1水电解制氢装置安全注意事项
1.1制氢间严禁明火、吸烟、穿钉子鞋,操作人员应穿防静电工作服和防静电鞋。严禁金属铁器等物相撞击,以免产生火花。
1.2制氢间必必须备有消防器材,按数量、要求就位。制氢间应备有2%硼酸溶液,操作人员配制碱溶液时,应配戴防护眼镜、防碱服及橡胶手套。
1.3设备投运前必须全面检查其绝缘情况,保证电解槽设备和金属部件之间没有短路现象。设备投运后禁止用两只手接触到两个不同的电极上。
1.4装置运行时不准敲击,严禁负压及一切检修工作。如必须进行修理应停车,分析制氢间的氢气纯度是否低于爆炸极限﹙75.5%-4%﹚,同时必须进行氮气置换已排除装置和管道中的氢和氧气,办理一级动火工作票。分析合格后方能焊接。(但需注意:连续明火作业超过四小时,应再次测量分析可燃气体含量﹗)
1.5制氢间不得存放易燃、易爆物品,严禁无关人员入内。(持氢站临时出入证者,出入时需登记)
1.6制氢间应通风良好,并采取相应的防爆措施,如防爆灯和安装报警器等。
1.7严禁氢气、氧气由压力设备及管道内急剧排放,以免因摩擦产生火花引起爆炸。开关氢、氧门时应缓慢操作,一但发生自燃,应用水桶水封或石棉布包裹着火点。
1.8保持电解槽表面清洁,严防任何金属导体或其它杂物掉到电解槽上,以免造成短路。严禁碱液掉到极板间或极板与拉紧螺栓之间。
1.9万一出现事故或设备大量漏碱或是漏气体时,应立即切断电源并进行通风,分析原因,尽快排除故障。(检查时要用防爆手电)
1.10用肥皂水或气体防爆检测仪检查氢、氧系统、管道、阀门是否渗漏,严禁使用明火检查。
1.11冻结的管道、阀门及其他设备只能用蒸汽吹洗或热水解冻,禁止用明火烤。
1.12注意氢中氧的含量不得高于0.5%,若高于0.5% 氢气不得进入干燥部分。
1.13再生进气温度不得超过350℃,再生加热温度不得超过260℃。
1.14没有氢气流过电加热器时禁止长时间(15s)开启电加热器,以防烧毁电加热元件。
1.15各设备、仪表应有良好接地。
1.16装置运行时冷却水不得中断。
1.17设备如闲置时间过长,超过半年以上,应将电解槽内碱液排出,并充满除盐水进行保护。开机前应详细检查设备状态。
1.18在操作制氢站系统的各阀门时,应缓慢进行,严禁氢氧气体从压力设备及管道内向外剧裂排送,以免造成爆炸和防止因摩擦产生火灾。
1.19用肥皂水或洗涤灵水检查各连接面,严禁用明火检查。
2设备启动前的准备
2.1系统设备检查
2.1.1循环水泵处于备用状态,泵周围干净无影响运转的杂物。
2.1.2检查电机接线、接地良好。
2.1.3检修后或停运30天以上,电机在启动前需由电气人员测试绝缘合格,并检查其转向正确方可投运。
2.1.4检查压力表、温度表完好,指示正常。
2.1.5检查循环水箱水位在1/2以上,不低于1/3。自动补水装置工作正常,水箱旁路门处于关闭状态。
2.1.6检查循环水泵出入口门处于开启状态。
2.1.7换热器出入口门开,工业冷却水出入口门打开,冷却水量充足,水温正常。
2.1.8制氢系统冷却器冷却水入口门开启。
2.1.9检查整流柜冷却水压力在0.15 MPa。—0.2MPa。
2.1.10检查气源压力,要求气源压力达到0.4~0.6Mpa
2.1.11检查原料水箱液位是否正常
2.1.12给“配电柜”、“控制柜”、“整流柜”、“动力柜”、“除盐水箱电磁柜”送电。
2.1.13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。
2.2电解槽的检查
2.2.1电解槽的组装正确,符合设计要求。
2.2.2电解小室间无搭接物
2.2.3检查系统中仪表、阀门、电源、硅整流盘等设备齐全完好。
2.3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。在确认设备所接管道正确后,即可对设备进行清洗。
2.3.1先用原料水清洗干净原料水箱和碱箱, 通过排污口排净,并注入原料水。
2.3.2 清洗原料水管路。
断开气液处理器与原料水连接的管路,并将其用软管接入地沟,用补水泵清洗外接原料水管路。
把原料水管路与气液处理器接通,用补水泵清洗设备内的纯水系统。
2.3.3 清洗外接碱液管路
按使用说明书调试碱液循环泵;
用碱液循环泵通过配碱系统,用原料水打循环,清洗外接管路,然后排净。
2.3.4 电解槽和气液处理器的清洗
打开碱箱出口阀,碱液循环泵的进碱阀、氢、氧分离器的手动放空阀,关闭碱液过滤器的出入口门,电解槽退碱门,依靠碱箱内水位高度自流入系统,打开碱循环泵出口排空门、及循环泵排气门,待流出水后,即表明水泵内已充满水,关碱循环泵出口排气阀及泵排气阀,打开碱液过滤器入口充氮阀及入口门,启动循环泵,慢慢打开流量调节阀,将碱箱中原料水打入系统,待碱液过滤器入口充氮阀流出水后,关闭碱液过滤器入口充氮阀当水液位升至氢、氧分离洗涤器下部液位计中位时,关闭流量调节阀,停泵,关闭碱箱出口阀,碱液循环泵的进碱阀。(循环泵使用方法,详见使用说明书)。
打开过滤器出入口阀,碱循环泵出口排空门,待气排尽后,关闭排空门,启动循环泵,打开流量调节阀,调节泵流量至最大,冲洗系统一小时。
关闭流量调节阀,停循环泵。关闭碱过滤器出入口阀,打开电解槽退碱门及碱箱回流阀、排污阀,启动循环泵,慢慢打开碱循环泵出口至碱箱门,将污水打入碱箱内排掉,之后将碱箱清洗干尽。或者打开氢、氧分离器的手动放空阀,碱液过滤器的入口门和排污门,将污水排入地沟。
按上述方法反复进行2~3次,直至排出液清洁为止。
2.4气密性检验
设备安装完毕后,需对制氢系统进行全面的气密检验。
2.4.1按2.3.4中叙述方法将原料水打入制氢系统至分离器液位计中部。
2.4.2将氮气源与过滤器充氮口阀、氢气洗涤器出口管至气液分离器充氮口连接,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,通过上述两个充氮口向系统内送气并使系统压力缓缓升至系统工作压力,将压力升至使用压力的1.05倍,关闭充氮口阀门,检查系统气路所有阀门、接头,法兰及管路焊口部位有无漏气以及漏液现象.待确认不漏后,保压24小时,泄露量平均每小时不超过O.5%为合格,在保压过程中要考虑环境温度的变化对压力造成的波动。
2.5电解液的配制
2.5.1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或25%NaOH,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:
2.5.2配制CNDQ10/3.2型所需电解液需要150L左右纯水,配KOH 65Kg。配五氧化二矾0.45 Kg(2 ‰),主要是减少电化腐蚀,提高气纯度,降低小室电压。配浓度30%KOH,使用比重计或其他分析法测碱液浓度。清洗用的稀碱为浓碱的1/2。
2.5.3打开碱箱进水门,根据所配电解液的体积,往碱箱中注入适当体积的原料水,关闭碱箱进水门。打开碱箱出口门、回流门,碱循环泵进口门,此时其它阀门处于关闭位置,打开循环泵出口排气门及循环泵排气阀排气,在流出液体后,关闭碱循环泵出口排气门及循环泵排气阀,启动循环泵,慢慢打开碱循环泵出口至碱箱门,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。打开碱箱出口门、碱循环泵进口门、氢、氧分离器排空门,关闭碱箱回流门、碱循环泵出口至碱箱门、碱过滤器出入口门、碱液过滤器的排污门。检查阀门位置无误后,打开碱循环泵出口排气门排气,待流出碱液后关闭碱循环泵出口排气门,然后启动循环泵,慢慢打开碱循环泵出口流量调节阀,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,关闭碱循环泵出口流量调节阀,停泵。
2.5.4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。
2.5.5碱箱中的碱液不得长期存放,一般不超过1个月。
2.6氮气吹扫
将制氢系统与外部连接的所有阀门关闭,然后打开过滤器充氮口阀和氢气洗涤器出口管至气液分离器充氮口,向装置内充入氮气使系统压力升至0.5到1MPa,关闭过滤器充氮口阀和氢气洗涤器出口管至气液分离器充氮口,通过氢、氧分离器排空门及氢气洗涤器出口管至气液分离器充氮口,将系统压力减压至0.1~0.2MPa。重复操作2~3次。
2.7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氢、氧分离器的液的捕捉器的入口门、手动排气门、碱过滤器的出入口门。关闭氧分离器的捕碱门、电解槽退碱门、碱过滤器的排污门、碱循环泵出口至碱箱门、碱循环泵入口门、氢氧分离器的放空门、去取样器的门、流量调节门以及所有排污阀、排气阀。
2.8整流装置开机前的准备
2.8.1整流装置的检查见《可控硅整流装置使用说明书》。
2.8.2仔细检查整流变压器各接头及整流柜各回路,严防短路。
2.8.3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。
2.9自控开机前的准备
2.9.1气动部分
用洁净的压缩空气吹扫仪表气源及自动阀气源管路。
对气源管路进行检漏,特别是讯号管路不能有漏点。
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。
2.9.2电气部分
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。
循环泵开关置于"自动"位置,加水泵开关置于"手动"位置。
接通总电源。把系统压力开关、氢阀后压力开关的参数整定到规定数值。
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。
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》。
3.3稀碱试车
在上述准备工作完成后,便可进行稀碱试车。
整流柜和控制柜等经检无误,各报警、联锁点确保正常,各调节系统能正常工作后,才能对电解槽送电联调。
3.1电解槽送电后,测量小室电压是否均匀,若比较均匀,可将电压升至额定电压,为节省开车时间,可适当提高工作电压,但最高不得超过额定电压的1.1倍;
3.2维持系统压力在0.3 - 0.5MPa左右,注意工作是否正常;
3.3稀碱稳定运行一段时间,约在12小时左右,即可停机;
3.4把稀碱放掉,若若碱液循环量达不到要求则拆洗过滤器。
3.4制氢设备的运行与停止
3.4.1氢设备的启动
3.4.1.1将配制好的浓碱打入系统中。
3.4.1.2进行氮气置换2~3次。
3.4.1.3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。
3.4.1.4接通配电装置中控制柜、整流柜电源,启动上位机。
3.4.1.5检查各阀门状态。
3.4.1.6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。
3.4.1.7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
3.4.1.8启动控制柜:点击上位机上“启动”命令。
3.4.1.9调节碱循环泵出口流量调节阀调整循环量,制氢装置系统碱液循环量参考值为0.45~0.65m3/h。
3.4.1.10接通整流柜主电源,按“整流允许”。
3.4.1.11在系统运行时,系统压力、槽温和电流可由上位机自动给定;也可由键盘输入数值给定。
3.4.1.12气体纯度分析:系统运行稳定后(通常系统压力达到1MPa时,各参数指标显示正常,我们认为‘运行稳定’),打开氢中氧、氧中氢分析仪表取样一次门,可进行气体纯度分析。详细操作方法见仪器仪表部分。
3.4.1.13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。
3.4.1.14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。
3.4.1.15氢气露点达到要求后即可充罐。
3.4.2停机
3.4.2.1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。冷却水调节阀开至最大,30分钟后,系统自行关闭循环泵和除盐水泵。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。
3.4.2.2停机时间不是很长,在系统压力降至0.5Mpa时,关闭氢、氧排放手动门,关闭氢中氧、氧中氢分析仪表取样一次门,进行保压。
3.4.2.3遇到紧急情况,首先切断整流柜电源,然后通过氢、氧排放手动旁路门泄压,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。
制氢设备挂牌(后面的数字是表示要求的个数)
压缩空气进口阀 压缩空气出口阀 碱箱 水箱 排污阀5 工作泵 备用泵 加水泵 碱夜出口 2 碱液进2 除盐水补充阀2 工业冷却水进口 工业冷却水出口阀 除盐冷却水出口 整流柜冷却水出口 整流柜冷却水出口 加水阀 补碱阀 干燥器 A 干燥器B 氧分离器 氢分离器 氧中氢分析仪 氢中氧分析仪 露点仪 氢手动放空阀 氧手动放空阀 手动充氮口 取样口2 退碱阀 原料氢放空口 产品氢放空口 去1号氢储罐 去2号氢储罐 去3号氢储罐
去1号汽轮机 去2号汽轮机 氢液位变送器 氧液位变送器 压力变送器 系统压力变送器 氢阀后开关 氧阀后开关 氢路薄膜调节阀氧路薄膜调节阀 冷却水薄膜调节阀 至水封气动球阀