MW制氢系统讲解.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,2*300MW,制氢系统,余秋良,2008,年,8,月,8,日,概述,2300MW,发电机冷却方式为水,-,氢,-,氢，发电机氢气容积为,662m3,，额定氢压,0.30MPa(g),运行时的漏氢量：,10m3/24h,。,制氢系统采用中船重工集团公司七一八研究所生产的,CNDQ,10/3.2,型中压微机控制水电解制氢一体化装置。整套装置由框架,、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。电解槽电源采用将,380V,交流电经可控硅整流装置变为,56V,直流电供给方式。电解质采用氢氧化钾溶,液。,电解制氢原理,由浸没在电解液中的一对电极中间隔以防止气体渗透的隔膜而构成的水电解池，当通以一定的直流电时，水就发生分解，在阴极析出氢气，阳极析出氧气。其反应式如下：,阴极反应：,2H2,+2e 2OH,+H2,阳极反应：,2OH,2e H2O+1/2 O2,总 反 应：,2H2O 2H2+O2,阳极电解产生氧气,阴极电解生成氢气,电解槽,工艺流程,氢气系统：在整流柜输出的直流电作用下，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。,氧气系统：在各电解小室的阳极上产生的氧气，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手动阀排空。,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，由碱液循环泵，经过滤器过滤后打回电解槽循环使用。,补给水系统：电解过程中消耗的水，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，并经常更换洗涤水层。,红色：氧气,黄色：氢气,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,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,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。,整流柜,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。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柜子内。可控硅采用水冷方式，柜体对外有进、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,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,配电装置主要设备为配电柜，用于对制氢系统所有动力装置的供电，对循环泵、加水泵、风机等动力设备的启停进行控制。,(,制氢站电源来自煤,400VA,、,B,段）,整流柜电源,框架,框架,为氢气分配装置，与制氢装置、储氢罐及发电机供氢管道相连接。,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,用于碱液的配制和储存、原料水的储存以及为制氢装置提供原料水及碱液,。,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,用于冷却碱液、整流柜、电解槽、氢气冷却器等设备，循环使用，启动系统之前启动，系统停止后，最后停止。要求除盐冷却水压力不能,0.4MPa,，水箱水位,300mm,时，电磁阀自动打开补水，除盐冷却水泵两台，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,CNDQ10/3.2,水电解制氢一体化装置主要技术参数,项,目,规范,项,目,规范,氢气产量,10 Nm,3,/h,氧气产量,5 Nm,3,/h,氢气纯度,(V/V),99.8%,氧气纯度,(V/V),99.2%,氢气湿度,H,2,O/Nm,3,H,2,氢气露点,氢气含碱量,1mg/N,m,3,氢气出口温度,工作压力,3.2MPa,（,0.5,3.2MPa,）,工作温度,工作电流,直流额定电压,56V,直流电耗,4.8Kwh/,m,3,H,2,主电源动力电源容量,75KVA,纯水耗量,/h,冷却水用量,/h,整流柜冷却水出口背压,0.1 MPa,碱液浓度,26%,30%KOH,自控气源压力,0.5,0.7 Mpa,气源耗量,/h,主电源动力电电压,N380V 50Hz C,相,220V 50,Hz,整流柜电源,0.5KV 380V,三相四线,50,Hz,控制柜电源,AC220V 50,Hz,冷却水温度,冷却水压力,0.4,0.6MPa,冷却水水质,6,德国度,干燥器温控温度,干燥器加热终止温度,干燥器再生周期,24h,环境温度,0,气体标准控制标准,取样部位,分析项目,标,准,备注,电解装置,氢,气,99.8%,氧,气,99.2%,湿,度,/Nm,3,H,2,发电机底部和氢气干燥器入口,氢,气,96%,氧,气,2%,湿,度,4 g/m,3,发电机,氮气,95%,由氮气置换氢气,氮气,3%,由空气置换氮气,氮气,95%,由氮气置换空气,氢,气,98%,由氢气置换氮气,现场烧焊处附近氢气含量,氢,气,1%,并经总工批准,主油箱、发电机附近,氢,气,1%,并经总工批准,制氢系统启动,启动前，系统氮气置换，一般置换三次。,通过氢、氧两侧手动放空阀泄压。,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,0.1MPa,打开氢、氧两侧手动放空阀。,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：,800A,1.,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.,点击产品氢充罐，氢气充罐,产品氢充罐指示灯亮,制氢装置紧急停运,制氢装置运行过程中遇有下列情况应紧急停运,带压部分突然泄漏，大量气体或碱液外喷，有可能酿成重大事故。,氢站周围出现紧急事故，有可能波及到制氢装置发生燃烧或爆炸等重大事故时。,紧急停运按以下步骤进行：,紧急停车时，立即切断整流主回路电源，迅速用手动方法，使补水泵停止工作。,开氢气、氧气排空门或紧急排空门，调节各自动阀开度，使氢氧分离器中的氢气、氧气放空，但要密切注意氢氧分离器液位有所显示并均衡，严防氢氧混合发生爆炸事故，压力降为零时关闭所有阀门。,切断控制箱电源、气源，切断整流柜的同步电源。,做好紧急停车记录，及时向有关部门和领导汇报，听候检查和处理。,制氢装置紧急停运后，应对整套设备进行彻底检查，各仪表均应进行必要的检查和校定，确认设备良好后方能再次启动。,注意：不到万不得已时，不得使用这种方法。,水电解制氢装置安全注意事项,设备应良好接地，以防止产生静电引起氢气燃烧和爆炸。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，并充满除盐水。,鉴于电解槽带电操作，在电解槽前操作地面上应放置一块绝缘橡胶板。,电解间应安置防爆灯，室内应有良好的通风，并安装氢气报警装置。,凡是和氢气、氧气接触的管道，阀门等都要用四氯化碳清洗以去除油污。,装置运行中不得进行任何检修工作，若必须修理则需先停车，但不能动火焊电焊。迫不得已需要在制氢间焊接时，首先应对制氢间空气中氢气浓度进行分析，必须低于爆炸极限（体积比,4%,），并在需焊管道内事先通入氮气吹扫，以排除残留的氢气和氧气。,制氢间严禁明火，操作人员禁止吸烟，不准穿带钉子的鞋，应穿防静电工作服和防静电鞋，带防护眼镜。操作时使用防爆工具，严禁铁器工具相互撞击，以免产生火花。选用铜质或铍铜合金工具。,制氢间内必须备有,2,3%,的硼酸溶液，以防万一装置泄漏，碱液喷溅到脸上或身上时及时清洗。在配制碱液时要戴上橡胶手套。,制氢间必须设置如二氧化碳、砂子、石棉布等防火器材。,排空或紧急排空时，一般仅将氢气排空门打开，通过自控系统进行，非到万不得已不允许打开氢、氧气出口门来放气卸压。因为氢气由压力管道急剧放出时，由于静电原因可能引起自燃并爆炸：氧气急剧放出时，管道内的氧化层可能引起火花，从而促使燃烧或爆炸，所以随便打开氢、氧气出口门来卸压是非常危险的。,在操作和维修设备时，手和衣服不能沾有油脂，任何油脂都不允许落入有可能与氧,气接触的设备上。,不允许碱液掉到电解槽极板之间或级板与拉紧螺栓之间，更不允许任何金属杂质掉落到电解槽上，以防引起电极间短路。平时电解槽上可盖一块绝缘板。,制氢间不允许存放易燃易爆物品，严禁带入火种，严禁无关人员入内。,制氢站防火、灭火规定,制氢站防火规定：,制氢站内不得装设电炉、不得使用明火。,制氢站内不得使用可能引起火花的工具和行灯。,制氢室内及附近严禁吸烟。,制氢室内禁止存放易燃易爆物品。,制氢站照明应使用防爆灯具。,制氢站内应设置足够的二氧化碳、四氯化碳、干粉等轻便灭火器器材或氮气、蒸汽灭火系统及石棉布、砂子等消防器材。,制氢站灭火规定：,制氢站灭火时应停止设备运行，并尽可能放掉系统压力。,用氮气冲洗氢气系统。,用二氧化碳灭火器灭火。,如因漏气造成着火时，应用氮气灭火或用石棉布密封漏气处，严重时切断气源解除漏气。,冷却、隔离，防止火灾扩大。,常见故障与处理,故障现象,产生原因,排除方法,装置突然停车,供电系统停电。,检查供电系统维修电气设备。,整流电源发生故障。,冷却水中断或流量过小，压力不足引起跳闸。,解决冷却水存在的缺陷。,电流突然升高引起过流或出现短路引起跳闸。,将整流器输出电位器调至零位，再按复位，重新调电流，如再出故障，则仔细检查并排除短路故障。,槽压过高联锁使整流柜跳闸,降低槽压,碱液循环量下限联锁使整流柜跳闸,增加循环量或清洗过滤器,槽温过高联锁使整流柜跳闸,改变槽温设定值,气体纯度下降或纯度报警,氢、氧两分离器液位太低。,补充除盐水至正常高度。,碱液循环量过大。,调整碱液循环量在规定范围内。,碱液浓度过低。,调整碱液浓度在规定范围内。,故障现象,产生原因,排除方法,电解液停止循环或循环量下限联锁,1,、碱液过滤网堵塞。,清洗碱液过滤器滤网。,2,、碱液循环量调节阀开度太小。,调整循环量调节阀开度，保持循环量适度。,3,、循环泵内有气体。,用排气阀,I-J2,排放循环泵内的气体。,4,、循环泵损坏,更换备用泵，对泵进行检修。,5,、流量计及指示报警仪误差过大或指示失灵,校准流量计，检修指示报警仪。,原料水供水不足或液位报警,1,、加水泵停止加水。,停泵修复。,2,、水箱无水。,向水箱内注入除盐水。,3,、自动加水系统失灵不能启动。,检查是否自动运行状态；检查氢液位设定值和开关量输出线路并排除故障。,4,、加水泵进出口阀未打开,打开进出口阀,5,、液位测量系统故障,检查液位测量系统,氢氧分离器中碱温接近槽温,1,、分离器蛇管内冷却水量不足或冷却水温过高。,调整冷却水量，降低冷却水温。,2,、槽温自动控制失灵。,检查槽温自控系统并排除故障。,3,、碱液循环量超过规定范围。,调节循环泵出口门使循环量在规定范围之内。,4,、蛇管结垢严重。,清洗蛇形管内水垢及换热器管外水垢。,欢迎指导，相互学习！,