300MW制氢系统讲解.ppt

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2*300MW制氢系统制氢系统余秋良2008年8月8日概述nn2300MW2300MW发电机冷却方式为水发电机冷却方式为水-氢氢-氢，发电机氢，发电机氢气容积为氢气容积为662m3662m3，额定氢压，额定氢压0.30MPa（g）0.30MPa（g）运运行时的漏氢量：

行时的漏氢量：

10m3/24h10m3/24h。

nn制氢系统采用中船重工集团公司七一八研究所生制氢系统采用中船重工集团公司七一八研究所生产的产的CNDQCNDQ10/3.210/3.2型中压微机控制水电解制氢型中压微机控制水电解制氢一体化装置。

整套装置由框架一体化装置。

整套装置由框架、整流柜、控制、整流柜、控制柜、配电装置、柜、配电装置、（计算机管理计算机管理）自动控制系统、框自动控制系统、框架架、框架、框架等几部分组成。

电解槽电源采用将等几部分组成。

电解槽电源采用将380V380V交流电经可控硅整流装置变为交流电经可控硅整流装置变为56V56V直流电供直流电供给方式。

给方式。

电解质采用氢氧化钾溶电解质采用氢氧化钾溶液。

电解制氢原理由浸没在电解由浸没在电解液中的一对电极中液中的一对电极中间隔以防止气体渗间隔以防止气体渗透的隔膜而构成的透的隔膜而构成的水电解池，当通以水电解池，当通以一定的直流电时，一定的直流电时，水就发生分解，在水就发生分解，在阴极析出氢气，阳阴极析出氢气，阳极析出氧气。

其反极析出氧气。

其反应式如下：

应式如下：

nn阴极反应：

阴极反应：

2H22H2+2e+2e2OH2OH+H2+H2nn阳极反应：

阳极反应：

2OH2OH2e2eH2OH2O+1/2O2+1/2O2nn总总反反应：

应：

2H2O2H2O2H22H2+O2O2阳极电解产生氧气阴极电解生成氢气电解槽工艺流程ll氢气系统：

在整流柜输出的氢气系统：

在整流柜输出的直流电作用下，各电解小室的阴直流电作用下，各电解小室的阴极上产生的氢气与强制循环的碱极上产生的氢气与强制循环的碱液，经过氢气气道环由两端端压液，经过氢气气道环由两端端压板引出到氢气分离洗涤器，经气板引出到氢气分离洗涤器，经气液分离和洗涤后，至氢气冷却器，液分离和洗涤后，至氢气冷却器，再经水分离器，最后通过气动薄再经水分离器，最后通过气动薄膜调节阀和手动阀进入氢气干燥膜调节阀和手动阀进入氢气干燥系统，再分别送至各储氢罐。

系统，再分别送至各储氢罐。

ll氧气系统：

在各电解小室的氧气系统：

在各电解小室的阳极上产生的氧气，与强制循环阳极上产生的氧气，与强制循环的碱液，经过氧气气道环，由两的碱液，经过氧气气道环，由两端端压板引出至氧分离器。

经气、端端压板引出至氧分离器。

经气、液分离后通过气动薄膜调节阀和液分离后通过气动薄膜调节阀和手动阀排空。

手动阀排空。

nn碱液系统：

氢、氧两个分离器碱液系统：

氢、氧两个分离器内的碱液由内部设置的冷却蛇管内的碱液由内部设置的冷却蛇管进行冷却。

通过二分离器底部的进行冷却。

通过二分离器底部的连通管混合，经碱液冷却器冷却，连通管混合，经碱液冷却器冷却，由碱液循环泵，经过滤器过滤后由碱液循环泵，经过滤器过滤后打回电解槽循环使用。

打回电解槽循环使用。

ll补给水系统：

电解过程中消补给水系统：

电解过程中消耗的水，由补水泵间断的送入氢耗的水，由补水泵间断的送入氢分离洗涤器上部的筛板上，通过分离洗涤器上部的筛板上，通过溢流管进入下部与碱液混合，以溢流管进入下部与碱液混合，以补充所消耗的水，并经常更换洗补充所消耗的水，并经常更换洗涤水层。

涤水层。

nn红色：

氧气红色：

氧气nn黄色：

氢气黄色：

氢气nn虚线：

水系统虚线：

水系统电解槽过滤器碱箱循环泵氢分离洗涤氧分离洗涤补水泵除盐水箱氢气冷却器气动差压调节器氢气干燥装置氢罐储存冷却器排空氢气分配装置#3、#4发电机水电解制氢装置的结构nn本装置由框架、整流柜、控制柜、配电装置、计算机管理自动控制系统、框架、框架等几部分组成。

框架框架由电解槽、氢、氧分离器、氢洗涤器、循环泵、汽水分离由电解槽、氢、氧分离器、氢洗涤器、循环泵、汽水分离器、冷却器、干燥器、氢气过滤器等组成，电解槽为压滤器、冷却器、干燥器、氢气过滤器等组成，电解槽为压滤式双极性结构，一端下部有进液管，另一端上部有氢气、式双极性结构，一端下部有进液管，另一端上部有氢气、氧气及碱液出口管，中间极板为正极，两端极板为负极。

氧气及碱液出口管，中间极板为正极，两端极板为负极。

碱液循环泵碱液循环泵nn循环泵启动循环泵启动在配电装置在配电装置上启动，系上启动，系统启动前，统启动前，应先启动循应先启动循环泵，碱液环泵，碱液打循环。

打循环。

碱液流量计：

正常运行在500550ml、min放气阀：

碱液打循环是应进行放气，排除碱液系统内空气碱液循环泵氢气过滤器流量调节阀氢氧分离器氢氧分离器氢、氧分离器主要作用利用重力分氢、氧分离器主要作用利用重力分氢、氧分离器主要作用利用重力分氢、氧分离器主要作用利用重力分离氢气、氧气和碱液离氢气、氧气和碱液离氢气、氧气和碱液离氢气、氧气和碱液氢气洗涤器的作用是冷却氢气和清氢气洗涤器的作用是冷却氢气和清氢气洗涤器的作用是冷却氢气和清氢气洗涤器的作用是冷却氢气和清洗氢气，防止氢气带碱洗氢气，防止氢气带碱洗氢气，防止氢气带碱洗氢气，防止氢气带碱氧分离器氢分离器干燥器压力调节阀氧侧手动放空阀氧侧紧急放空阀氢侧紧急放空阀液位调节阀氧压力系统压力氢压力洗涤器减压阀：

防止系统压力过高过快排空充罐手动门充罐氢侧手动放阀氧液位氢液位整流柜nn整流柜由整流变压器、整流装置整流柜由整流变压器、整流装置组成，用于供给电解所需直流电源。

组成，用于供给电解所需直流电源。

可控硅整流装置的主回路、控制回可控硅整流装置的主回路、控制回路、触发回路及变压器均装在一个路、触发回路及变压器均装在一个柜子内。

可控硅采用水冷方式，柜柜子内。

可控硅采用水冷方式，柜体对外有进、出水管。

体对外有进、出水管。

主电源开按钮装置正常运行触发电源、主电源灯亮触发电源主电源左糟电流输出电压输出电流右槽电流计算机自动控制系统计算机自动控制系统储氢罐压力发电机充氢压力充罐气动阀控制补氢气动阀控制槽压设定电流设定氢液位槽温电流电压氢产量氧液位氢中氧氧中氢三通阀配电装置配电装置配电装置主配电装置主要设备为配电柜，要设备为配电柜，用于对制氢系统用于对制氢系统所有动力装置的所有动力装置的供电，对循环泵、供电，对循环泵、加水泵、风机等加水泵、风机等动力设备的启停动力设备的启停进行控制。

进行控制。

（制氢制氢站电源来自煤站电源来自煤400VA400VA、BB段）段）整流柜电源框架nn框架框架为为氢气分配氢气分配装置，与装置，与制氢装置、制氢装置、储氢罐及储氢罐及发电机供发电机供氢管道相氢管道相连接。

连接。

冲罐气动阀制氢系统来压力变宋器，压力0.6MPa，自动关闭气动阀充氢压力表一般控制0.4MPa三通阀充氢旁路阀充氢减压阀，一般调整好不动充氢手动门#3发电机#4发电机充罐压力变送器充罐母管充氢母管充氢气动阀框架框架框架框架用于碱液用于碱液的配制和的配制和储存、原储存、原料水的储料水的储存以及为存以及为制氢装置制氢装置提供原料提供原料水及碱液水及碱液。

补水电磁阀，水位250mm自动补水管道泵来补水手动门碱液箱：

为系统补充消耗的碱液原料水箱：

为系统补充消耗的除盐水加水泵补水管碱箱补水门补水泵：

实现系统碱液、原料水的补充排污门碱液去系统碱液来碱箱除盐冷却装置nn用于冷却碱液、用于冷却碱液、整流柜、电解整流柜、电解槽、氢气冷却槽、氢气冷却器等设备，循器等设备，循环使用，启动环使用，启动系统之前启动，系统之前启动，系统停止后，系统停止后，最后停止。

要最后停止。

要求除盐冷却水求除盐冷却水压力不能压力不能0.4MPa0.4MPa，水箱水位水箱水位300mm300mm时，时，电磁阀自动打电磁阀自动打开补水，除盐开补水，除盐冷却水泵两台，冷却水泵两台，互为备用。

互为备用。

除盐冷却水进水工业冷却水进水工业冷去水入口总阀除盐冷却水出水工业水出水蛇形冷却器除盐冷却水箱除盐冷却水泵控制箱除盐冷却水泵电接点压力表水位计补水电磁阀管道泵来补水手动门CNDQ10/3.2CNDQ10/3.2水电解制氢一体化装置主要技术参数水电解制氢一体化装置主要技术参数项项项项目目目目规范规范规范规范项项项项目目目目规范规范规范规范氢气产量氢气产量10Nm10Nm33/h/h氧气产量氧气产量5Nm5Nm33/h/h氢气纯度氢气纯度（V/V）（V/V）99.8%99.8%氧气纯度氧气纯度（V/V）（V/V）99.2%99.2%氢氢气湿度气湿度HH22O/NmO/Nm33HH22氢气露点氢气露点氢气含碱量氢气含碱量1mg/N1mg/Nmm33氢气出口温度氢气出口温度工作压力工作压力3.2MPa3.2MPa（0.50.53.2MPa3.2MPa）工作温度工作温度工作工作电电流流直流额定电压直流额定电压56V56V直流电耗直流电耗4.8Kwh/4.8Kwh/mm33HH22主电源动力电源容量主电源动力电源容量75KVA75KVA纯水耗量纯水耗量/h/h冷却水用量冷却水用量/h/h整整流流柜柜冷冷却却水水出出口口背背压压0.1MPa0.1MPa碱液浓度碱液浓度26%26%30%KOH30%KOH自控气源自控气源压压力力0.50.50.7Mpa0.7Mpa气源耗量气源耗量/h/h主主电电源源动动力力电电压电电压N380VN380V50Hz50HzCC相相220V50220V50HzHz整流柜整流柜电电源源0.5KV0.5KV380V380V三三相相四四线线5050HzHz控制柜电源控制柜电源AC220V50AC220V50HzHz冷却水温度冷却水温度冷却水压力冷却水压力0.40.40.6MPa0.6MPa冷却水水质冷却水水质66德国度德国度干燥器温控温度干燥器温控温度干燥器加热终止温度干燥器加热终止温度干燥器再生周期干燥器再生周期24h24h环境温度环境温度00气体标准控制标准取取取取样样部位部位部位部位分析分析分析分析项项目目目目标标准准准准备注备注备注备注电解装置电解装置氢氢气气99.8%99.8%氧氧气气99.2%99.2%湿湿度度/Nm/Nm33HH22发电机底部和氢气发电机底部和氢气干燥器入口干燥器入口氢氢气气96%96%氧氧气气2%2%湿湿度度4g/m4g/m33发电机发电机氮气氮气95%95%由氮气置由氮气置换氢换氢气气氮气氮气3%3%由空气置由空气置换换氮气氮气氮气氮气95%95%由氮气置由氮气置换换空气空气氢氢气气98%98%由由氢氢气置气置换换氮气氮气现场烧焊处附近氢现场烧焊处附近氢气含量气含量氢氢气气1%1%并经总工批准并经总工批准主油箱、发电机附主油箱、发电机附近近氢氢气气1%1%并经总工批准并经总工批准制氢系统启动n启动前，系统氮气置换，一般置换三次。

n通过氢、氧两侧手动放空阀泄压。

n在配电装置上启动碱液循环泵，使碱液打循环，并通过调节阀来调节碱液流量在500550ml/min。

并由泵体和过滤器的排气阀，放尽系统内空气。

碱液过滤器排气阀，也是系统氮气置换处碱液流量计泵体放气阀流量调节阀系统放气阀温度调节阀制氢系统启动维持系统压力维持系统压力0.1MPa打开氢、氧打开氢、氧两侧手动放空阀。

两侧手动放空阀。

并保持氢氧液位平衡并保持氢氧液位平衡并保持氢氧液位平衡并保持氢氧液位平衡氢侧手动放空阀保持压力0.1MPa氧侧手动放空阀氢液位氧液位制氢系统启动2.在槽压和电流框输入压力和电流值，直到压力3.0MPa、电流：

800A1.点击“开机”按钮3S，按钮变红，装置启动3.压力、电流达到额定值投入氧中氢分析仪表按同样的方法投入氢中氧分析仪表4.在氢气纯度达到99.8%时，点击“干燥投入”按钮“干燥投入”指示灯亮，表示干燥投入5.露点-45时开始充罐6.打开充罐手动门投入露点仪7.点击产品氢