制氢系统设备管道安装及试运.docx
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制氢系统设备管道安装及试运
湖南省火电建设公司
作业指导书
编制单位
工程名称
单位工程
项目编码
版次
名称:
制氢系统设备管道安装及试运
编写
日期
审核
日期
会
签
工程部
日期
质保部
日期
安监部
日期
批准
日期
作业指导书控制页:
配置发放签收表
配置
配置岗位
电子版
纸质版
签收
项目总工
√
项目工程部
√
项目质保部
√
项目安监部
√
项目专工
√
项目主管工程师/班长
√
*班组工程师
√
施工组长
√
*注:
项目主管工程师负责每项目上交一本已执行完成的、并经过完善有完整签名的作业指导书。
作业指导书(技术措施)级别
重要
签名
一般
√
技术交底记录检查
项目总工程师
专责工程师
重大方案执行情况
项目总工程师
项目生产经理
重要工序过程监控表
序号
重要工序名称
执行情况
质检工程师签名
1
系统试压
2
防爆措施完整性检查
3
4
作业指导书(技术措施)修改意见征集表
建议人
日期
修改建议:
回收签名(日期):
1编制依据及引用标准
1.1《电力建设施工及验收技术规范》(水处理及制氢装置篇)
1.2《火电施工质量检验及评定标准》(水处理及制氢装置篇)
1.3公司《质量、职业健康安全、环境管理手册》
1.4七一八所提供的CNDQ-10型水电解制氢装置技术资料
1.5湖南电力设计院设计图纸(第7卷第1册)
1.6《电力建设安全工作规程》(火力发电厂部分)DL5009.1-2002
1.6本工程《施工组织设计》
1.7《工程建设标准强制性条文(电力工程部分)》2006年版
2工程(设备)概况及工程量
2.1工程(设备)概况
金竹山电厂扩建工程制氢站设备型号为CNDQ-10,其基本工作原理为:
将直流电通入强碱的水溶液,在电解槽中使水电解成为氢气和氧气。
从电解槽中制备得的氢气通过分离洗涤、冷却、干燥,最终进入氢气储罐,或直接进入发电机氢气系统。
系统及设备的主要技术性能:
氢气产量:
10Nm3/h
氧气产量:
5Nm3/h
氢气纯度:
≥99.8%
氧气纯度:
≥99.2%
干燥后氢气露点:
-45℃
总贮氢量:
1200Nm3
系统工作压力:
3.0~3.2Mpa
主厂房供氢压力:
1.0Mpa
氢气干燥装置工作周期:
24h
主要设备有:
制氢处理器集装(框架I)一套,占地面积(长×宽)2..5×1.9平方米;加水配碱装置集装(框架Ⅲ)一套,占地面积(长×宽)2..0×1.4平方米;除盐水冷却装置集装一套,占地面积(长×宽)3..2×2.2平方米;框架Ⅱ(氢控制、分配)一套,占地面积(长×宽)1.5×0.15平方米;控制室设备(整流柜、MCC柜、控制柜)一套;空气储罐5m3一个,氢气储罐13.9m3四个;其它还有阻火器、氢中氧分析仪支架、氧中氢分析仪支架、水封等小型装置。
2.2施工作业范围
金竹山电厂2×600MW扩建工程制氢站采用CNDQ-10型水电解制氢装置,该套设备为中压水电解制氢设备,所有设备由七一八研究所提供。
设计范围包括:
电解间,分配间,控制间,值班间,辅助间,厕所,贮罐区等。
系统主要有:
水电解制氢系统和除盐水闭式循环冷却系统。
施工作业范围包括制氢系统设备管道的安装及试运。
3施工作业人员配备与人员资格
序号
岗位名称
技能等级要求
数量
备注
1
班长
高级工
1人
2
班组负责工程师
工程师
1人
具备同类机组安装技术管理经验
3
组长
高级工
1人
4
主作业
中级工
2人
5
作业
初级工
2人
4施工所需机械装备及工器具量具、安全防护用品配备
4.1作业所需机械装备及工器具量具
序号
装备名称
规格
数量
备注
1
钢卷尺
4把
2
角向磨光机、电磨
φ100
2台
3
链条葫芦
1t、2t、3t、5t
2个
4
常用钳工工具
1套
5
型材切割机
0-350mm
1台
6
防护眼镜
2付
4.2安全防护用品配备
4.2.1个人安全防护用品配备:
安全帽、安全带等;
4.2.2施工区域安全防护用品配备:
安全绳等。
5施工条件及施工前准备工作
5.1施工前应具备的条件
5.1.1设备基础经检查验收合格,基础划线符合要求。
5.1.2设备开箱、清点验收完毕。
5.1.3作业指导书编制完成并经审核批准。
5.1.4作业人员熟悉设计图纸及厂家资料,并已接受技术交底。
6作业程序、方法及要求
6.1作业程序流程图
送水泵试运流程:
除盐水除盐水冷却装置送水泵制氢处理器加水配碱装置
冷却水泵试运流程:
除盐水除盐水箱冷却水泵冷却器
碱液冷却器、氧分离器、整流柜
氢分离洗涤器、气体冷却器
除盐水冷却水流程:
公用水管网来清水冷却器工业冷却水排水排地沟
6.2作业方法及要求
6.2.1设备检修安装
6.2.1.1一般要求
1、设备安装就位前,必须认真复查基础标高及纵、横中心定位尺寸,要求偏差不大于10mm,并核查基础尺寸与设备支座是否相符。
2、设备解体前必须先阅读图纸资料,熟悉设备结构及工作原理。
3、解体检修应保证周围环境清洁,组装时各零部件标记必须与拆卸时相符。
4、设备安装时,纵横中心线和标高,应符合设计图纸要求,允许偏差小于10mm。
卧式设备以铁水平尺测量其壳体,以保证水平;直立式设备,应吊线垂测量其铅垂度,允许偏差应不大于5mm。
6.2.1.2除盐冷却水泵检修安装
除盐冷却水泵应根据厂家要求决定是否解体检修,其解体检修的要求如下:
1、泵体内部应清理干净,铸件无残留的铸砂、重皮、气孔、裂纹等缺陷。
2、测量泵轴轴套及叶轮密封环径向晃度应小于0.05mm,检查密封环应无变形和裂纹。
3、测量密封环与叶轮配合处的每侧径向间隙,应为叶轮口环处直径的1~1.5/1000,轴向间隙不小于1mm。
4、测量密封环与泵壳间应有0.00~0.03mm的径向配合间隙,并按此间隙要求配好泵壳水平中分面垫片厚度。
5、测量轴承膨胀间隙,一般为0.20mm。
6、装配时,叶轮旋转方向应正确,固定叶轮的锁母应锁好,轴承室注入透平油。
组装完毕后,盘动转子应灵活无卡涩。
7、电动机与水泵对轮找中心应符合规范要求,对轮端面间应留有适当的间隙。
6.2.1.3氢、压缩空气贮罐检修安装:
1、检修气罐及出入管内无油污、锈蚀、杂物。
2、采用50t汽车吊将贮存罐吊装就位,并调整纵、横向中心,通过验收后,即可进行地脚螺栓孔的灌浆。
3、地脚螺栓孔浇灌后,调整标高及垂直度。
经验收合格后,再进行基础二次浇灌。
6.2.1.4碱液贮存罐检修安装:
1、检查罐内应清洁,无油污、锈污及杂物。
2、检查其滤网应清洁,无破损。
3、罐体水压试验。
试验压力为0.6Mpa,保持15分钟后检查应严密无渗漏。
6.2.1.5除盐水和蒸馏水箱灌水试验。
保持24小时应无渗漏。
6.2.1.6除盐水冷却器水压试验:
按制造厂规定或规范要求进行。
6.2.2管道安装
在制氢系统设备安装就位后,即可进行管道安装,安装前应先阅读施工设计图纸,弄懂系统流程和管道走向。
6.2.2.1制氢系统管材均为不锈钢,下料时应使用砂轮切割,不能用火焰切割。
6.2.2.2管道焊接方法为氩弧焊接,并由取得该项目合格证的高压焊工担任。
6.2.2.3管道焊接前应打磨焊口,打磨后用白布擦拭干净,并用压缩空气吹扫干净后,再用密质布仔细包扎好。
6.2.2.4管道布置按设计院施工图纸进行,设计图纸不详的,应由施工班组长和技术人员现场确定管道走向,要求布置合理、工艺整齐美观。
6.2.2.5氢、氧放空管出口距离应不小于10m,其高度应超出房顶1.5m。
6.2.2.6支吊架安装应按设计图纸进行,若无设计时,间距按下表执行。
管子外径
间距(m)
φ57
4
φ38
2.5
φ32
2.5
φ25
2.5
φ18
2
φ14
1.5
φ10
1
6.2.2.7支吊架零部件的所有开孔应用机加工方法钻孔,不准用火焊吹割,角钢、槽钢下料采用机械切割。
6.2.2.8所有非厂供阀门必须解体检修试压,阀门盘根更换为塑料王盘根。
6.2.3制氢系统试运
6.2.3.1试运前应具备的条件
1、制氢系统设备管道均已安装完毕,热工仪表安装完善,安装记录齐全,并经过验收。
2、试运范围内的施工设施已全部拆除,环境已清理干净,现场的沟道及孔洞盖板齐全。
3、现场备有足够的消防器材。
4、现场有足够的正式照明。
5、转动机械已加好符合要求的润滑油脂,油位正常。
6、除盐水系统、工业水系统已安装好,且冲洗洁净。
7、各有关的电动、气动阀门,已经逐个检查调整试验,动作灵活、正确。
8、参与试运的各种容器,已进行清理和冲洗。
9、所有转动机械的电动机已试运完毕,联轴器保护罩完善。
10、水源、电源、气源充足。
6.2.3.2试运内容方法及步骤
1、制氢系统风压试验
(1)试验范围:
制氢站所有设备、管道及表计,制氢站至发电机输氢管道。
(2)试验压力:
0.32Mpa,试验用气:
干燥、清洁的压缩空气。
(3)所需仪表、工器具:
精密压力表0~1.00.25级1块
温度计(分格值为0.5℃)0~100℃2根
毛刷2把肥皂5块
塑料桶1个笔记本1本
圆珠毛2支记号笔1支
(4)向系统内充气,试验6小时,同时采用刷肥皂液的办法检漏,发现渗漏点及时消除,并每隔1小时记录一次压力和温度。
试验合格后及时办理签证。
2、送水泵,碱液循环泵,冷却水泵试运。
(1)上述设备试运行应连续运行4~8小时。
(2)试运流程:
送水泵试运流程:
除盐水除盐水冷却装置送水泵制氢处理器加水配碱装置
冷却水泵试运流程:
除盐水除盐水箱冷却水泵冷却器
除盐水箱
碱液冷却器、氧分离器、整流柜
氢分离洗涤器、气体冷却器
除盐水冷却水流程:
公用水管网来清水冷却器工业冷却水排水排地沟
(3)上述设备试运应达到下列要求:
A.泵出口压力稳定并达到额定数据。
B.电动机满载工况下的电流,不超过额定值。
C.测量轴承振动,应小于0.05mm,轴承温度正常,最高不超过70℃。
D.转动部分音响正常,泵内无冲击现象。
E.轴密封吸入侧严密,各轴封仅能少量滴水,温度正常。
F.相关设备及管道均无渗漏。
3、制氢装置系统试运:
(1)启动送水泵,将蒸馏水箱中除盐水打入电解槽,对电刷槽进行清洗,通过电解槽下部排污阀及过滤器下部排污阀,将清洗污水放掉。
(2)配制电解液(NaOH浓度为20%~26%),认真检查电解槽各极板之间有无金属物或电解液滴漏现象,发现后须及时处理。
(3)用10%NaOH溶液试车48小时,以进一步清洗制氢处理器。
(4)开车顺序:
A.将26%浓度NaOH溶液打入槽内至分离器液位计最低液位。
B.打开气源开关
C.制氢机充氮,以防分离器内形成爆炸性混合气体,充氮压力为0.3~0.4Mpa。
D.检查阀门,使其处于开车状态。
启动除盐冷却水泵,打通至整流柜、碱液循环、碱液冷却器、氢氧分离器、气体冷却器的冷却水。
E.启动碱液循环,使其流量达500L/h。
F.送整流柜电源。
G.启动微机,进入制氢系统工作软件,对控制参数进行设置,准备完毕后启动整流柜。
H.启动整流柜后,系统将自动运行,微机屏幕显示制氢工艺流程图,并不断循环检测实时运行参数。
I.运行人员定期巡视,并记录系统运行压力、制氢量及氢气纯度。
J.系统连续稳定运行4~8小时后,停车。
(5)停车顺序:
A.关控制框上氢氧分析仪电源。
B.将框架Ⅰ上氢氧分析仪取样减压阀关闭。
C.断开整流框电源,用鼠标确认“系统降压”,直至系统压力自动降为零。
D.关整流框和系统冷却水。
E.关掉气源。
关微机,试运结束。
6.3作业进度及计划安排
6.3.1制氢站设备管道安装2005.7.29~2005.11.05
6.3.2制氢站设备调试2005.11.16~2005.12.17
6.4专业技术措施
6.4.1△V=V【(P1+PB1)/(273+t1)-(P2+PB2)/(273+t2)】×Q0/P0×24/△h
其中:
△V—在给定状态下的每昼夜平均漏气量m3/d
V—发电机充气容积(金电未插入转子按120m3插入转子按110m3)
P0—给定状态下大气压力,P0=0.1MPa;
Q0—给定状态下大气温度,Q0=273+15=288k;
P1—试验开始时机内的气体压力(表压)MPa;
PB1—试验开始时大气压力MPa;
t1—试验开始时机内的气体平均温度,℃;
P2—试验结束时机内的气体压力(表压)MPa;
PB2—试验结束时大气压力Mpa;
t2—试验结束时机内的气体平均温度℃;
△h—正式试验进行连续记录的时间小时数h;
据规范和厂家说明要求24小时△V≤11.3m3/d
7质量控制及质量验收
7.1质量控制标准
7.1.1质量验收应优先以厂家图纸、说明书等技术文件为准,厂家技术要求不详的,参照规范、验标、精品工程暂行标准的有关规定执行。
7.1.2施工质量检验及评定标准
7.1.2.1电解槽氢—01
7.1.2.2支撑架氢—02
7.1.2.3氢、氧分离器及洗涤器氢—03
7.1.2.4氢、氧压力调整器氢—04
7.1.2.5冷却器氢—05
7.1.2.6平衡箱氢—06
7.1.2.7碱液贮存罐氢—07
7.1.2.8碱液过滤器氢—08
7.1.2.9水封氢—09
7.1.2.10挡火器氢—10
7.1.2.11贮气罐氢—11
7.1.2.12氢、氧管道氢—12
7.1.2.13阀门及其他附件氢—13
7.1.2.14系统严密性试验氢—14
7.1.2.15系统冲洗氢—15
7.1.2.16系统模拟试验氢—16
7.2中间控制见证点设置:
具体根据本项目验评范围确定
7.3中间工序交接点设置:
无
7.4工艺纪律及质量保证措施
7.4.1为防止电解槽上方管道漏碱,电解槽上宜铺设绝缘胶木板。
7.4.2氢气贮罐应定期从底部排污,以防罐底积聚氧气。
7.4.3氢气站内的气体管道焊接,碳钢管应采用氩弧焊打底,不锈钢管采用氩弧焊焊接,管道、阀门、管件等,在安装过程中应防止焊渣、铁锈及可燃物留在管内。
7.4.4电解间与分配间之间、电解间与电源控制间之间的管道沟,在安装后应用水泥或黄砂隔断。
7.4.5去主厂房的氢气管采用直埋敷设,直埋氢气管道应做适当标识。
7.4.6有管道穿过屋顶的屋面,应在管道安装后作防漏处理。
7.4.7电解间和分配间内部管沟,有管道穿过盖板处,局部敷设花纹钢板,其上面就铺设胶板或其它摩擦时不发生火花的材料。
8安全、文明施工及环境管理要求和措施
8.1进入施工现场,必须严格遵守安全文明施工的各项管理规定,严禁冒险,违章作业。
8.2设备吊装就位时,汽车吊吊臂及重物的下方严禁有人通过或停留,吊装区域严禁无关人员通过。
设备放置稳定后,汽车吊方可松钩。
8.3施工现场必须整洁,并有充足的照明。
8.4设备解体后,其零部件必须分类摆放整齐,小型零部件应妥善保管,以防丢失。
精密零部件应轻拿轻放并妥善保管,以免损伤。
8.5管道安装时,其内部必须仔细清理干净,并严格封口包扎。
8.6转动机械试运前,应手盘转子灵活无卡涩,联轴器保护罩安装牢固,试运时,严禁从转动机械上方跨过。
8.7电解槽试运时,设备应良好接地,以防止产生静电引起氢气燃烧爆炸。
8.8制氢系统试运时,电解槽操作地面上应放置一块绝缘橡胶板。
且电解间应置防爆灯,室内应有良好的通风,并安装有氢气报警装置。
8.9制氢系统试运时,不得进行任何检修工作,严禁在试运区域动火焊电焊及切割作业。
作业人员严禁吸烟,且制氢间必须配备好适量的防火器材。
如砂子、石棉布、灭火器\消防水箱等。
8.10正式制氢前必须用CO2气体进行置换。
8.11制氢系统试运时应严加巡视,发现问题要及时停车处理,且应保持制氢间的清洁。
8.12试运期间检修需动用电火焊时,必须办理动火作业票并制定可靠措施。
表8-1职业健康安全风险控制计划
职业健康安全风险控制计划表(RCP)
施工单位:
机本体项目作业活动:
制氢站设备管道安装
序号
作业活动
危害因素
目标和指标
控制措施
控制方法
控制时机
措施执行人
签名
检查/监督人
签名
备注
1
焊接作业
在易燃易爆场所进行焊接无措施
不出现任何不安全因素及事故隐患
试运期间禁止施焊
R
P
施工人员
班长/安全员
2
焊接作业
焊接溶渣飞溅、撒落
防止引起火灾或爆炸
不在高处施焊
S
T
施工人员
班长/安全员
3
焊接作业
清渣时未防护
防止烧伤及引起火灾
清渣时加以防护
S
T
焊工
班长/安全员
4
起重作业
钢丝绳固定不牢固或断丝,磨损,打扭等
防止损坏设备及造成事故
作业前认真检查作业工具
R
P
起重工
班长/安全员
5
切割作业
与气源相连的割具放入容器内
防止爆炸事故发生
禁止切割工具放入容器内
S
T
施工人员
班长/安全员
6
管道安装
吊架、支架未及时安装或焊接不牢
防止脱落造成设备损坏及引起事故
采用逐个焊接的方法
S
T
班组施工人员
班长/安全员
7
管道安装
坡口打磨时未戴防护用具
防止烧伤及损伤眼睛
使用打磨工具是必须佩戴防护用具
S
P
施工人员
班长/安全员
8
高处作业
高处作业的平台、走道、斜道未装防护栏杆
防止高空坠落
减少高空作业量,作业前仔细检查工作环境
R
T
班组施工人员
班长/安全员
9
工机具使用
不遵守操作规程
防止事故发生
严格按操作规程使用工机具
S
T
班组施工人员
班长/安全员
10
设备试运
在有油,氢等易燃易爆场所动电火焊
防止爆炸事故发生
试运期间停止一切施工
R
P
班组施工人员
班长/安全员
注:
控制方法:
W:
见证;H:
停工待检;S:
连续监护;A:
提醒;R:
记录确认。
控制时机:
P:
作业开始前;D:
每天至少一次;Z:
每周一次(4Z每月一次,12Z:
每季度一次);T:
活动连续过程或中断后重新开始作业。
表8-2环境因素及控制措施
环境因素及其控制措施一览表
施工单位:
机本体项目作业活动:
制氢站设备管道安装
序号
作业活动
危害因素
目标和指标
控制措施
措施执行人
检查督察人
备注
1
施工准备阶段
汽油、柴油
防止大气及水污染
易燃易爆有毒等危险品管理标准
施工人员
班长/安全员
2
施工准备阶段
设备包装物
失火造成大气污染
易燃易爆有毒等危险品管理标准
施工人员
班长/安全员
3
设备包装物
废旧塑料包装物
固废污染
废旧物资管理标准
施工人员
班长/安全员
4
施工电源布置
电缆皮及废电缆
固废污染
废旧物资管理标准
电气安装人员
班长/安全员
5
水、气源供应系统安装
边角余料
固废污染
废旧物资管理标准
施工人员
班长/安全员
6
加工机械
废油、脂
土壤污染
集中处理
施工人员
班长/安全员
7
工机具使用
废旧砂轮片、磨头
固废污染
废旧物资管理标准
施工人员
班长/安全员
8
金属清洗剂
废清洗剂的排放
水体污染
集中处理
施工人员
班长/安全员
9
密封材料
废旧密封材料
固废污染
集中处理
施工人员
班长/安全员
10
焊接作业
焊丝、焊条头
固废污染
回收
焊接人员
班长/安全员
11
焊接作业
电
电的浪费
节约能源法
焊接人员
班长/安全员