观察装置的运转情况,并按规定的参数条件进行操作。
4.16.2注意报警,发现并处理异常现象。
4.16.3如需调整整流柜直流输出,操作不可过猛,且注意将电位器旋至“0”后,才能改变选择开关运行状态。
4.16.4过滤器的清洗:当碱液循环量明显下降时,需清洗氢氧碱液过滤器。
4.16.4.1停车
4.16.4.2关阀,并将过滤器排气阀逐渐开大,(注意喷碱)放出过滤器内存气体。
4.16.4.3拆开顶盖,取出滤芯清洗。
4.16.4.4清洗完毕,将滤芯和顶盖装好。
4.16.4.5关过滤器排气阀,打开大碱液循环阀、分离器阀、进水阀。
4.16.5控制氢分离器的液位在分离器液位计中部,注意自动加水是否正常。
4.16.6经常注意碱液循环量,调节碱液阀开度,使碱液循环量控制在工艺要求的范围内。
4.16.7分析仪表出现较大的误差必须进行调校。
4.16.8为了使气动仪表长期、可靠、稳定地工作,应注意保持压缩空气的清洁和干燥。应定期打开空气过滤减压器底部的放水阀,排放水和油。应注意保持仪表气源压力为0.14±0.014Mpa。应定期检查气动管路和接头的气密性。
4.16.9差压变送器负压室内的准凝液应定期排放。
4.16.10加热功率出现故障时检查加热棒是否断路,如果是加热棒的问题及时更换。
4.17.正常情况下停车
4.17.1停车时首先停止原料水的补充,使液位调节切换至“手动”,使分离器的液位处于下限位置。
4.17.2将整流柜电流调节电位器旋钮反时针旋到零,切断主回路电源和同步电源。
4.17.3观察水阀调节阀的开度是否最大,使进水阀完全打开,开大碱液循环阀使碱液循环量到最大,加快降温速度。
4.17.4在降压过程中,应保持氢、氧分离器内液位差压相差不大于150mm。
4.17.5当槽压降到0后,切断碱液循环泵,接着切断配动力柜的电源,关闭压缩空气,关闭冷却水阀,装置停车完毕。
4.18.非正常情况下停车
4.18.1紧急停车时,立即切断整流柜主回路电源,迅速用手动方法使补水泵停止工作。
4.18.2手动令氢、氧调节阀开度最大且迅速放空,但要密切注意使液位均衡,严防氢氧混合,压力降为0时,关闭所有阀门。
4.18.3切断动力柜电源,切断电源。
4.18.4做完紧急停车记录后,听候有关部门的检查和处理。
4.18.5非正常停车后,装置如需重新开车,应对槽体、附属设备及各配套件、各仪表进行必要的检查,确认良好后方能开车。
至“0”后,才能改变选择开关运行状态。
4.19、氢冷发电机气体倒换、监督
4.19.1、倒氢前的准备。
4.19.1.1、准备足够供气体倒换所需分析药品。
4.19.2、空气冷却换为氢气冷却。
4.19.2.1、CO2置换空气
从发电机外壳底部充入CO2,从外壳上部排出空气,从氢母管上取样分析CO2含量>85%时,通知汽机停止充CO2。
4.19.2.2、H2置换CO2
从发电机外壳上部充入H2,从外壳底部排出CO2,从CO2母管上取样分析H2含量>96%时,通知汽机吹死角,置换完毕。
4.19.3、氢气冷却换为空气冷却。
4.19.3.1、CO2置换H2
从发电机外壳底部充入CO2,从外壳上部排出氢气,从氢母管上取样分析CO2含量>95%时,通知汽机停止充CO2。
4.19.3.2、空气置换CO2
从发电机外壳上部充入空气,从外壳底部排出CO2,从CO2母管上取样分析CO2含量<10%时,通知汽机吹死角,置换完毕。
4.20.水电解制氢干燥装置故障及排除方法
4.20.1.水电解制氢装置常见故障排除方法
故障
| 情况 | 原因 | 排除方法 |
| 装置突然停车 | 1.供电系统停电 | 检查供电系统,维修电气设备 |
| 2.整流电源发生故障。 2.1冷却水中断或流量过小压力不足引起跳闸。 2.2电流突然升高引起过流出现短路引起跳闸。 2.3快速熔断器烧坏而跳闸。 2.4脉冲信号缺相或硅元件击穿引起主回路三相不平衡。 | 解决冷却水存在的流量过小,水压不足的故障。 将整流柜电流调节电位器调至零位再合闸,如合不上,则仔细检查并排除断路故障。 更换新的快速熔断器。 切断交流电源,检查整流元件是否击穿,方法:用万用表电阻P*1档测量交流A.B.C三相对直流输出“正”“负”端对交流某一相反向电阻为0,则表明此相硅元件击穿和短路;如直流“正”端对交流某一相反向电阻为0,表明这相硅元件击穿或短路,需要换元件,极性不可接反。 脉冲信号缺相故障可用示波器检查。 | |
| 3.槽压过高联锁使整流柜跳闸。 | 降低槽压,检查压力变送器有无故障,调低压力变送器压力给定。 | |
| 4.碱液循环量下限联锁使整流柜跳闸。 | 调碱液循环阀开度,增大碱液循环量,如完全打开,循环量仍处于下限则清洗碱液过滤器。 | |
| 5.槽温过高联锁使整流柜跳闸。 | 降低槽温,调低循环碱温,或增加碱液循环量,解决冷却水温度过高或水量不足等问题。 | |
| 槽总电压过高 | 1.槽内电解液脏致使电解小室进液孔与出气孔堵塞电阻增大。 | 采用搅动负荷(急剧升降电流和升降电解液循环量)的方法把堵物冲开;停车冲洗电解槽;更换滤芯;更换碱液。 |
| 2.槽温控制过低 | 提高槽温至90±2℃ | |
| 3.碱液浓度过高过低 | 测量碱液浓度,调整碱液浓度至规定值 | |
| 4.添加剂量不足 | 可通过碱液过滤器向槽内加入适量V2O5 | |
| 5.电流强度过高 | 降低整流柜输出直流电流至额定值 | |
| 原料水供水不足或停止 | 1.补水泵停止加水 2.水箱无水 3.自动加水系统失灵不能启动 4.碱液循环量下限联锁使整流柜跳闸 | 停泵修复,注意清除进出口单向阀口污物。 向水箱注入原料水。 检查补水泵开关是否切换到自动加水位置。 检查液位控制系统,并排除故障。 |
| 氢氧系统压力、压差波动较大 | 1.差压与压力变送器零点漂移。 2.差压变送器正压室内有气体,或负压室内有冷凝液。 3.参数整定不合理。 4.信号管路漏气或堵塞。 | 调整零位弹簧重新校表。 排净差压变送器正压室内的气体,排除负压室内的冷凝液。 调整比例度和积分时间至合适值。 堵漏,排除气动管路弯堵现象。 |
| 气体纯度下降 | 1.隔膜损坏 2.氢氧两分离器液位过低 3.气体分析仪不准 4.碱液浓度过高或过低 5.原料水水质不符合要求 6.电解槽内碱液太脏 7.碱液循环量达大(混合式循环方式) | 停车进行电解槽大修。 调节分离器液位高度至适当位置,检查分析仪,重校零位和量程。 调整碱液浓度在规定范围内 提高纯水水质,使之达到原料水水质要求。 冲洗电解槽 调整碱液循环路径上阀门开度,使碱液循环量在合适的范围内 |
| 槽温升高或波动较大 | 1.碱液循环量不足 | 清洗过滤器 开大碱液环阀开度,增大循环量 |
| 2.冷却水温过高,冷却水量过少 | 降低冷却水温,增大冷却水压力,增大冷却水流量 | |
| 3.碱液换热器换热管结垢 | 用化学除垢剂去除垢 | |
| 4.碱液换热器三维内筋管堵塞 | 将碱液换热器拆下,用原料水反向冲洗换热器去除堵塞物 检查整流柜稳流部分线路,排除故障 检查温度自控系统并排除故障 | |
| 5.电流不稳定 | ||
| 6.温度自控失灵 | ||
| 电解液停止循环或循环不良 | 1.碱碱过滤堵塞 2.碱液循环量球阀度不当。 3.碱液循环泵内有气体 4.碱液循环泵损坏 碱液循环泵停转 | 清洗过滤器滤网 调整循环阀开度,保持循环量适度 可用补水泵向碱液泵入口注入原料水的方法,排出泵内气体。 更换备用泵,对泵进行检修 |
| 左右两槽体电流偏流严重 | 1.左右两槽有个别小室进液孔或出气孔堵塞引起小室电压过高过低 | 清洗电解槽和碱液过滤器 用急剧改变电流大小、碱液循环量大小的方法冲刷污垢。 |
| 2.输电铜排正负极与分流器、端极板接触不良 | 将各接触表面打磨干净并紧固好 | |
| 循环泵声音不正常 | 1.泵内有脏物 2.泵内叶轮防松螺母松动 3.石墨轴承磨损 4.电源缺相电压不稳 5.叶轮防松键松动。 6.电机轴承破损 | 停泵拆开清洗维修,更换备用泵。 打开泵头拧紧防松螺母 更换石墨轴承 检查电源排除故障 打紧防松键 更换电机轴承 |
| 分析仪进口流量控制压力不稳 | 减压器控制压力不稳定 | 调整减压器压力到合适范围 |
| 槽压达不到额定值 | 1.控制槽压的氧气调节阀阀芯磨损 2.气动调节阀内漏 3.气相部位有泄漏处 4.氧压力调节器开度太大 5.电解槽电流太低 | 调节阀芯位置 更换气动调节阀 更换氢氧调节阀 堵漏 控制减少氧气压力调节器开度 加大输入电解槽直流电 |
| 氢氧分离器液位高度相差较大(超过100mm) | 1.差压变送器的引讯接头堵塞 2.控制氢压的气动调节阀阀芯磨损漏气 3.液位调节系统管路漏气或堵塞 | 拆下差压变送器的引讯接头,清除堵物 调节阀芯位置 更换调节阀 堵漏,排除气动管路弯堵现象 |
| 电解槽槽体漏碱 | 1.塑料隔膜石棉布垫片压缩变薄密封性能下降 2.碟形弹簧板弹性下降或破碎 | 用专用扳手将槽体的拉紧螺母紧至槽体密封 更换碟形弹簧板 |
| 序号 | 故障情况 | 原因 | 排除方法 |
| 1 | 含氧量达不到规定指标 | 1.原料气量过大 2.系统有漏气现象 | 减少原料气量 检查系统气密性,进行排漏 |
| 2 | 露点达不到规定指标 | 1.分子筛加热时间短再生不完全 2.系统阻力大,气流分布不均 3.分子筛质量下降 | 调整加热时间 按系统逐级检查,重新装填分子筛,使其密度均匀 更换分子筛 |
| 3 | 干燥系统进出口压差大 | 1.管道设备局部堵塞 2.过滤器堵塞 | 按流程逐级检查,清除堵塞物检查阀门开闭位置 更换滤芯 |
| 4 | 再生状态吸附干燥器出气管或干燥器温度高 | 1.再生加热温度过高 2.再生吹冷时间短 | 检查控制柜,调低加热温度给定 延长再生吹冷时间 |
| 5 | 电压无指示或加热电流无指示 | 1.指示仪表损坏 2.电源开关未合 3.加热器端子松动 4.可控硅与温度控制器接线松动或元件损坏 | 维修或更换指示仪表 合电源开关 拧紧加热器端子 拧紧可控硅与温度控制器 间接线或更换元件 |
| 6 | 加热电流有指示,但温度不上升 | 测温热电阻损坏 | 更换热电阻 |
| 7 | 压力指示偏小 | 1.压力表阀失灵 2.系统出气量大于进气量 3.压力表失灵 | 更换压力表 调整系统进气量 更换压力表 |
| 8 | 流量计无指示 | 1.流量计进气阀未开或损坏 2.旁通阀未关 3.浮子卡在顶端 4.流量计密封垫堵 5.浮子被水粘在管壁上 6.流量计传动杆脱落 | 打开进气阀或更换进气阀 缓慢关闭旁通阀 减少气量进行调整 更换密封垫 更换原料气的捕滴器滤网 维修流量计 |
| 9 | 温度显示最大值或最小值 | 1.温度显示仪表与测量元件的连线短路 2.测温热电阻或热电偶损坏 | 检查修复仪表连线 更换测温热电阻或热电偶 |
4.21.1每半年检查一次仪表的零位
4.21.2装置运行一年后,应对仪表的精度做一次调校。
4.21.3对拆下的仪表进行检查时,必须注意仪表中与介质接触的部位必须确认无油脂后才能安装。
4)仪表的检修和调校参照各自说明书。
4.22.水电解制氢装置安全注意事项
4.22.1.如装置停车时间较长,超过半年不启动,应将电解槽内碱液排出,并使水电解制氢机充满原料水。
4.22.2.鉴于电解槽系带电操作,在槽体前操作地面上应放置一块绝缘橡胶板。
4.22.3.鉴于电解槽产生氢气与氧气,并带有压力运行,因此要求操作者严格遵守操作规程。
4.22.4.电解间内安装防爆照明灯,室内要有良好的通风,并安装氢气测爆仪。
4.22.5.凡是和氢气、氧气接通的管道、阀门等都需要经过脱脂处理,以除油污。
4.22.6.在装置运行时,不得进行任何修理工作,若必须修理需停车。迫不得已时,需在制氢间焊接,必须对制氢间空气中氢气浓度进行分析,看是否低于爆炸极限值,同时必须在装置和管道内通入氮气吹扫,已排除氢气和氧气,分析合格后方许焊接。
4.22.7.制氢间严禁明火、吸烟、穿仃鞋,操作人员不宜穿全成纤维、毛料工作服,严禁金属铁器等物相互撞击,以免产生火花。
4.22.8.制氢置防火器材如干粉灭火器、砂子、石棉布等。
4.22.9.为防止出现装置漏碱、漏气等事故,需预备防护镜和2%硼酸溶液,在配制氢氧化钾、氢氧化钠电解液时要戴上胶手套及防护镜。
4.22.10.严格禁止氢气、氧气由压力设备及管道内急剧放出,当氢气急剧放出时,由于静电原因可能引起自动燃烧和爆炸,当氧气急剧放出时,管道的氧化层可能引起火花,这些都可能引起管道设备的燃烧或爆炸。当气体从制氢机系统放入大气时,通过自控系统放空。
4.22.11.动植物、矿物油脂和油类不应落入有可能与氧气接触的设备上,在操作和维修装置时,手和衣物不应沾油油指。
4.22.12.不允许碱液掉在极板和拉紧螺栓之间,防止引起短路或降低电流效率,严防任何金属导体掉在电解槽上,以防引起极板之间短路,保持电解槽表面清洁。
4.22.13.万一出现事故或设备管道等大量泄漏碱液或气体时,应立即切断整流柜主回路的电源和同步电源,渐渐泄掉装置压力,分析原因,采取措施,排除故障。
4.22.14.制氢间禁止存放易燃、易爆物品,禁止无关人员入内。下载本文