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制氢系统设备及运行操作、事故处理
发布时间:2011/4/5  阅读次数:6607  字体大小: 【】 【】【
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10.4.5   FDQG-10/3.2-Ⅳ型循环水电解制氢及干燥操作规程
10.4.5.1 工艺部分开车前准备
10.4.5.1.1 制氢装置开车前准备
10.4.5.1.1.1制氢机的清洗:水电解制氢机在投运前,应用原料水清洗。
a 置所有阀门为关闭状态。
b 开配碱箱除盐水进水门将配碱箱注满水后,关闭配碱箱除盐水进水门。
c 按4.4步骤把除盐水注入制氢系统。开启碱液循环泵A、B,使除盐水在制氢机内循环,冲洗制氢机一小时,停泵,打开电解槽氢、氧侧排污门排污,排污后,关严电解槽氢、氧侧排污门。
d 重复上述操作3~4次,直至排液清洁为止。
10.4.5.1.1.2 气密检验
a 按4.4步骤把除盐水注入制氢系统,至分离器液位计中部。
b关闭制氢机所有外连阀门,打开机内所有阀(注:关闭所有的放空阀门和排污阀门),通过充氮气动阀向制氢机充氮,使压力缓慢升至1.0MPa,关阀充氮气动阀,用肥皂水检查各气路连接部位和阀门是否漏气,并观察液路有无漏液,确认不漏后,再次通过充氮气动阀向制氢机充氮,使压力缓慢升至2.0MPa,关闭充氮气动阀,用肥皂水检查各气路连接部位和阀门是否漏气,并观察液路有无漏液,确认不漏后,再次通过充氮气动阀向制氢机充氮,使压力缓慢升至3.2MPa,关阀充氮气动阀,用肥皂水检查各气路连接部位和阀门是否漏气,并观察液路有无漏液,确认不漏后保压十二小时,泄漏率以平均每小时小于0.5%为合格。
c 启动碱液循环泵A、B,清洗一小时后,停泵、泄压、排污。
10.4.5.1.1.2 电解液的配制
30℃时,10%NaOH、15%KOH溶液比重分别为1.1043、1.180。
30℃时,26%NaOH、30%KOH溶液比重分别为1.28、1.281。
a 置所有阀门为关闭状态
b按4.3步骤进行配碱,待完全溶解,且测得碱液比重达到理论值后,加入碱液重量的2‰V2O5添加剂(按工艺要求添加),则电解液配好。
10.4.5.1.1.3 对氢氧分析仪、露点仪进行调校。
10.4.5.1.1.4 检查各极框之间,正负极输电铜排间有无短路或有无金属导体,或有无电解液泄漏现象,发现后必须排除。
10.4.5.1.1.5 仔细检查整流变压器各个接点、可控硅整流柜各回路及正负极输电铜排对地的绝缘性,严防短路。
10.4.5.1.1.6 检查制氢装置的冷却水阀门处于开启状态。
10.4.5.1.1.7 用15%KOH溶液试车二十四小时(开停车操作同正常操作规程),然后将其排污。
10.4.5.1.2 纯化装置开车前准备
10.4.5.1.2.1 控制柜通电,检查装置是否处于正常状态。
10.4.5.1.2.2 设定干燥器A、B上下部温度,各为400~350℃和~300℃。
10.4.5.1.2.3 系统进行氮气置换。
10.4.5.2 气动部分开车前的准备
10.4.5.2.1 接通气源后,分别检查过滤减压器的输出是否为0.14Mpa,然后用肥皂水检查气动管路及仪表接头是否漏气(每三个月定期检查一次)。
10.4.5.2.2 通过现场电磁阀的手动操作方式进行对气动球阀及气动管路的测试,按下此开关看相应的气动球阀是否作出相应的动作。
10.4.5.2.3 分别旋松差压变送器正前方的螺钉,气相排液,液相排气,然后将螺钉旋紧。
10.4.5.2.4 在同一信号值下,分别检查气动调节阀开度,通过触摸屏或上位机手动方式进行变化信号值(0-100%方向变化),相应的气动调节阀开度(氢氧侧调节阀的开度从小到大增大,水阀调节阀的开度从大到小减小)。可适当进行零点调节。无误后切换到自动调节位置,看其调节的灵敏度,相应的动作。
10.4.5.2.5 最后证实所有有关的设定值是否正确,以备开车。
10.4.5.3 制氢站一键开车流程
10.4.5.3.1 点开车按钮,判断槽压是否大于0.2MPa,如果大于0.2MPa且氢、氧分离器液位高于180mm启动碱液循环泵(如果小于0.2MPa进入开车充氮程序,充氮结束后再次判断液位高于180mm,启动碱液循环泵)。
10.4.5.3.2 启动碱液循环泵5秒后启动整流柜,启动整流柜同时发出整流柜复位信号,整流柜启动,用整流柜的运行状态信号将槽温设置为85度,将槽压设为0.8MPa,如果此时压力高于0.8MPa则将当前压力作为设定值,用整流柜的运行状态信号将输出电流设为0A,即DCS输出20mA信号,同时令氢氧放空阀打开,10秒后根据温度设定输出电流:氧槽温50度以下输出500A,50度以上输出920A。当氧槽温升至50度以上时将压力自动设为3.1MPa。
10.4.5.3.4 当压力升至2.6MPa(延时5秒),投入氢氧取样阀及氢氧分析仪。
10.4.5.3.5 当压力升至2.6MPa(延时5秒),氢气纯度合格后(为了防止抖动延时30秒)投入干燥。同时关闭氢侧放空阀(氢侧放空阀关闭作为投入干燥的必需条件)打开干燥放空阀和露点取样阀及露点仪。在此之后,如果压力<2.6MPa或氢气纯度不合格则自动退出干燥步序,然后打开氢侧放空阀,直到干燥投入条件再次满足时,又会自动投入干燥。
10.4.5.3.6 当压力升至2.8MPa(延时5秒),干燥步序投入后,氢气露点合格时(为了防止抖动延时30秒)自动投入充罐。充罐步序为一个侍服程序,当3个罐的罐压都大于维持压强(1.0MPa)时,程序等待,直到有某个罐的罐压小于维持压强时,关闭干燥放空阀,打开氢气输送阀、打开该罐的入口阀,关闭该罐的出口阀。(如果该罐正在为系统供氢,既此刻有某个供氢母管出口阀已打开则从此刻开始计时,5S后试着打开#1罐出口阀,失败的话3S后试着打开#2罐出口阀,再失败的话3S后试着打开#3罐出口阀。)充罐投入后,如果压力<2.8MPa或氢气露点不合格(>-45)或干燥步序未运行则自动退出充罐步序,然后打开干燥放空阀,(如干燥退出则自动退出充罐并打开氢侧放空阀)直到充罐投入条件再次满足时,又会自动投入充罐。
请注意以下条件手动、自动时都会限制:
A.3只储罐压强都低于储罐压强下限时顺关、禁开供氢母管出口阀;
B.3只储罐入口阀都关作为打开任何一个储罐入口阀的条件;
C.某个储罐入口阀打开时顺关、禁开该储罐的出口阀;
D.某个储罐的罐压达到上限(2.6MPa)时顺关、禁开该储罐的入口阀;
E.某个储罐的罐压达到下限(0.8MPa)时顺关、禁开该储罐的出口阀。
10.4.5.3.7 开车运行过程中发生联锁跳车时的逻辑:用整流柜的停止状态信号将氢氧放空阀门关闭,干燥步序自动退出,干燥器内所有阀门关闭,加热管停止加热,充罐步序自动退出,充罐阀门关闭,设备处于保当前压力状态。(有首出报警)
           制氢系统首出报警:
           A. 氢侧碱液流量低;
           B. 氧侧碱液流量低;
           C. 氧分离器槽压力大于3.4MPa;
           D. 制氢系统氧分离器压力高;
           E. 制氢系统仪用气源压力低;
           F. 氧分离槽温度大于92度;
           G. 氢分离槽温度大于92度;
           H. 液位联锁。
10.4.5.4   制氢站一键停车过程:进入该状态后,三个分析仪表停运、干燥步序停运,氢氧放空阀关闭,充罐阀关闭。
10.4.5.4.1 按下停车按钮,启动循环泵
10.4.5.4.2 将整流柜输出电流设为0,10秒后停止整流柜。
10.4.5.4.3 整流柜停止后将槽压和槽温设为0,开始降温。
10.4.5.4.4 氧槽温降至50度以下停止循环泵,打开氢氧放空阀泻压。泻压至0.5MPa时根据用户选择是泄压停车还是保压停车,若是泻压停车则进入停车充氮程序,充氮完毕后停车结束。若是保压停车则直接结束,一键停车状态失效。
10.4.5.5 紧急停车逻辑:
点紧急停车按钮后直接停止整流柜,将槽压槽温设为0,停止循环泵,开始泻压,泻压至0.5MPa时根据用户选择是泄压停车还是保压停车,若是泻压停车则进入停车充氮程序,充氮完毕后停车结束。若是保压停车则直接结束,紧急停车状态失效。
10.4.5.6 充氮逻辑:
充氮分开车充氮和停车充氮,开车充氮时最初压力为零,判断充氮结束的标志为:大于0.5MPa的次数大于等于4次,最后一次升压后不再泻压。
停车充氮时最初压力为0.5MPa,判断充氮结束的标志为:小于0.2MPa的次数大于等于4次,最后一次降压后不再升压。
需要注意的是:
1、充氮时要将两干燥器的再生阀打开,降压时从氢侧放空阀降压。
2、此过程中有时会出现氧侧液位高的现象,需要一段程序辅助调节:当氧液位比氢液位高60mm时关闭氧侧放空阀,当氧液位与氢液位之差小于10mm时打开氧侧放空阀。
10.4.5.7 各设备逻辑:
10.4.5.7.1 整流柜的联锁条件:
(1)氢侧、氧侧碱液流量低(延时5S)
(2)氧分离槽压上限:>3.4 MPa(压力变送器,>3.3 MPa时报警);
(3)氧分离槽压力高(压力开关测点);
(4)氢、氧槽温上限:92℃(90℃时报警);
(5)氢分离器液位下限:350mm(400mm时报警);(加液位联锁投入按钮)
(6)氢分离器液位上限:650mm(600mm时报警);(加液位联锁投入按钮)
(7)氧分离器液位下限:350mm(400mm时报警);(加液位联锁投入按钮)
(8)氧分离器液位上限:650mm(600mm时报警);(加液位联锁投入按钮)
(9)仪用气源压力低
  加入液位联锁投入按钮的意义:低液位停车,低液位开车,开车前切除液位联锁,开车中整流柜正常启动后再投入液位联锁。
10.4.5.7.2 补水泵:整流柜启动10分钟后,氢分离器液位下限450mm启动;上限550mm停运,整流柜停运时不会自动补水。
10.4.5.7.3 碱液循环泵:
(1)开车充氮完毕5秒钟后,氢、氧分离器液位高于180mm启动;
(2)一键停车过程开始时,循环泵没启动,则自动启动循环泵;
(3)碱液循环泵启动10秒后,任一碱液流量低信号发出(延时5S),联停2台碱液循环泵;
(4)一键停车过程中,槽温低于50℃时会自动停运循环泵;
(5)紧急停车时直接停碱液循环泵。
10.4.5.7.4 分析仪表:
(1)氢、氧分析仪:开车状态、整流柜有电流输出、槽压大于2.6 Mpa时,取样阀开启,分析仪电源自动接通;
(2)露点仪:干燥器投运时,取样阀开启,分析仪投运。
                         干燥器停运时,取样阀关闭,分析仪停运。
10.4.5.7.5 干燥步序的投运条件:
(1)整流柜运行;
(2)槽压大于2.6 MPa;
(3)氢气纯度合格;
(4)氢侧放空阀关闭。
10.4.5.7.6 充罐步序的投运条件:
(1)整流柜运行;
(2)槽压大于2.8 MPa;
(3)露点合格;
(4)氢侧放空阀关闭;
(5)干燥步序投入。
10.4.5.7.7 制氢排污阀控制:
           整流柜运行时每隔40分钟排污一次,一二次阀延时开启,整流柜停运时不排污。
10.4.5.7.8 干燥排污阀控制:
           当干燥器处于加热和吹冷阶段相应排污阀每隔50分钟排污一次。
10.4.5.7.9 干燥加热管控制:
   在加热状态时根据温度调节,低于300度加热,高于350度停止。当整流柜联锁跳车或制氢放空阀打开时都不应加热。
10.4.5.7.10 补水电磁阀:
         高液位联关;低液位联开。
10.4.5.7.11 除盐水泵(冷却水泵)
  (1)整流柜运行中至少保证一台泵运行
(2)当氧槽温>90度时联启备用泵
(3)如两台泵为一用一备时,每天中午12点30分,自动进行倒换,如倒换失败时自动启动原运行泵(如有一泵不能正常投运例如漏水等,请挂起该泵,系统将不会再自动进行倒换)
(4)氧分离槽温度<50度时联锁停泵。
10.4.5.7.12 开车充氮步序
       停车充氮步序
       干燥步序
       充罐步序
  均支持手动启停,所有设备也都支持手动启停,整套系统支持半自动运行,但要注意充罐步序要想投入,必须投入干燥步序。不支持所有都手动,单投充罐步序。当某个罐检修时,请挂起其对应的出、入口阀,整套系统任然可以全自动运行,此时相当于把该罐从整套系统中隔离出去。
10.4.5.7.13 测爆仪报警I信号发出顺启制氢系统风机I
测爆仪报警II信号发出顺启制氢系统风机II
  
10.4.5.8 过滤器的清洗:当碱液循环量明显下降时,需清洗氢/氧碱液过滤器,清洗步骤:
10.4.5.8.1 停车。
10.4.5.8.2 退碱。
10.4.5.8.3 拆开顶盖,取出滤芯清洗。
10.4.5.8.4 清洗完毕,将滤芯和顶盖装好。
10.4.5.8.5启动配碱泵将碱液打入制氢系统,然后充氮置换,启动碱液泵,调节上述阀门开度至需要的碱液循环量,可按正常开车顺序开车。
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