水电解制氢装置操作规程.docx
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水电解制氢装置操作规程
水电解制氢装置操作规程
1工艺系统开机前的准备
1.1制氢系统的清洗:
水电解制氢设备在正式投入运行前应对系统进行清洗,以去除存留在各部件内部的机械杂质。
1.1.1将水箱、碱箱清洗干净,置框架三所有阀门为关闭状态。
1.1.2打开Ⅲ－Q1,向碱箱内注满原料水后,关闭Ⅲ－Q1。
1.1.3打开Ⅲ－Q4、Q15、J3、J4,关闭Q13、Q9，依靠碱箱内水位高度自流入系统,打开J2及循环泵排气阀,待流出水后,即表明水泵内已充满水,关J2及循环泵排气阀,打开J1，启动循环泵,慢慢打开J12,碱箱中之原料水打入系统,待J1流出水后，关闭J1，当液位升至氢、氧分离器液位计中部时,关闭J12,停泵,关闭Ⅲ－Q4、Q15（循环泵使用方法,详见其使用说明书）。
1.1.4打开Q13、J2，待气排净后,关闭J2，启动循环泵,打开J12至最大,冲洗系统一小时。
1.1.5关闭J12,停循环泵。
关闭Q13，打开Q9及Ⅲ－Q5和Ⅲ－Q6，启动循环泵，慢慢打开Q14，将污水打入碱箱内排掉，之后将碱箱清洗干净。
或者打开J3、J4、Q12，将污水排入地沟。
1.1.6按上述方法反复进行2～3次,直至排出液清洁为止。
1.2气密检验
设备安装完毕后,需对制氢系统进行全面的气密检验。
1.2.1按1.1.3中叙述方法将原料水打入制氢系统至分离器液位计中部。
1.2.2将氮气源与J1、J7连接，关闭制氢干燥系统与外部连接的所有阀门，打开系统内所有阀门，通过J1、J7向系统内送气并使系统压力缓缓升至系统工作压力，并关闭J1、J7，检查所有阀门、接头、法兰及管路焊口部位有无漏气以和漏液现象。
待确认不漏后，保压12小时，泄漏量平均每小时不超过0.5%P为合格（P为系统工作压力见表1）。
1.2.3慢慢打开J2及循环泵排气阀，将气排净后关闭J2及循环泵排气阀，启动循环泵,将系统内原料水打循环,清洗系统一小时,然后通过氢氧旁通阀J3、J4将制氢系统压力卸至常压，通过J7将干燥系统压力卸至1.0MPa。
之后按照1.1.5将水放掉。
1.3电解液的配制
在准备工作完成后,整套装置首先要用稀碱（15%KOH）试车,对系统进行清洗。
稀碱运行后把稀碱排空,然后充入浓碱（30%KOH，千分之二的五氧化二钒）进行正式运行。
配制碱液的方法如下:
配制各型号所需电解液及KOH数量如表3：
表3：
型号
名称
CNDQ－5
CNDQ－10
氢氧化钾（kg）
75
100
电解液（升）
115
160
打开Ⅲ－Q1,根据所配电解液的体积,往碱箱中注入适当体积的原料水,关闭Ⅲ－Q1。
打开Ⅲ－Q4、Ⅲ－Q5、Q15,此时其它阀门处于关闭位置,打开循环泵出口的J2及循环泵排气阀排气,在流出液体后关闭J2及循环泵排气阀,启动循环泵,慢慢打开Q14,使循环量最大。
把碱箱盖打开,将氢氧化钾慢慢地倒入碱箱中，待其完全溶解后，用比重计测量配制电解液的比重,使之达到要求。
（配制浓碱时,在刚完全溶解的溶液中加入千分之二的五氧化二钒）当溶液冷却至50℃以下时,可通过循环泵把配制好的碱液打入系统内部。
打开Ⅲ－Q4、Q15、J3、J4;关闭Ⅲ－Q5、Q14,Q13、J12。
检查阀门位置无误后,打开J2排气,再流出碱液后关闭J2,然后启动循环泵,慢慢打开J12,把碱液打入电解槽和氢、氧分离器,当液位升至分离器液位计四分之一处时,关闭J12,停泵。
如碱箱中有剩余少量碱液,可通过补碱系统将剩余碱液泵入碱液循环系统中。
碱箱中的碱液不得长期存放,一般不超过1个月。
1.4氮气吹扫,将制氢系统与外部连接的所有阀门关闭,然后打开J1和J7向装置内充入氮气使系统压力升至1MPa,关闭J1、J7，通过J3、J4及J7,将系统压力减压至0.1～0.2MPa。
重复操作2~3次。
1.5氢中氧、氧中氢两分析仪器的调试,详见其使用说明书。
1.6检查各阀门的状态,打开系统冷却水进出口阀，整流柜的冷却水阀门,所有压力表截止阀以及Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q13。
关闭Q6、Q9、Q12、Q14、Q15、J3、J4、J5、J6、J12以及所有排污阀、排气阀。
1.7检查各极框之间,正负极间有无短路或有金属导体,发现后必须排除。
2整流装置开机前的准备
2.1整流装置的检查见《可控硅整流装置使用说明书》。
2.2仔细检查整流变压器各接头及整流柜各回路,严防短路。
2.3将整流柜“自动/手动”转换开关转到“手动”档,将“稳压/稳流”转换开关转至“稳压”档。
3自控开机前的准备
3.1气动部分
3.1.1用洁净的压缩空气吹扫仪表气源及自动阀气源管路。
3.1.2对气源管路进行检漏,特别是讯号管路不能有漏点。
3.1.3接通气源,看气源压力是否在正常值范围,把气源压力的下限报警值整定在0.5MPa,把供给电气转换器的空气过滤减压阀的压力整定在0.14MPa,把供给气动球阀的空气过滤减压阀压力整定在0.4MPa。
3.2电气部分
3.2.1用万用表检查各回路有否短路故障,检查各熔断器是否正常;检查各指示灯有无损坏;检查气液处理器的接地电阻是否小于4Ω。
2.2.2循环泵开关置于"自动"位置,加水泵开关置于"手动"位置。
2.2.3接通总电源。
2.2.4新装置的碱液在未进分离器之前,调整各仪表的零位。
2.2.5检查氢氧分离器液位是否在适当的位置。
2.2.6把系统压力开关、氢阀后压力开关的参数整定到规定数值。
2.2.7把氧槽温联锁整定在92℃。
2.2.8检查氢中氧分析仪一次表中的干燥剂、硼酸片及稳流瓶中的水是否加好。
2.3上位机的操作详见《制氢及干燥装置计算机监控系统使用说明书》。
4稀碱试车
在上述准备工作完成后,便可进行稀碱试车。
目的是为了进一步清洗电解槽,对控制系统进行故障排除与控制参数设定与调整
4.1启动循环泵
通过上位机启动循环泵，调节J12阀调整循环量，制氢装置系统碱液循环量参考表5：
制氢装置系统碱液循环量参考值表5
型号
CNDQ-5
CNDQ-10
碱液循环量m3/h
0.3~0.45
0.45～0.65
4.2点击上位机上“开机”命令。
4.3开启整流柜
4.3.1手动开启整流柜
接通主电源,按“触发启动”,按顺时针方向旋转“电压给定”,注意观察氢、氧分离器液位，防止液位上升太快和液位偏差过大。
当输出电压达到额定值时,停止调节输出电压。
随着槽温升高,电流随之上升,当电流达到额定值时,将“电压给定”逆时针调至零位,按“触发停止”,然后把“稳压/稳流”开关转至“稳流”档,按“触发启动”按钮,调“电流给定”至额定电流。
（详细操作见以整流柜说明书）
4.2.2整流柜的自动操作
将整流柜“自动/手动”转换开关转到“自动”档,按“触发启动”。
当自动运行时,整流柜输出电流可在上位机中手动调节,也可由上位机自动控制增加电流，直至额定值。
4.3对系统控制参数根据设备运行情况进行整定。
4.4在系统运行时，系统压力和槽温可由上位机自动给定；也可由键盘输入数值给定。
4.5气体纯度分析
系统运行稳定后,打开J5、J6可进行气体纯度分析。
详细操作方法见《氧分析仪使用说明书》和《氢分析仪使用说明书》。
4.6停机
在槽温达到额定工作温度，槽压达到额定工作压力两小时后开始停车。
点击上位机上“停机”，先停整流柜,然后进行泄压,使系统压力降为零。
冷却水调节阀开支最大，30分钟后，关闭循环泵。
按1.4对系统进行氮气吹扫1~2次。
切断控制柜、整流柜的电源、气源、水源。
4.7按1.1.5将系统内稀碱排净，关闭框架一与外部连接的所有阀门。
4.8清洗过滤器，拆下过滤器盖，取出滤芯用自来水冲洗干净，再用原料水清洗一遍。
装入过滤器，装好法兰盖，确认不漏即可使用。
表6制氢装置控制系统参数设定参考值
型号规格
CNDQ-10/3.2
项目
给定
上限
下限
报警
联锁
报警
联锁
槽压Mpa
3.2MPa
3.4
3.5
槽温℃
85
90
92
碱液循环量m3/h
0.25
0.15
气源压力MPa
0.7
0.4
4.9稀碱运行时各主要参数均受到监控,保证装置安全运行。
表6中列出了各项参数的报警联锁点参考值。
4.10当装置发生故障时,可通过J5、J6手动泄压,此过程不可过快,泄压时注意氢、氧分离器液位变化,应尽量使两分离器液位平衡。
5浓碱正式运行
5.1将配制好的浓碱按1.3打入系统中。
5.2按1.4进行氮气置换2~3次。
5.3检查冷却水、压缩空气以及原料水是否正常,检查分离器液位是否正常。
5.4接通配电装置中控制柜、整流柜电源，启动上位机。
5.5按1.6检查各阀门状态。
5.6控制柜上循环泵开关置于"自动"位置,加水泵开关置于"手动"位置。
5.7将整流柜“自动/手动”转换开关转到“自动”档，将“稳压/稳流”转换开关置于“稳流”位置
5.8启动循环泵，调整碱液流量至规定值。
5.9点击上位机上“开机”命令。
5.10接通整流柜主电源，按“触发启动”。
5.11按4.4和4.5进行操作。
5.12系统运行平稳后，将“加水泵”转换开关和“氢贮罐/放空/自动”置于“自动”位置。
5.12当气体的纯度达到要求后氢气即进入干燥器进行干燥除湿。
干燥器首次使用时，必须进行预再生。
再生气进口温度为250～350℃，再生加热终止温度为180℃，自然冷却至常温。
正常情况下被再生一次的干燥器可认为再生好，能够投入干燥工作。
用露点仪检验氢气湿度，是判断干燥器是否再生充分最可靠的办法。
5.13氢气露点达到要求后即可充罐，充罐自动进行。
5.12停机按4.6进行。
5.13遇到紧急情况，首先切断整流柜电源，然后通过J5、J6泄压,此过程不可过快,泄压时注意氢、氧分离器液位变化,应尽量使两分离器液位平衡。
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