制氢站设备运行操作规程.docx

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制氢站设备运行操作规程

制氢站设备运行操作规程

1总则

1.1制氢岗位的任务和要求

1.1.1制备纯度、露点合格，数量充足的氢气，为发电机安全经济运行提供条

件;

1.1.2熟练地掌握制氢系统设备构造和微机操作技术，正确分析设备异常及故

障，并能及时排除;

1.1.3配合做好氢冷发电机气体置换及化验工作，监控发电机氢气露点，督促

有关单位保证其经常合格;

1.1.4氢系统及氢区动火时做好微氢测量工作;

1.1.5及时、认真、清楚地填写报表及日志。

1.2系统概况

制氢站选用河北电力设备厂DQ—10/3.2型中压水电解制氢装置两套，供二

期4×210MW及三期2×300MW氢冷发电机用。

电解过程是在碱性溶液中通

以直流电使水电解为氢气和氧气。

主要反应为：

+-→水的解离：

+2OH2H2HO2

-→↑阳极：

O+O4OH2H-4e22

+→阴极：

↑2H4H+4e2

设备主要包括整流柜、电解槽、氢分离洗涤器、氧分离器、捕滴器、氢气

干燥装置、储氢罐、碱液循环泵、柱塞补水泵、闭式除盐水冷却装置、压缩空

气罐等。

每套电解制氢装置由微机自动化控制，即人工开机、自动停机及压力、

差压、温度的自动调节，同时能够根据氢母管压力自动补氢、氢气干燥装置能

够自动切换，事故报警齐全且智能处理。

1.3设备规范

1.3.1系统参数

制氢装置型号DQ—10/3.2

两套数量

3氢气产量10Nm/h（20℃，0.1013MPa）

3/h5Nm氧气产量

≤氢、氧分离器液位差5mm

≥氢气纯度99.8%

≥99.2%氧气纯度

3≤氢气湿度/HNm4g/2

≤3.14Mpa（可在0.8~3.14Mpa系统工作压力之间压力下运行）

电解槽1.3.2

DQ-10-DC-00型号

台数量2

个62电解小室

370A分电流

62-72V电解槽额定电压

3电解槽直流电耗H4.8KWh/Nm2

734A电解槽总电流

℃≤电解槽工作温度90

3.2MPa电解槽工作压力

30%KOH电解液26%NaOH或

3/h氢气产量10Nm

3/h5Nm氧气产量

1700Kg设备重量

氢分离器1.3.3

台2数量

30.06m容积

2．

设计压力3.34Mpa

3.14Mpa最高工作压力

90设计温度℃

4.2Mpa试验压力

127Kg净重

氧分离器1.3.4

2数量台

30.06m容积

3.34Mpa设计压力

3.14Mpa最高工作压力

90℃设计温度

4.2Mpa试验压力

122Kg净重

氢气干燥装置1.3.5

DQ10-QF型号

两套，每套包括冷凝器1台，吸附器2数量台

Nm氢气干燥量103

3.2MPa设计压力

250℃设计温度

4.8MPa试验压力

工作温度℃）再生：

160~230（

（1）干燥：

室温2

系统工作压力降≤0.1MPa

3g/m0.0291<-50干燥后氢气湿度露点℃，绝对湿度≤

工作周期24h

3．

吸附材料分子筛

自动操作方式

AC220V50Hz使用功率2.2KW电源

3，Nm压缩空气，压力0.14MPa气动电磁阀气源，含油量<5mg/

露点比环境最低温度低10℃

设备重量2吨

1.3.6控制用气源

0.4~0.7MPa压力

3/h耗量4Nm

3<5mg/Nm含油量

3V=5m2空气储罐台，

1.05MPa设计压力

0.95MPa工作压力

1.31MPa试验压力

-38℃设计温度

1.6设备重量吨

除盐冷却水装置（共用）1.3.7

型号CLZ型1套

3台V=1.4m1水箱

3/hQ=12.5mIH50-32-160台）2离心泵（型

扬程：

32m

N=4KW电机r=2900rpm

2螺旋板式换热器台

工作压力：

0.2~0.6MPa

4．

26m换热面积：

系统冷却用水温度：

30℃压力：

0.15~0.3MPa

水质要求：

电阻率≥2500Ω·cm

3/hQ=5mPH=6-9

压力：

0.05~0.2MPa整流柜用冷却水温度：

5~35℃

3/h1.5m水质要求同上，用量约

储氢罐1.3.8

立式类型

6台数量

3.26MPa设计压力

3.1MPa最高工作压力

℃-35设计温度

工作温度℃-35~50

313.9m容积

吨6.2重量

1.3.9氮气瓶

台数量8

30.04m容积

最高工作压力15MPa

工作温度-36~45℃

重量吨0.1

碱液箱1.3.10

数量台2

3容积0.219m

5．

重量0.2吨

碱液循环泵1.3.11

F84-216H4BM型号

3／流量hr1.5m

20m扬程

2数量台

380V额定电压

1.5kW电机功率

除盐水补水箱1.3.12

台2数量

30.219m容积

重量0.2吨

1.3.13柱塞补水泵

数量台2

型号JZ200/40，耐腐

Q=200L/h流量

出口压力3.92MPa

电机型号N=1.5KWYB90L-4，

1.3.14氢气排水水封

外径ф219mm

总高度1000mm

台2数量

0.1重量吨

6．

电源1.3.15

制氢站采用三相四线制供电方式；交流电压380V和220V，50Hz，功率100KVA，制

氢站进线电源为两路，一路工作，一路备用。

PHLIPS22”纯平40GIPC88D，256M1.3.16CONTEC微机：

A4激光1.3.17打印机：

HP

2监督项目及控制指标

微机自动检测与控制调节及报警功能的参数表2.1

序下限报调节范检测联锁点设上限报参数名

（MPa槽3.13.30

+2液位（mm2

6540氧液（mm48383550

8030水箱液（mm2040

65氢液（mm4038506835

7循环碱温（℃6

9060碱液循环（L/h40

90＜氧槽温（℃）89095

90氢槽温（℃）＜99095

0.7气源压力（MPa）0.5～100.40.5

氢气纯度11≥99.8%99.5%

氧气纯度1299.1%≥99.2%

0.6MPa0.4）～供氢母管压力（130.60.4

1.0漏氢量（0.2）%～141.2

7．

250180A（℃）～再生温度15

2.2控制标准25A（℃18再生温1

2.2.76整流柜电压1制氢站整流柜电流741

气纯度≥99.8%;

2.2.2制氢站氧气纯度≥99.2%;

3；制氢站氢气的湿度≤0.0291g/m2.2.3

制氢站充氮时，排气处取样分析含量；<3%O2.2.42

发电机由氢气置换为或由空气倒为时，排气中含量≥；COCO2.2.5CO85%222

由倒为空气时排气中含量≤；10%2.2.6COCO22

倒为纯度；>96%H2.2.7CO22

现场动火处附近含量；<3%H2.2.82

油中含量；H2.2.9<3%2

发电机附近含量；H2.2.10<3%2

瓶中的纯度≥；2.2.1195%CO2

瓶中的纯度≥；95%N2.2.122

制室空气的含量应。

HH<1%2.2.1322

3氢系统的运行操作

3.1开机前的准备

3.1.1电解液配制：

配制重量浓度26%的NaOH水溶液180Kg，配制方法:

在塑料桶内盛133Kg凝

8．

结水，将47KgNaOH粉末慢慢倒入，搅拌至完全溶解，待温度降至室温后即可倒

入碱液箱备用，（30℃比重1.28），待NaOH完全溶解后向溶液加入千分之二

VO。

注意：

NaOH为强碱，有极强的腐蚀性，所以在操作过程中必须戴好防护52眼睛及穿上防护服装。

3.2开机前的检查

3.2.1检查系统各阀门处于关闭状态；

3.2.2联系电气检查所有泵的电机绝缘合格；

3.2.3检查控制柜、整流柜仪表已送电；

3.2.4打开工艺控制柜的G阀门和控制各气动阀门的截止阀；

。

检查所有压缩空气管0.4~0.7Mpa接通控制盘及框架的气源，使压力在3.2.5

气动阀门开闭是否动作正常。

将工艺控制柜上控制电气,,有无泄漏路是否畅通

转换器的空气过滤减压器的输出调整在0.14Mpa左右；

3.2.6检查纯水箱高液位；

3.2.7检查闭式除盐冷却水装置系统，工业冷却水、除盐冷却水系统是否正常；

3.2.8打开各冷却水入口门，投运除盐水冷却装置，检查冷却水畅通，压力正

常；

3.2.9检查消防安全器材是否能正常工作；

3.2.10检查电解槽各极板之间有无金属导体或电解液漏、滴现象；

3.2.11氢、氧分离器碱液在最低液位。

3.3开机操作

3.3.1接通MCC柜电源，控制柜电源，整流柜电源。

检查每一路信号，确认每

路信号正确无误，同时从上位机手动给定信号，确认调节阀阀位正确；

3.3.2打开冷却水系统阀门冷却水*/进（S*04A）、冷却水*/旁路（S*01B）、整流

柜*/冷进（S*17A）、整流柜*/冷出（S*18A）、水封*/进水（S*21B）（水封灌满

水后关闭）；

3.3.3接通气源，打开控制柜上控制氢发生处理器各气动管路阀门；

3.3.4检查所有阀门:

应处于关闭的阀门:

氧事故*/排（Y*01C）、氢事故*/排（Q

9．

*02C）、干燥器*/排（Q*03C）、过滤器*/排（J*02B）、电解槽*/退碱（J*03B）、

系统*/进（J*04B）、系统*/出（J*05B）、电解槽*/排（J*06B）、洗涤器*/补水

（S*08B）、干燥器*/旁路（Q*10B）、水封*/进水（S*21B）、氧分析仪*/进

（Y*01D）、氧侧*/排（Y*02D）、氢侧*/排（Q*03D）、氢分析仪*/进（Q*04D）、

氧变送器*/排（Y*05D）、框Ι*/置换（Q*06D）、捕滴器*/排（Q*07D）、排污器

*/出（Q*10D）、手动*/补水（S*07A）、补水箱*/至碱泵入（S*08A）、补水箱*/

至碱泵出（S*09A）、补水箱*/排（S*11A）、碱箱*/进水（J*12A）、碱箱*/至补

水泵入（J*13A）、碱泵*/至碱箱入（J*14A）、碱箱*/至碱泵入（J*15A）、碱箱

*/排（J*16A）。

应处于开启的阀门:

框Ι*/切换阀（Q*01Q）、碱滤*/进（J*01A）、碱泵*/

出（J*02A）、碱泵*/流量调节（J*03A）、冷却水*/进（S*04A）、手动*/进水

（S*05A）、

补水箱*/至补水泵入（S*10A）、整流柜*/冷进（S*17A）、整流柜*/冷出

（S*18A）、系统*/补水（S*07B）、氧调*/出氧（Y*09B）、干燥器*/出氢

（Q*11B）、冷却水*/旁路（S*01B）、排污器*/进（Q*09D）以及氢发生处理器氢、

氧分离器液位计上下阀门（注:

框Ι*/切换阀（Q*01Q）开启由微机控制）；

3.3.5启动循环泵，调节碱泵*/流量调节（J*03A），使其流量达600～800L/h

左右；

3.3.6调节整流柜*/冷进（S*17A）、整流柜*/冷出（S*18A），使压力在0.15Mpa

左右，将柜内切换开关至自动，工作方式选择:

中间位置；接通交流电源，启动

控制电路，此时设备进行微机自检，待数码显示后进行下一步操作；启动主回

路，给开工信号此时数码显示“2”（升电流、升电压微机自动控制）。

3.3.7自动运行

3.3.7.1启动整流柜后系统进入自动升压阶段。

在温度未达到50℃前，系统使

槽压自动稳定在0.8Mpa以下，当槽温升到50℃后，槽压自动控制在设定值；

3.3.7.2升电流过程由微机自动完成；

3.3.7.3系统正常运行时，屏幕显示制氢流程图，同时不断循环监测实时运行

参数，并在流程图相应部位数字显示当前状态值，系统还可以直方图方式直观

的显示当前状态，同时还可以单变量的趋势图进行显示；

3.3.7.4当氢气纯度≥99.5%，槽压与氢管压之差大于其设定值且槽压达50℃以

10．

上的压力设定值，整流柜正常运行时，微机自动关闭氢处理器框Ⅰ*/切换阀

（Q*01Q），开始充氢至吸附器（吸附器的工作状态见表一）。

打开框Ⅱ*/进气

（Q*12B），框架二及储罐相应阀门，纯度、湿度合格的氢气充入氢罐，直至充

满。

当吸附器有问题，需处理时，可将控制气体进入吸附器的两位三通阀*-

1（Q*02Q）

设在手动状态，并让该阀门得电，且立即打开干燥器*/旁路（Q*10B），使氢气

不通过两个吸附器直接进入框架二，当问题处理完后，可将两位三通阀*-

1（Q*02Q）

设回自动状态，关闭干燥器*/旁路（Q*10B），气体按原流程运行；

3.3.7.5可设定时间，打印机自动打印运行记录；

3.3.7.6当系统运行稳定后，值班人员可以在上微机时时监控和进行部分操作；

3.3.7.7开机40分钟后就可进行气体纯度分析，打开氧分析仪*/进（Y*01D）、

氢分析仪*/进（Y*04D），调节氢处理器耐腐蚀减压器，将氢气、氧气分别通入

各自的分析仪，实现在线监测。

3.4氢罐充氢

3.4.1打开框架II上的储氢进口总门、氢罐入口门、当框架II上氢罐压力至

1.0MPa，开升氢罐就地入口门，保持充氢过程中氢罐压力表逐渐升高；

3.4.2氢罐充氢升压至2.5MPa，关闭储氢罐入口门，就地入口门。

3.5运行巡视与维护

正常运行时，应该时时监视微机的屏幕，还要定时巡视现场。

定期巡视及维护

过程应注意如下几点:

3.5.1当有报警出现时，应及时判断报警位置，找出原因并进行处理；

3.5.2注意空气过滤减压器的压力指示，如有偏差及时调整，使其输出保持在

0.14Mpa左右；

3.5.3对所有管路接头阀门等经常巡视，注意有无泄漏现象；

3.5.4氢、氧分析仪气路箱气体流量是否在规定刻度上。

当氧气纯度低于

98.5%，或氢气纯度低于99.4%时需要检查原因，必要时应停机，查明原因并排

除后才能开机；

3.5.5每班定期排放氢发生处理器排污罐的污水和集水器的冷凝水（在停机状

11．

态排放）。

排污罐带压力排污时一定注意先关闭排污器*/进（Q*09D），再缓缓打

开排污器*/出（Q*10D）。

排完后,关闭排污器*/出（Q*10D），再缓缓打开排污器

*/进（Q*09D）。

集水器的冷凝水在停机时排，打开氧变送器*/排（Y*05D）、氢

变送器*/排（Y*08D）排掉冷凝水后，关紧氧变送器*/排（Y*05D）、氢变送器*/

排（Y*08D）再开机；

3.5.6注意循环泵的运转,调节3A使循环流量控制在600-900L/h之间的某一最

佳值；

3.5.7当氢发生处理器的碱液流量计流量持续慢慢下降时，说明碱液过滤器脏

了,需要清洗过滤器。

在停机状态下，先拆开顶盖,取出滤芯，用凝结水冲洗干

净后应重新装好，紧固顶盖，使过滤器重新投入工作；

3.5.8补水箱、氢发生处理器自动补水是否正常；

3.5.9观察就地仪表有无异常；

3.5.10检查冷却水泵运行是否正常；

3.5.11设备每次开机前，打开洗涤器*/补水（S*08B），关闭系统*/补水

（S*07B），手动开补水泵，使凝结水通过洗涤器进入氢分离器，当液位到分离

器中部时，停补水泵。

然后再打开系统*/补水（S*07B），关闭洗涤器*/补水

（S*08B）；

3.5.12设备正常运行期间每2个月测定一次碱液浓度，如设备搁置较长时间后

重新开机也应测量碱液浓度，使其保持在正常值。

当碱液浓度低，需补碱时，

应在碱箱配好碱液后，关闭补水箱*/至补水泵入（S*10A），打开碱箱*/至补水

泵入（J*13A），由补水泵从系统*/补水（S*07B）打入系统内（可手动控制补水

泵开、关或在自动控制补水泵时根据液位高低补碱）。

3.6停机操作

3.6.1正常停机

3.6.1.1将氢发生处理器上氢、氧分析仪及湿度仪取样减压器关闭；

3.6.1.2在上微机上,用鼠标单击“系统降压”，断开整流柜电源，这时系统根

据程序自动降压到0.8Mpa，系统稳定在0.8Mpa，当槽温降为50℃以下时，系

统压力自动降为零；

3.6.1.3关闭整流柜和系统冷却水；

3.6.1.4关闭气源；

12．

3.6.1.5在上微机上，退出应用程序，关微机，关掉控制柜电源。

注：

若框架二往发电机自动补氢，停机操作到3.6.1.4即可；

3.6.2非正常停机

3.6.2.1当氢发生处理器设备出现带压部分突然泄漏或当微机正常运行时，联

锁保护起作用时，微机均会依据正常程序将设备停运泄压，并记录当时各数据

供检修分析；

3.6.2.2当微机自身故障时，PLC继续工作，检修微机或关闭整流柜冷却水阀门；

3.6.2.3当设备突然停电，自控失灵，制氢机需要紧急卸压时，关闭氧分析仪

*/进（Y*01D）、氧侧*/排Y*02D）,密切注意氢氧分离器液位计指示，慢慢打开

氧事故*/排（Y*01C）、氢事故*/排（Y*02C）,在保持液位平衡的情况下，将系

统压力排泄；

3.6.2.4非正常情况下停机后，应对整个设备进行检查，确认设备良好后方可

开机。

4闭式冷却水系统操作

4.1闭式冷却水系统的投运

4.1.1打开工业水进1（S001）、工业水进2（S002）、工业水进/自（S004）（或工

业水旁路进（S003），换热器*/冷进（S*01）、换热器*/冷出（S*02）及换热器*/

纯水出（C*03）；

4.1.2检查除盐水箱处于高液位；

4.1.3打开冷却泵*/进（C*01），启动除盐冷却水泵，压力稳定后，缓慢开启冷

却泵*/出（C*02）。

4.2闭式冷却水系统的停运

4.2.1关换热器的冷却泵*/出（C*02）、换热器*/纯水出（C*03）；

4.2.2停泵，关冷却泵*/进（C*01）；

4.2.3关换热器*/冷进（S*01）、换热器*/冷出（S*02）及工业水进1（S001）、

工业水进2（S002）、工业水进/自（S004）（或工业水旁路进（S003）。

13．

5发电机的充氢及补氢

制氢系统框架二A向漳电二期4×210MW发电机供氢，框架二B向漳山

2×300MW发电机供氢。

5.1向发电机充氢

5.1.1充氢前三天应通知制氢站负责人，以保证氢罐内有足够的氢气及各氢罐氢

压均在2.5Mpa；

5.1.2补氢时，应通知制氢站值班员，约定补氢开始的准确时间；

5.1.3送氢前5min，应重复确定送氢开始的准确时间。

5.2手动充氢、补氢

5.2.1接通知充氢后首先确定准确开始时间，打开其中一个氢罐出口门、框架二

上与其相对应供氢手动门（或供氢旁路门）、减压器进出口门，使减压器后的压

力维持0.6Mpa向发电机供氢；

5.2.2当接到汽机房已补满的通知后，立即关闭氢罐出口门和框架二供氢进口门；

5.2.3充氢或补氢后，值班人员应做详细记录，内容为充氢时间、前后压力等。

注：

储氢罐的进、出口门为同一个门，即是氢罐进口门，也是出口门。

5.3自动充氢、补氢

5.3.1自动充罐

当电解槽产生的氢气满足充罐要求后，由微机控制氢发生处理器上自动充氢阀

门1Q关闭，氢气由氢发生处理器出来到框架二。

通过框架二的阀门进入氢气

储罐，完成氢气的存储。

注：

框架二上的框Ⅱ*/进气（Q*12B）、框架二至储氢罐*/进气（Q*13B）对

应储氢罐*/进、出气门（Q*19B）应打开；

5.3.2自动充氢

14．

当发电机侧压力低于0.4Mpa时，框架二上发电机侧压力开关（或压力变送

器）将压力信号传送到控制柜上的PLC，控制框架二相应的气动阀门打开，氢

储罐中的氢气通过框架二开始往发电机补氢。

当发电机侧压力达到0.6Mpa时，

压力开关（或压力变送器）上限接点接通，PLC发出信号,气动阀门关闭，系

统停止往发电机补氢。

6发电机氢气监督及置换操作

6.1发电机氢气运行监督

备注指标间隔时间项目单位

小时氢气纯度24≥96.16%含氧量每天早班化小时24含氧量≤0.8%验，不合格时及时

小时露点-2560～℃通知排污并补充新小时60.32氢压0.26～氢复测合格Mpa

发电机退氢置换6.2

准备工作：

接值长发电机退氢或充氢的命令后，应填写使用置换操作票，联系

瓶（充氢）左右，并用专用高压胶带连接2520瓶（退氢）或汽机运行就位CO2好。

专用工具及分析仪器放置现场。

退氢气6.2.1

退氢气总机*/）