水電解制氫作業(yè)指導書

1、水電解制氫作業(yè)指導書ZDQ-120/1.5編制：生產(chǎn)技術部 審批： 編號：DMZG/JL-52河北東明中硅科技有限公司2011年2月30日第一章 概述1 設備的用途ZQD系列水電解制氫裝置是中國船舶重工集團公司第七一八研究所研制成功的自動化操作的制氫設備，其主要技術指標達到或超過世界先進水平，適用于化工、冶金、電子、航天等各種用氫量大、對氫氣質(zhì)量要求高的部門。2 工作原理水電解制氫的工作原理是由浸沒在電解液中的一對電極，中間隔以防止氣體滲透的隔膜而構(gòu)成的電解池，當通以一定的直流電時，水發(fā)生分解，在陰極折出氫氣，陽極析出氧氣。其反應式如下：陰極：2H2O+2eH2+2OH陽極：2OH-2eH2O

2、+1/2O2總體反應：2H2O2H2+O23 裝置構(gòu)成水電解制氫裝置由電解槽（1001）、氣液處理器（1000）、水堿箱系統(tǒng)（1300）、整流系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及其它輔助系統(tǒng)等組成。注：供貨范圍根據(jù)用戶具體的合同要求而定。3.1電解槽（1001）電解槽為壓濾式雙極性結(jié)構(gòu)，是制氫裝置中的主體設備。電解槽由若干個電解小室組成，每個電解小室由陰極、陽極、隔膜、絕緣墊片及電解液構(gòu)成。端極板上部設有氫、氧氣液出口管，用于導出氫、氧氣體，下部設有堿液進口，用于補充電解液；中間正極框為正極，兩端極板為負極。整流系統(tǒng)向電解槽提供直流電，水分子在電極上發(fā)生電化學反應，分解成氫氣和氧氣。KOH（或NaOH）在水中的作

3、用在于增加水的電導，本身不參加反應，理論上是不消耗的。3.2氣液處理器（1000）氣液處理器由氫氣分離器1002、氧氣分離器1003、氫氣洗滌器1001、氧氣洗滌器1005、氫側(cè)換熱器1006、氧側(cè)換熱器1007、堿液過濾器1009、堿液循環(huán)泵1M11及各類閥門、一次儀表、管路等組成，主要用來分離來自電解槽的氫氣與堿液的混合物及氧氣與堿液的混合物，經(jīng)過冷卻、分離、洗滌、除霧獲取純凈的氫氣和氧氣。裝置除在控制室設有集中顯示的儀表外，還裝有壓力、液位、溫度等現(xiàn)場儀表，用來顯示設備運行的各主要參數(shù)，保證設備安全運行。3.3水堿箱系統(tǒng)（1300） 水堿箱系統(tǒng)由水箱1301、堿箱1311、加水泵1M21

4、及閥門等組成。水箱用來存儲原料水，堿箱用來配制儲存堿液。裝置運行中，通過加水泵向系統(tǒng)中注入原料水，有時也通過加水泵向系統(tǒng)中適當補充堿液。3.4 整流系統(tǒng) 整流系統(tǒng)由整流變壓器1024和整流柜1022組成。整流變壓器用來將高壓電轉(zhuǎn)變?yōu)檫m合于可控硅工作的電壓，初級繞組接高壓電、次級繞組接整流柜。整流柜用來將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姡ㄟ^銅排為電解槽提供直流電。3.5 控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)包括控制柜1020和上位機。 控制柜由PLC、二次儀表、安全柵、聲光報警器及操作按鈕、開關等構(gòu)成?？蓪崿F(xiàn)對裝置各種參數(shù)的自動檢測、調(diào)節(jié)、故障報警與聯(lián)鎖、自動開機與停機等功能。 上位機可實現(xiàn)對裝置各參數(shù)的監(jiān)控和記錄等功能，并

5、可對設備進行遠程操作。4 主要技術參數(shù)及運行條件4.1 主要技術參數(shù) 見表1.14.2 運行條件 見表1.24.3 調(diào)試配件條件 見表1.3表1.1主要技術參數(shù)項目ZDQ-120/1.5氫氣產(chǎn)量 Nm3/h120氧氣產(chǎn)量 Nm3/h60氫氣純度 %99.8氧氣純度 %99.2氫氣含水量 g/m34氫氣含堿量 mg/m31直流電壓 V122直流電流 A4560工作壓力 MPa1.5工作溫度 85±5直流電耗 kWh/m34.6小室數(shù) 個120電解液量（30%KOH） L2890槽體大修期 年5控制方式PLC控制表1.2運行條件項目ZDQ-120/1.5變壓器容量（KVA）1000整流柜

6、電源2.0Kw,380V,50Hz三相四線制控制柜電源30Kw,380V,50Hz三相四線制原料水耗量（kg/h）120冷卻水壓力（MPa）0.3冷卻水溫度（）32冷卻水流量（Nm3/h）20儀表氣源壓力（MPa）0.50.7儀表氣源流量（Nm3/h）5環(huán)境溫度（）045表1.3 調(diào)試配備條件項目ZDQ-120/1.5電解液1）（L）2890KOH用量（kg）（試車用量+正式運行用量）555+1110V2O5用量2）（kg）7.4 原料水見表1.2（電阻>105cm）冷卻水見表1.2（不結(jié)垢水）儀表氣源見表1.2（無塵，無水，無油壓縮空氣或氮氣，露點比環(huán)境溫度低10）防爆工具一套雙蹤示波

7、器一臺萬用表一只奧氏分析儀一套比重計、量筒各一只注：1）試車用電解液為15%KOH溶液，正式運行所用電解液為30%KOH溶液。2）V2O5用量為電解液重量的2。第二章 工藝流程及自控系統(tǒng)1 工藝流程簡介制氫裝置的工藝部分由氫、氧氣體分離洗滌系統(tǒng)、電解液循環(huán)系統(tǒng)、原料水補充系統(tǒng)、補堿系統(tǒng)、退堿系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、排污系統(tǒng)和氮氣吹掃系統(tǒng)等九部分構(gòu)成。1.1 氫、氧氣體系統(tǒng) 電解槽（1001）電解電解液產(chǎn)生的氫氣同堿液一起通過極框上的出氣孔流過氫氣道，從左右端極框流出，首先進入氫氣冷卻器1006；冷卻后的氫氣、堿液混合物進入氫氣分離器1002，在重力作用下進行氣液分離；氣液分離后含微量堿液的氫氣進入氫

8、氣洗滌器1004，通過充分的洗滌和進一步的冷卻，再經(jīng)其頂部捕滴器除去液滴后成為含水量小于4g/m3、含堿量小于1 mg/m3的氫氣；經(jīng)氫氣薄膜調(diào)節(jié)閥LV1001、氣動三通球閥QS1030進入氫氣純化裝置（或氫緩沖罐）或防空。 氧氣處理過程與上述過程基本相同。1.2 電解液循環(huán)系統(tǒng) 氫氣分離器1002、氧氣分離器1003中的電解液通過容器底部的連通管匯集，在堿液過濾器1009中過濾掉堿液中的固體雜質(zhì)，由堿液循環(huán)泵1M11驅(qū)動電解液，經(jīng)過流量開關（FIS1001）打回電解槽（1001），形成電解液循環(huán)系統(tǒng)。1.3 原料水補充系統(tǒng) 原料水通過加水泵1M21，經(jīng)單向閥H1040、球閥Q1040注入氫氣

9、洗滌器1004，或者經(jīng)單向閥H1041、球閥Q1041注入氧氣洗滌器1005，以補充電解所消耗的水。 注意事項：為防止單向閥失效而導致氫、氧串氣，只能向一側(cè)補水。當向氫側(cè)補水時必須關閉球閥Q1041；向氧側(cè)補水時，關閉球閥Q1040.1.4 補堿系統(tǒng) 在制氫設備運行過程中，氫、氧氣會帶走少量堿液，經(jīng)過一段時間的運行后，系統(tǒng)中堿液濃度會有所降低。所以應及時向制氫系統(tǒng)補充堿液。配置好的堿液存放在堿箱1311中，通過加水泵1M21經(jīng)單向閥H1042、球閥Q1042注入堿液循環(huán)系統(tǒng)中。 注意事項：補堿前先打開球閥Q1344、Q1042,同時關閉球閥Q1040、Q1041后開啟加水泵。1.5 退堿系統(tǒng)設

10、備長期停車或檢修時，需要將系統(tǒng)內(nèi)的堿液排空。電解槽1001內(nèi)的堿液可經(jīng)球閥Q1074、堿液循環(huán)泵1M11、Q1072、Q1076、Q1371回到堿箱1311中；氣液處理器1000內(nèi)的堿液經(jīng)循環(huán)泵1M11、Q1072、Q1076、Q1371回到堿箱1311中。1.6冷卻水系統(tǒng)冷卻水經(jīng)球閥Q1077分二路進入制氫系統(tǒng)：一路通過球閥Q1050進入氫氣洗滌器1004、氧氣洗滌器1005中，冷卻洗滌后的氫、氧氣；另一路經(jīng)薄膜調(diào)節(jié)閥TV1001冷卻循環(huán)堿液，使電解槽1001的工作溫度保持在規(guī)定范圍內(nèi)，冷卻水量由氣動調(diào)節(jié)閥TV1001控制。1.7排污系統(tǒng)制氫設備原料水箱1301、堿箱1311、堿液過濾器10

11、09等均設有排污閥，以備清洗、維修之用；電解槽廢水可通過球閥Q1044排出；1.8氮氣吹掃系統(tǒng)在氫氣分離器1002、氧氣分離器1003上部設有充氮口，用于制氫裝置開機前和停車后的氮氣吹掃。氮氣經(jīng)球閥Q1022一路經(jīng)單向閥H1020、球閥Q1023,另一路經(jīng)單向閥H1021、球閥H1024吹掃氣液處理器，在吹掃時可通過調(diào)節(jié)球閥Q1023、Q1024的開度大小使氫側(cè)與氧側(cè)液位保持水平。注意事項：當吹掃完畢，必須將球閥Q1022、Q1023、Q1024關閉，同時打開放氣閥J1012以防堿液回流造成危險。2 控制系統(tǒng)簡介自控系統(tǒng)由壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)、液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、水箱液位控制系統(tǒng)、產(chǎn)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)

12、、顯示報警軟聯(lián)鎖系統(tǒng)及硬聯(lián)鎖系統(tǒng)構(gòu)成。2.1控制柜（1020）制氫設備控制柜由西門子PLC、觸摸屏、儀表、安全珊、繼電器、指示燈及操作按鈕等構(gòu)成?？蓪崿F(xiàn)對設備參數(shù)的自動檢測、調(diào)節(jié)、故障報警與聯(lián)鎖保護、一停機等功能2.2壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)由壓力變送器PT1001、安全柵、PLC、電氣轉(zhuǎn)換器PY1001及壓力調(diào)節(jié)閥PV1001構(gòu)成，其中壓力變送器PT1001、壓力調(diào)節(jié)閥PV1001安裝于制氫設備氣液處理器內(nèi)，PLC、安全柵和電氣轉(zhuǎn)換器PY1001安裝于制氫控制柜內(nèi)。壓力變送器PT1001將測到的設備壓力信號經(jīng)安全柵送入PLC模擬量輸入模塊，PLC將輸入值與設定壓力值進行比較，經(jīng)過PID運算后

13、通過模擬量輸出模塊輸出的4-20mA信號，輸出信號經(jīng)電氣轉(zhuǎn)換器PY1001轉(zhuǎn)換為0.3-1.3 bar氣信號調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)閥PV1001的開度，從而使系統(tǒng)工作壓力保持穩(wěn)定。2.3液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)由液位變送器LT1003，氧液位變送器LT1001,安全柵，PLC,電氣轉(zhuǎn)換器LY1001及壓力調(diào)節(jié)閥LVVV1001安裝于制氫設備氣液處理器內(nèi)，PIC,安全柵及電氣轉(zhuǎn)換器LY1001安裝于制氫控制柜內(nèi)。氫液位變送器LT1003和氧液位變送器LT1001測得的系統(tǒng)氫、氧液位信號經(jīng)安全柵送入PLC的模擬量輸入模塊，PLC將氫液位信號作為給定，氧液位信號調(diào)節(jié)信號，兩信號經(jīng)PLC比較及PID運算后，通過

14、模擬量輸出模塊輸出420mA信號，輸出信號經(jīng)電氣轉(zhuǎn)換器LY1001轉(zhuǎn)換為氣信號調(diào)節(jié)液位調(diào)節(jié)閥LV1001的開度，從而使系統(tǒng)氫氧液位保持平衡。同時PLC還根據(jù)氫液位信號控制加水泵的起停，以補充設備電解所消耗的水。設備啟動后，但壓力高于0.5MPa，且氫側(cè)液位值低于加水泵啟動設定值時，PLC自動向配電柜加水泵控制回路輸出閉合觸點信號，啟動加水泵，向設備內(nèi)補水；如果設備停車或氫側(cè)液位值高于加水泵停止設定值時，PLC輸出觸點斷開，自動停止加水泵運行。24溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)由安裝在氧側(cè)電解槽出口測溫元件鉑電阻TE 1 0 01、溫度變送器TT 1 00 1、P L C、電氣轉(zhuǎn)換器TY 1 0 0

15、1及冷卻水調(diào)節(jié)閥TV 1 00 1構(gòu)成，其中鉑電阻TE l 0 0 1及溫度調(diào)節(jié)閥T V 1 0 0 1安裝于制氫設備氣液處理器內(nèi)，PL C、溫度變送器TT 1 0 0 1、電氣轉(zhuǎn)換器T Y100 1安裝于制氫控制柜內(nèi)。 電解槽堿液出口的溫度鉑電阻T E 1 0 0 1經(jīng)溫度變送器TT 1 00 1轉(zhuǎn)換為42 0mA信號送入P L C的模擬量輸入模塊，P L C自動與設定溫度進行比較并經(jīng)過PID運算后，經(jīng)模擬量輸出模塊輸出42 0mA信號經(jīng)電氣轉(zhuǎn)換器TY 1 0 0 1轉(zhuǎn)換為0.21.2 b a r的氣信號調(diào)節(jié)冷卻水調(diào)節(jié)閥T V l 0 0 l的開度，從而使電解槽工作溫度保持穩(wěn)定。25電流調(diào)節(jié)

16、系統(tǒng) 電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)由安裝于制氫控制柜內(nèi)的輸入端電壓變送器E T l 5 0 1、電流ET 1 5 0 l、P L C、輸出端電壓變送器E T15 0 2組成。整流柜輸出的直流電壓和電流信號分別經(jīng)過電壓變送器E T 1 5 0 1、電流變送器I T 1 5 0 1送入PL C的模擬量輸入模塊，P L C分別將電壓值和電流值與電壓、電流設定值進行比較并通過模擬量輸出模塊輸出42 0mA調(diào)節(jié)信號，該信號經(jīng)電壓變送器E T 1 5 0 2轉(zhuǎn)變成010 V的電壓給定信號送給整流柜觸發(fā)板，以調(diào)節(jié)整流柜直流輸出，達到電流調(diào)節(jié)目的。26顯示報警及軟聯(lián)鎖系統(tǒng) 顯示報警及軟聯(lián)鎖系統(tǒng)用于備工藝參數(shù)的顯示。當相應參數(shù)

17、超上限或下限時，發(fā)出聲、光報警信號提示操作者進行處理。一些關鍵性的工藝參數(shù)(如系統(tǒng)壓力、氫氧液位、系統(tǒng)溫度及堿液流量等)一旦未及時處理，參數(shù)超上上限或下下限時，執(zhí)行軟聯(lián)鎖停機動作。 裝置的工藝參數(shù)又可分為模擬量和開關量兩大類，對于模擬量參數(shù)其系統(tǒng)通常由變送器、安全柵、P L C組成。變送器安裝于現(xiàn)場，安全柵及PL C安裝于控制柜內(nèi)(如變送器安裝于非防爆間內(nèi)則可取消安全柵)。對于開關量參數(shù)其系統(tǒng)通常由壓力開關、開關量輸入安全柵、P L C組成。壓力開關安裝于現(xiàn)場，安全柵及P L C安裝于控制柜內(nèi)(如壓力開關安裝于非防爆間內(nèi)則可取消安全柵)。 報警執(zhí)行動作：聲光報警 軟聯(lián)鎖執(zhí)行動作：1停整流柜1

18、0 2 2 2停加水泵1 M 2 1 3閥Q S 1 0 3 0切換至氫氣放空狀態(tài) 4壓力調(diào)節(jié)閥P V 100 1開啟7 0迅速卸壓5溫度調(diào)節(jié)閥T V 1 00 1開啟1 0 0降溫 6聲光報警27硬聯(lián)鎖系統(tǒng) 裝置設置了電接點壓力表P I S 1 0 0 2硬聯(lián)鎖觸點，一旦設備壓力變送器信號有誤軟聯(lián)鎖失效，設備超壓達到電接點壓力表P S 1 0 0 2設定值，觸點閉合并通過安全柵直接聯(lián)鎖整流柜1 0 2 2，停止整流柜直流電流輸出，同時整流柜作為整流柜綜合故障報警信號送入制氫控制柜中的PL C，P L C控制設備軟聯(lián)鎖停車卸壓，從而保障裝置的安全運行。 硬聯(lián)鎖執(zhí)行動作：1停整流柜1 0 2 2

19、 2停加水泵1 M 2 1 3閥Q S1 0 3 0切換至氫氣放空狀態(tài) 4壓力調(diào)節(jié)閥P V I 0 0 1開啟7 0迅速卸壓 5溫度調(diào)節(jié)閥TV I 0 0 1開啟1 0 0降溫6聲光報警28人機界面 控制信號采集、計算、比較、輸出主要由P L C和外圍控制電路來完成。上位監(jiān)控機(簡稱上位機)，與P L C組成MP I網(wǎng)絡。上位機可對所有P L C進行通訊，從而實現(xiàn)對全套系統(tǒng)運行參數(shù)、工藝流程進行監(jiān)控，同時操作人員可以通過上位機發(fā)布操作命令，達到人工干預的目的，更好的控制設備的運行。第三章安裝1制氫站11制氫站的要求 制氫站一般包括以下房間。制氫工藝間：安裝電解槽、氣液處理器、氫純化裝置。 水堿

20、箱系統(tǒng)間：安裝水箱、堿箱、加水泵。 控制室： 安裝控制柜、配電柜、計算機監(jiān)控系統(tǒng)。 整流室：安裝整流柜。 整流變壓器室：安裝整流變壓器。12制氫間的要求 制氫間應為單層不可燃材料建筑。制氫間應設置必要的泄壓面積，門窗及輕質(zhì)墻體可作為泄壓面積，泄壓面積應布置合理，并應靠近爆炸部位，不應面對人員集中的地方和交通要道。 制氫間門窗向外開。制氫間應設數(shù)個通風孔，通風孔直徑不小于2 0 0mm，外設防雨帽，下緣與頂棚平齊并設置拉線活門，以利于冬季保溫。2設備安裝要求21整流變壓器交流供電為l 0 k V，所需容量見表1.2?？刂乒耠娫礊? 8 0 V，5 0 H z，三相四線制。22設備所需儀表氣為無油

21、、無水、干凈的氮氣或壓縮空氣，其含油量小于5 m g/m3，露點比環(huán)境溫度低1 0，用量、壓力見表1.2。23冷卻水水溫不高于3 2，用量見表1.2，壓力不低于0.3MP a。24去離子水電阻率1×1 05Sc m。氯離子含量2 mgL， 干殘渣1 m gL。25電解槽安裝在5 0mm高的混凝土底座上，一端用地腳螺栓固定，另一端置于光滑的鋼板上。氣液處理器安裝在1 0 0mm高的混凝土底座上，四只地腳螺栓固定。26氣液處理器應設置獨立地線，截面積不少于1 6 0mm2。，至少有兩點引出地面與氣液處理器相連。氣液處理器接地電阻不大于4。27電解間內(nèi)的氫、氧管道均應采用架空敷設，其它管道

22、及電纜可采用地溝敷設。氫、氧氣體管道不應穿過控制室、電源室等非防爆房間。氫氣管道與其它管道共同敷設分層布置時，氫氣管道應布置在最上、最外層。28氫氣放空管路尾端應安裝阻火器，管口應高于房頂，并做防雨考慮。29按流程圖連接管線，彎管半徑不小于管子直徑的25倍。21 0全套裝置安裝完畢后需進行15 MP a氣密性試驗。各容器、管道、閥門的連接處無泄漏方為合格。 注意事項：設備之間管道焊接連接時應采用氬弧焊，每一道焊縫的焊渣必須清理干凈，以防止有損壞泵、堵塞電解槽內(nèi)部通道及內(nèi)部短路、使單向閥失靈等情況發(fā)生。第四章 裝置的調(diào)試與開機1準備工作 制氫系統(tǒng)首次開機或閑置很久后重新使用時，應做如下準備工作：

23、 檢查電源、氣源、冷卻水源是否正常。 將水、堿箱清洗干凈后啟動純水裝置注入去離子水。 隨后進入以下操作步驟： 注：以下每一步驟開始前，均假設所有閥門處于關閉狀態(tài)。11清洗容器及電解槽 將控制柜上循環(huán)泵轉(zhuǎn)換按鈕置于“手動”位置。打開球閥Q 1 3 7 0、Q 1 0 7 5、Q 1 0 7 2、Q 1 0 7 3，打開手動放空球閥Q 1 0 3 0、Q 1 0 3 3，緩慢打開截止閥J 1 01 0排氣、打開循環(huán)泵1 M 11的排氣閥排氣，在配電柜上手動開啟堿液循環(huán)泵將去離子水打入系統(tǒng)至氣液分離器中部，停堿液循環(huán)泵，關閉球閥Q 1 3 7 0、Q 1 0 7 5。打開球閥Q 1 0 7 0、Q

24、1 0 7 1，緩慢打開截止閥J1 O 1 O排氣、循環(huán)泵1 M 11排氣閥排氣至流出清水沒有氣泡，反復操作2次，在配電柜上手動開啟循環(huán)泵，使去離子水在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，清洗容器及電解槽12小時后停循環(huán)泵，打開堿液過濾器下部排污閥Q 1 0 5 1將污水排出。電解槽內(nèi)部污水由閥門Q 1 0 4 4排出。將上述過程反復做23次后系統(tǒng)沖洗完畢。關閉所有閥門。 注意事項：在開啟循環(huán)泵之前所有管道必須沖洗干凈，管道內(nèi)部不能有焊渣等固體物。開啟時先將調(diào)節(jié)流量的球閥Q 1 0 7 2開啟71 0度，觀察泵的指針是否在綠區(qū)及是否有流量，正常后方可把閥門開啟到適當?shù)慕嵌取?2配制電解液 去離子水貯存于堿箱1 3 1

25、 1中，打開球閥Q 1 3 7 0、Q 1 3 7 1、Q 1 0 7 5、Q 1 0 7 6、Q 1 0 7 2，打開堿液循環(huán)泵1 M 11排氣閥排氣至流出清水沒有氣泡，反復操作2次，開唐泵，使去離子水循環(huán)起來。將氫氧化鉀(分析純)緩慢加入堿箱1 3 1 1中，待氫氧化鉀全部溶解后，在溶液中加入02五氧化二釩(稀堿運行時不添加五氧化二釩)，繼續(xù)循環(huán)，使之全部溶解，待堿液溫度降至5 0，可將配制好的堿液打入制氫系統(tǒng)中。在堿液配制時或配制完畢沒有打入系統(tǒng)之前一定要裝上堿箱蓋以防止空氣中的二氧化碳污染堿液。 注意事項：K0 H溶液或NaOH溶液為強腐蝕性液體，對人體具有傷害作用，操作者應配備橡膠手

26、套、口罩及護目鏡等防護用品，如堿液濺至皮膚或其它部位應及時清洗，清洗可采用硼酸溶液或流動的清水。13充灌電解液 將裝置上所有閥門置于關閉狀態(tài)，將控制柜上循環(huán)泵轉(zhuǎn)換按鈕置于“手動”位置。打開球閥Q 1 3 7 0、Q 1 0 7 5、Q l 0 7 2、Q 1 0 7 3，打開手動放空球閥Q l 0 3 0、Q1 0 3 3，緩慢打開截止閥J1010排氣、打開循環(huán)泵1 M 11排氣閥排氣，手動開啟堿液循環(huán)泵將堿液打入系統(tǒng)至氣液分離器中部，停泵。關閉球閥Q 1 3 7 0、Q 1 0 7 5。打開球閥Q107 0、Q 1 0 7 l，緩慢打開截止閥J l 0 l 0排氣、打開循環(huán)泵1 M 11排氣

27、閥排氣至流出堿液沒有氣泡，反復操作2次，再次開啟循環(huán)泵使堿液充分混合。將氣液處理器上的去離子水進口法蘭拆開，開啟加水泵對管道進行反復沖洗，然后停泵，重新上緊法蘭，開啟加水泵將氫、氧氣洗滌器充滿并觀測溢流管是否正常，最后停泵。14電解液的取樣和測量 緩慢開啟截止閥J10 1 0，取約4 5 0m l堿液至量筒中，關閉截止閥J10 1 0。將測量范圍為115的比重計插入量筒，使其自然懸浮(不得貼靠筒壁)，待其穩(wěn)定后讀出比重數(shù)值，依照附表將其轉(zhuǎn)換成濃度。如配置濃度過低，則可通過計算得出所差的堿液，依據(jù)前述方法配置相應的堿液打入系統(tǒng)；如配置濃度過高，則可將系統(tǒng)內(nèi)的堿液部分放回堿箱，然后向系統(tǒng)內(nèi)補充相應

28、數(shù)量的去離子水以稀釋堿液。 注意事項：觀測比重計讀數(shù)時須使眼睛與液面位于同一水平面上，同時記錄堿液溫度，正確換算出堿液濃度；為防止堿液飛濺，開啟截止閥J1 0 1 0時應緩慢，同時取樣者應佩戴膠皮手套等防護用品，如堿液濺至皮膚或其它部位，應及時清洗，清洗可采用硼酸溶液或流動的清水。15整流裝置的檢查16控制系統(tǒng)查線和儀表檢查 因為設備經(jīng)過長途運輸，應在安裝完畢后檢查設備內(nèi)部接線是否牢固可靠。首先依照設備外接線圖檢查電源及與現(xiàn)場各儀表間的聯(lián)線是否正確；然后接通電源，檢查各顯示儀表和顯示值是否正常，在監(jiān)控界面中檢查給定值設置各儀表、控制參數(shù)。17檢查控制柜儀表氣源。 調(diào)整制氫控制柜內(nèi)空氣過濾減壓閥

29、壓力頂部的設定旋鈕，使向柜內(nèi)電磁閥供氣的過濾減壓閥P N 1輸出壓力為04 M P a，向柜內(nèi)電氣轉(zhuǎn)換器供氣的過濾減壓閥P N 2輸出壓力為O1 4 M P a。檢查氣動管路是否有泄漏現(xiàn)象。2調(diào)試1檢查全套裝置的供電、供水、供氣是否正常。2檢查氣液處理器的接地電阻應符合第三章第26項要求3接通控制柜電源4接通計算機(上位機)電源 依次接通顯示器電源、計算機(上位機)電源和打印機電源。5調(diào)整參數(shù)設定值。6安裝于現(xiàn)場的一次儀表(各種變送器、壓力開關等)在裝置出廠前已經(jīng)調(diào)校完畢，并出具儀表校驗單，調(diào)試時可直接，使用。對于有相應校驗設備和能力的用戶，也可在調(diào)試前對上述一次儀表進行再一次校驗。7對于二次

30、部分的模擬量參數(shù)，可使用電流發(fā)生器或校準儀提供42 0mA標準信號按照控制柜外接線圖接入相應端子，觀察該通道顯示是否正常，改變輸入信號使之達到報警或聯(lián)鎖值，試驗報警及聯(lián)鎖動作是否正常，并進行相應的調(diào)整。對于開關量參數(shù)則通過模擬觸點的通斷，觀察相應的報警或聯(lián)鎖動作是否正常。8檢查分析儀一次表中的干燥劑,硼酸片及穩(wěn)流瓶中的水是否加好，干燥劑如變成粉紅色則需更新，硼酸片受潮變粘也要更換。3裝置的開機與停機 供應高低壓交流電源，配電柜、控制柜、整流柜上電，供應冷卻水、壓縮氣源，上位機通電，打開上位機監(jiān)控平臺，啟動監(jiān)控軟件，進入監(jiān)控畫面。31開機311開機前的準備3111檢查各閥門的狀態(tài) 關閉系統(tǒng)所有閥

31、門，開啟壓力表前截止閥J10 2 0、J1 0 2 1；開啟氫側(cè)球閥Q 1 0 3 1、Q 1 0 3 2、氧側(cè)球閥Q 1 0 3 4；開啟冷卻水路球閥Q 1 0 7 7、Q 1 0 78Q 1 0 5 0。開啟閥門Q 1 0 7 0、Q 1 0 7 1、 Q 1 0 7 2、 Q 1 0 7 3。3112充氮置換 在氫氣分離器1 0 0 2、氧氣分離器1 0 0 3上部設有充氮管口，用于制氫裝置開機前和停車后的氮氣吹掃。氮氣經(jīng)球閥Q 1 0 2 2一路經(jīng)單向閥H 1 0 2 0、球閥Q 1 0 2 3，另一路經(jīng)單向閥H 1 0 2 1、球閥Q 1 0 2 4進入氣液處理器，在吹掃時可通過調(diào)節(jié)

32、球閥Q 1 0 2 3、Q l 0 2 4的開度大小使氫側(cè)與氧側(cè)液位保持水平。利用上位監(jiān)控平臺將系統(tǒng)壓力設定為0203MP a，待壓力升至設定值后，將系統(tǒng)壓力設定為0 MP a進行泄壓。按照上述過程將系統(tǒng)用氮氣置換23次，測量含氧量小于2后充氮置換過程結(jié)束。 注意事項：當吹掃完畢，必須將球閥Q 1 0 2 2、Q 1 0 2 3、Q 1 02 4關閉，同時打開放氣閥J1 0 1 2以防堿液回流造成危險。312開機過程 緩慢打開排氣閥J10 1 0排氣至流出堿液沒有氣泡，反復操作2次，打開循環(huán)泵1 M 11的排氣閥排氣至流出堿液沒有氣泡，將球閥Q 1 0 7 2微開。在配電柜上手動開啟循環(huán)泵，循

33、環(huán)泵指針位于綠區(qū)表示循環(huán)泵正常，同時將球閥Q l 0 7 2緩慢打開，觀測堿液流量是否逐漸增大且不劇烈擺動，如果堿液流量不增大，表明氣體還沒排干凈，應迅速停循環(huán)泵，繼續(xù)排氣，重復上述過程至正常。將循環(huán)泵開啟切換至自動。 在配電柜上將加水泵調(diào)整為自動，將球閥Q 1 0 4 0或Q 1 0 4 1打開。，注意只能打開其中一閥門，防止單向閥失效造成串氣危險。 3121再次檢查配電柜上循環(huán)泵、加水泵運行狀態(tài)，默認為自動狀態(tài)。檢查整流柜運行狀態(tài)，默認為自動狀態(tài)。檢查整流桓給定的是否是零，將控制柜上循環(huán)泵和整流柜“手動自動”選擇方式置于相應位置，在上位機監(jiān)控界面或控制柜觸摸屏界面中設定設備運行壓力(05

34、M P a)?？刂乒裆涎h(huán)泵選擇方式分為手動自動方式，手動方式可在控制柜面板上直接操作， 自動方式從上位機或觸摸屏上啟動P L C即可啟動循環(huán)泵，首次開機或設備停機很長時間循環(huán)泵選擇方式為手動方式，在控制柜上操作“循環(huán)泵啟動"按鈕，啟動循環(huán)泵。3122整流柜手動啟動 整流柜“手動自動”選擇方式置為“手動"，給定電位器旋鈕旋至零位，將 “穩(wěn)壓一穩(wěn)流"轉(zhuǎn)換開關先置于“穩(wěn)壓方式，待開機后點擊“觸發(fā)啟動按鈕， 相應指示燈亮后，旋轉(zhuǎn)手動給定電位器，注視電壓表，直至電壓輸出至l 0 0 V，電流將隨槽溫的升高自動增加。待槽溫升到6 5后，旋轉(zhuǎn)整流柜上手動給定電位器至最小，將“

35、穩(wěn)壓一穩(wěn)流"轉(zhuǎn)換開關置于“穩(wěn)流方式”，旋轉(zhuǎn)給定電位器同時注視電流表直至電流升到所需值。3122整流柜自動啟動 如果整流柜“手動自動”選擇方式為“自動”，則必須將整流柜電壓電流轉(zhuǎn)換開關先置于穩(wěn)流方式，旋轉(zhuǎn)手動給定電位器至最小，在上位機上設定電壓和電流，在上位機上設定系統(tǒng)壓力為05 MP a。確認不存在影響系統(tǒng)開車的報警連鎖點，點擊設備啟動按鈕(上位機、控制柜按鈕)，啟動設備， 同時監(jiān)控液位是否平衡。設備升壓至05 M P a且運行穩(wěn)定后，逐漸升高壓力設定值至額定。隨著氫、氧側(cè)槽溫的升高，直流電流也逐漸升高。系統(tǒng)將自動提升電壓和電流， 自動升壓至額定。當制氫設備運行壓力達到額定15 MP

36、 a，操作人員需投入氫中氧(A E 1 0 0 2)分析儀、氧中氫(AE 1 0 0 1)分析儀(氧中氫分析儀氣體流量在2 5 0mlm i n；氫中氧分析儀流量在5 0 0m lm i n)投入。分析儀剛投入運行或槽溫較低時，氫氣、氧氣純度有可能較差，如氫氣純度低于氫氣純度聯(lián)鎖下限時，設備(氣動球閥Q S 1 0 3 0)將自動切換為放空狀態(tài)；如果氧氣純度低于氧氣純度聯(lián)鎖下限時，設備將聯(lián)鎖停車，故操作人員在設備啟動后可以取消氧氣純度聯(lián)鎖功能，此時即使氣體純度低于聯(lián)鎖設定值，也僅起到報警作用，不會聯(lián)鎖停車。待分析儀運行穩(wěn)定后，恢復聯(lián)鎖功能。設備壓力、槽溫均運行至額定、且分析純度合格后，氫氣可進

37、入氫氣純化設備。32停機321手動停機 如果整流柜工作方式為手動，需將整流柜上電流給定旋至最小，待電流降至0后在上位機上點擊停機或按控制柜上“停機按鈕，氣動球閥Q S 1 0 30自動切換為放空狀態(tài)，純化設備自動停機，制氫設備槽溫低于50度后停循環(huán)泵。322自動停機 如果整流柜工作方式為自動，需將上位機上電流設定更改至0，待電流降至0后在上位機上點擊停機按鈕或按控制柜上“停機按鈕，氣動球閥QS1 0 3 0自動切換為放空狀態(tài)，純化設備自動停機，制氫設備壓力調(diào)節(jié)閥P V 1 00 1開度5 0自動卸壓，冷卻水調(diào)節(jié)閥T V 1 0 0 1開度1 00降溫，氫側(cè)調(diào)節(jié)閥LV 1 0 0 1自動調(diào)節(jié)維持

38、液位平衡。 制氫設備槽溫低于5 0度后冷卻水調(diào)節(jié)閥T V 1 0 0 1自動關閉(如果循環(huán)泵處于自動位置，槽溫低于5 0度且停運后循環(huán)泵繼續(xù)運行1 0分鐘后自動停止循環(huán)泵；如果循環(huán)泵處于手動位置，則應在配電柜上手動點擊按鈕停止循環(huán)泵。停車過程結(jié)束。323現(xiàn)場巡視時，如發(fā)現(xiàn)危急情況(如火災、堿液泄漏等)，可按動現(xiàn)場設置的“緊急停機”按鈕，完成裝置的停機(此按鈕為危急情況設置，正常狀態(tài)下禁止使用)。324關閉電源、壓縮空氣、冷卻水供應。 33故障停機 由于設備某些故障引起報警或停機時，應先確定故障的原因，可點擊監(jiān)控畫面 “報警察看"按鈕進入報警察看畫面，觀察畫面中的報警信息，判斷是何原因

39、導致報警或聯(lián)鎖，排除故障后，按正常開機步驟重新啟動設備(報警時無需重啟設備)。消除報警鈴聲可通過點擊監(jiān)控畫面 “消音"按鈕或按動控制柜面板上的“消音"按鈕。第五章 裝置的日常檢查和維護及注意事項1日常檢查11在正常運行狀態(tài)下，操作人員經(jīng)常觀察運行情況，正確操作，及時記錄各參數(shù)及異常情況，一般每12小時記錄一次，遇到異常情況應及時停機處理。12經(jīng)常觀察分析儀一次儀表的氣體流量和干燥劑是否變色，及時調(diào)節(jié)流量和調(diào)換干燥劑及硼酸片(詳見分析儀說明書)。13經(jīng)常觀察水箱內(nèi)有無去離子水以及冷卻水流量是否正常。14經(jīng)常觀察堿液流量是否正常，若流量持續(xù)下降，應及時切換管道過濾器。清洗堵塞管

40、道過濾器。 15注意堿液循環(huán)量不能過大或過小，通過手動球閥Q 1 0 7 2調(diào)節(jié)循環(huán)量，過大會導致氫氣純度下降，過小會使電解槽溫度過高而降低隔膜的使用壽命。在正常情況下，不進行調(diào)整。16定期校驗氫中氧分析儀及氧中氫分析儀。17定期測量電解槽的小室電壓，觀察是否有個別小室電壓超常，監(jiān)測電解槽運行是否正常。2設備維護21工藝維護：每三個月測一次堿液比重，如氫氧化鉀濃度低于2 6，則應向系統(tǒng)補堿；每天一次分析去離子水的電阻率，確保原料水滿足使用要求；經(jīng)常清洗過濾器。一般首次開機時每星期清洗一次。一個月后每l2個月清洗一次。當氫、氧氣分離器溫度差大于7 ，或槽溫與分離溫度差3 04 0，應清洗過濾器；

41、每年應對全套裝置檢修一次(不拆電解槽)。包括變送器、壓力開關的調(diào)校及報警軟硬聯(lián)鎖的試驗。此項檢修用戶可依據(jù)實際情況確定時間，但不得少于每年一次。22控制儀表維護 應注意日常巡檢，定期對儀表進行校驗。221控制部分日常巡檢：設備運行壓力、工作溫度是否正常；各儀表、變送器輸出值是否與實際值相符；整流柜運行是否正常；冷卻水壓力、氮氣壓力、·儀表氣源壓力主要控制閥門的開關位置指示與顯示是否一致；各分析儀流量是否適當。222控制部分季度巡檢：控制柜內(nèi)顯示儀表是否正常；控制柜內(nèi)電磁閥工作是否正常；繼電器、接觸器觸點是否可靠。223控制部分半年巡檢：氫、氧分析儀校驗；連接電纜、接線牢靠檢查；調(diào)節(jié)閥

42、、氣動球閥工作是否正常。224控制部分年度巡檢：壓力表、溫度表、變送器、鉑電阻校驗；分析儀校驗。3 注意事項 31制氫裝置如閑置時間過長，超過半年以上，開機前應詳細檢查設備狀態(tài)；各設備、儀表應有良好的接地； 32制氫間應通風良好，并采取相應的防爆措施，如防爆燈和安裝報警器等；33凡是與氧、氫氣接觸的管道、閥門均應經(jīng)過除油清洗處理； 34裝置運行時不得進行任何修理工作，若進行設備維修、維護時必須先停車、氫氣泄放完并用氮氣置換后進行， 分析制氫間的氫氣濃度是否低于爆炸極限，同時必須通氮氣以排除裝置和管道中的氫和氧氣，分析合格方能焊。置換方法：每次充壓至0203MP a，然后瀉放到常壓，反復操作23次。設備維修、維護完畢，開車