水電解制氫操作手冊

1、一、開車前的檢查：1、檢查現(xiàn)場工藝流程閥門是否正確。2、開啟水封進水閥，使少量水從水封流出。3、檢查除鹽水補水箱、冷卻水箱的液位正常，電解液質(zhì)量符合標準。4、壓縮空氣壓力正常(0.6 0.8Mpa)，保證系統(tǒng)氣動閥門正確靈活啟閉及 正壓保護氣的供給。5、電解槽上面不得有雜物，電解槽基礎(chǔ)附近及底部絕緣膠木應(yīng)處于干燥狀 態(tài)。6、堿液循環(huán)泵、補水泵處于良好的備用狀態(tài)。7、配電柜電源電壓正常，儀表電源正常。8、在同一信號值下，分別檢查氣動調(diào)節(jié)閥開度，手動方式進行變化信號值 (0-100%方向變化)，相應(yīng)的氣動調(diào)節(jié)閥開度(氫氧側(cè)調(diào)節(jié)閥的開度從小到大增大，水閥調(diào)節(jié)閥的開度從大到小減小)?？蛇m當進行零點調(diào)節(jié)

2、。相應(yīng)的動作。9、打開冷卻水閥門及給整流柜冷卻用的閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。10、最后證實所有有關(guān)的設(shè)定值是否正確。以備開車二、開停車1、在控制柜上將“工作/調(diào)試“旋鈕打到“工作”。2、檢查上位機的各項參數(shù)設(shè)置正確無誤，運行參數(shù)顯示正常。3、若氫氧分離器液位偏高或偏低，將液位聯(lián)鎖解除，補水泵選擇手動位置。4、進行氮氣置換。充氮前將充氮手動閥(SV103)。在泄壓過程中要控制氫 氧分離器液位差不得過大，可以通過氫、氧側(cè)手動截止閥SV108A、SV109A進行 調(diào)節(jié)。5、在上位機上啟動堿液循環(huán)泵，啟動之前，從過濾器上放排氣，直到堿液 均勻流出，啟動堿液循環(huán)泵P101A、P102A，調(diào)節(jié)閥BV101AH、

3、BV102AH的開度， 使堿液循環(huán)量(1416m3/h)逐漸達到工藝要求。觀察泵的運行是否正常。6、將槽溫設(shè)置在85C，槽壓設(shè)置在0.8Mpa，開閥BV114A和保壓閥BV111A、 BV112A，以便產(chǎn)出的氣體排空。7、將整流柜電流調(diào)節(jié)電位器反時針方向旋到“0”位，再將選擇開關(guān)放在 穩(wěn)壓檔；主回路指示燈亮；合主令開關(guān)，控制電源指示燈亮；按下運行按鈕(啟 動的同時氫放空球閥AV103A會自動打開)，運行指示燈亮；緩慢地按順時針方向 旋轉(zhuǎn)電流調(diào)節(jié)電位器，調(diào)輸出總電壓（222V），保持工藝要求的總電壓，此時電解 開始，分離器中液位上升，槽溫逐漸升高?；?qū)⒄鞴裆峡刂崎_關(guān)選擇在“遠控” 和“穩(wěn)流”檔

4、。合上整流柜的空氣開關(guān)，控制電源指示燈亮，此時若有報警，按 下“消音”和“復(fù)位”按鈕，當報警消除后，在上位機整流柜控制處點“啟動” 按鈕啟動整流柜運行，在上位上緩慢調(diào)節(jié)電流滑桿，使電壓在222V左右，此時 系統(tǒng)進入升溫階段。8、檢查氫氧分離器液位、槽壓、槽溫、調(diào)節(jié)閥的開度變化是否平穩(wěn)，待設(shè) 備運行正常后，將液位聯(lián)鎖投入，補水泵選擇在自動位置。運行中檢查排污是否 正常。9、當溫度升至50C左右時，將槽壓給定調(diào)全工藝要求操作壓力1.6Mpa10、當溫度升至85C左右時，將電流調(diào)節(jié)旋鈕旋至“0”位，控制開關(guān)選擇 在“穩(wěn)流”檔，順時針緩慢調(diào)節(jié)電流調(diào)節(jié)旋鈕，將電流升至額定6600A （如上面 選擇“遠控

5、”這一步不用再進行），待槽壓升至1.6 Mpa，先打開分析儀取樣面 板上的出口閥，再打開閥SV110A、SV111A同時緩慢開啟分析儀取樣面板進氣閥， 調(diào)節(jié)進氣量使流量計浮子升至中部位置，此時在電腦畫面上啟動分析儀，使氫、 氧分析儀投運。11、待氫氣純度、氧氣純度合格后，可開閥AV104A時系統(tǒng)自動關(guān)閉閥AV103A 是合格氫氣進入緩沖罐。當氫緩沖罐壓力升至1.3-1.5Mpa左右時，此時在程控 柜上任意選擇一個再生的干燥塔對氫氣進行純化，同時把脫氧器選擇在加熱檔。 打開分析儀取樣面板上放空閥，再打開SV305A，緩慢打開分析取樣面板進氣閥， 使流量計浮子升至中部位置，此時在電腦畫面上啟動分析

6、儀，待露點升至-70度 和微氧儀小于等于1PPM時開啟AV318A系統(tǒng)會自動關(guān)閉AV317A，此時進行氫罐 充氫。12、待氫罐充氫完畢后，關(guān)閉AV317A系統(tǒng)會自動關(guān)閉AV318A干燥排空閥， 選擇停止充罐，關(guān)閉氫罐進出口手動閥。13、先關(guān)閉氫、氧分析儀、微氧、露點儀電源再關(guān)閉手動取樣閥，退出分析 儀表，14、停運純化系統(tǒng)時盡量選擇在干燥塔自冷狀態(tài)，把程控柜上的脫氧器旋鈕 選在取消檔上，或盡快使干燥器溫度降低以保護分子篩（拉掉儀表柜內(nèi)的空開）。 待溫度降到常溫后，關(guān)閉入緩沖罐閥AV104A時系統(tǒng)自動打開制氫放空閥AV103A （如有緊急情況想停止純化加熱可在上位機上操作此項，此操作可把純化系統(tǒng)

7、分 析儀斷電，但最好在上位畫面上把分析儀選擇在停止位置），干燥器旋鈕選在0 檔上，此時純化系統(tǒng)全部停運。15、補水泵選擇為手動，將整流柜上電流調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)至0位，按下“停 運”按鈕停止整流柜運行，關(guān)閉氫、氧保壓閥。將槽溫設(shè)置為0C，此時制氫設(shè) 備進入降溫過程。16、當槽溫降至50C以下時，停運堿液循環(huán)泵，再現(xiàn)場使用SV109A、SV108A， 將系統(tǒng)壓力降為0.5Mpa （保壓停車）或0Mpa （長期停車），降壓時注意液位波 動不要過大，進行系統(tǒng)泄壓。注意：長期停車時對設(shè)備進行氮氣置換。17、泄壓結(jié)束后，關(guān)閉SV109A、SV108A和氫、氧分離器手動排污閥（SV107A、 SV106A），冷

8、卻水進水總閥，水封進水閥，停車結(jié)束。三、非正常情況下停車:1緊急停車時，立即切斷整流柜主回路電源，迅速用手動方法使補水泵（P201A、 P201B）停止工作。2手動令氫、氧調(diào)節(jié)閥開度最大且迅速放空，但要密切注意使液位均衡，嚴防氫 氧混合，壓力降為0時，關(guān)閉所有閥門。3切斷電源，切斷氣源。4做完緊急停車記錄后，聽候有關(guān)部門的檢查和處理。5非正常停車后，裝置如需重新開車，應(yīng)對槽體、附屬設(shè)備及各配套件、各儀表 進行必要的檢查，確認良好后方能開車。四、定時巡檢和操作項目：1、設(shè)備運行期間每隔1小時巡檢一次，觀察設(shè)備壓力、液位、溫度各運行參 數(shù)是否正常；冷卻水箱、原料水箱液位是否正常；循環(huán)泵、補水泵、冷

9、卻水泵是 否正常。各儲罐及壓縮空氣罐壓力是否正常，有無泄漏，制氫間內(nèi)有無異常聲音、 氣味、跑冒滴漏、變壓器溫度是否正常等。2、冷卻水泵要輪換使用，如本次開車用1號泵，下次開車要用2號泵。五、分立、混合流程的切換：本套設(shè)備流程為分混式，它即可以采用分立式循環(huán)方式也可以采用混合式循 環(huán)方式。1如果氫側(cè)循環(huán)泵不能正常運行需要由分立式循環(huán)改為混合式循環(huán)，具體的閥 門切換如下：關(guān)閉閥門BV109、BV110，打開閥門BV103H、BV104H、BV106H及氧 側(cè)泵的進出口閥門，則分立式循環(huán)流程切換為混合式循環(huán)流程。當氫側(cè)循環(huán)泵檢 修完畢，由混合式循環(huán)流程改為分立式循環(huán)流程時，具體的閥門切換如下：關(guān)閉

10、閥門BV103H、BV104H、BV106H，打開閥門BV109、BV110及氫側(cè)泵的進出口閥門， 則分立式循環(huán)流程切換為混合式循環(huán)流程。2如果氧側(cè)循環(huán)泵不能正常運行需要由分立式循環(huán)改為混合式循環(huán)，具體的閥 門切換如下：關(guān)閉閥門BV109、BV110、BV104H，打開閥門BV103H、BV105H、 BV106H及氫側(cè)泵的進出口閥門，則分立式循環(huán)流程切換為混合式循環(huán)流程。當 氧側(cè)循環(huán)泵檢修完畢，由混合式循環(huán)流程改為分立式循環(huán)流程時，具體的閥門切 換如下：關(guān)閉閥門BV103H、BV105H、BV106H，打開閥門BV109、BV110及 氧側(cè)泵的進出口閥門，則分立式循環(huán)流程切換為混合式循環(huán)流程

11、。五.純化流程簡述（工藝流程見工藝圖冊）水電解制取的氫氣由氫氣緩沖罐來，經(jīng)過閥門BV301A、流量計FI301，送到 脫氧氣器內(nèi)（R301A），脫氧器利用電加熱管將催化劑加熱到110C以便加速脫氧 反應(yīng)速度，在催化劑的作用下氫氣中含有的氧氣雜質(zhì)與氫氣反應(yīng)生成水。脫氧后 的氫氣進入冷凝器E301A，經(jīng)氣水分離器R302A進入干燥系統(tǒng)。干燥系統(tǒng)設(shè)有三臺干燥器R303A、R303B、R303C和與三臺干燥器相對應(yīng)的冷 卻器E302A、E302B、E302C?，F(xiàn)在以氫氣純化裝置初始狀態(tài)加以敘述：R303A工作、R303B再生、R303C吸附再生氣。自脫氧系統(tǒng)過來的氫氣經(jīng)過閥門AV305A進入冷卻器E3

12、02A，氫氣通過冷卻 器管程進入干燥塔R303A，利用此塔內(nèi)再生好的分子篩進行脫水吸附工作。脫水 完成的大部分產(chǎn)品氣經(jīng)過閥門AV314A、流量計FI302A、氫氣過濾器F301A進入 后續(xù)系統(tǒng)。同時，干燥塔R303B需要利用部分氫氣進行分子篩再生，因此需要打 開閥門AV315A，使一部分產(chǎn)品氫氣進入正在利用電加熱管加熱的干燥塔R303B 中來解析吸附飽和水的分子篩（再生氣量通過操作流量計FI302后的閥門SV304A 進行控制），使分子篩中的水分被氫氣帶走。夾帶著水的熱氫氣進入氫氣冷卻器 E302B中，通過熱交換時氫氣的溫度降低到常溫，隨著溫度的降低氫氣中的水不斷析出并凝結(jié)到氫氣冷卻器的底部，

13、冷凝水通過自動閥門定時進行排放。冷卻過后的氫氣通過閥門AV309A、AV310A、氫氣冷卻器E302C進入干燥器R303C中， 干燥器R303C中的分子篩將此部分氫氣中攜帶的水分吸附，從而使再生后的氫氣 再次成為露點合格的產(chǎn)品氣。這一部分產(chǎn)品氣通過閥門AV313A、氫氣過濾器F301A、AV317A進入后續(xù)系統(tǒng)。（此過程大約持續(xù)8小時，具體時長可根據(jù)現(xiàn)場 實際情況進行調(diào)整）上一過程進行完畢后，隨即進入吹冷過程，吹冷過程與上一過程的氫氣流程、 閥門開關(guān)狀態(tài)完全相同，唯一的區(qū)別在于此時的干燥塔R303B中的電加熱管停止 加熱。（此過程大約持續(xù)3-4小時）吹冷過程完成后，接下來干燥塔R303B進入自

14、冷過程。自冷過程時，氫氣通 過AV3305A干燥塔R303A吸附完畢的產(chǎn)品氣直接通過閥門AV314A、流量計FI302、 SV304A、氫氣過濾器F301A進入后續(xù)系統(tǒng)，干燥系統(tǒng)的其它閥門全部為關(guān)閉狀態(tài)。 （此過程大約持續(xù)14小時）至此，一個切換周期結(jié)束，干燥塔R303A內(nèi)的分子 篩吸附飽和，需要對干燥塔R303A進行再生。R303A再生、R303B吸附再生氣、R303C工作。自脫氧系統(tǒng)過來的氫氣經(jīng)過閥門AV307A進入冷卻器E302C，氫氣通過冷卻 器管程進入干燥塔R303C，利用此塔內(nèi)再生好的分子篩進行脫水吸附工作。脫水 完成的大部分產(chǎn)品氣經(jīng)過閥門AV316A、流量計FI302A、氫氣過濾

15、器F301A進入 后續(xù)系統(tǒng)。同時，干燥塔R303A需要利用部分氫氣進行分子篩再生，因此需要打 開閥門AV314A，使一部分產(chǎn)品氫氣進入正在利用電加熱管加熱的干燥塔R303A 中來解析吸附飽和水的分子篩（再生氣量通過操作流量計 FI302A后的閥門 SV304A進行控制），使分子篩中的水分被氫氣帶走。夾帶著水的熱氫氣進入氫氣 冷卻器E302A中，通過熱交換時氫氣的溫度降低到常溫，隨著溫度的降低氫氣中 的水不斷析出并凝結(jié)到氫氣冷卻器的底部，冷凝水通過自動閥門定時（1小時）進 行排放。冷卻過后的氫氣通過閥門AV308A、AV309A、氫氣冷卻器E302B進入十 燥器R303B中，干燥器R303B中的

16、分子篩將此部分氫氣中攜帶的水分吸附，從而 使再生后的氫氣再次成為露點合格的產(chǎn)品氣。這一部分產(chǎn)品氣通過閥門AV312A、 氫氣過濾器F301A、AV317A進入后續(xù)系統(tǒng)。（此過程大約持續(xù)8小時）上一過程進行完畢后，隨即進入吹冷過程，吹冷過程與上一過程的氫氣流程、閥門開關(guān)狀態(tài)完全相同，唯一的區(qū)別在于此時的干燥塔R303A中的電加熱管停止加熱。（此過程大約持續(xù)3-4小時）吹冷過程完成后，自冷過程時，氫氣通過干燥塔R303C吸附完畢的產(chǎn)品氣直 接通過閥門AV316A、流量計FI302A、氫氣過濾器F301進入后續(xù)系統(tǒng)，干燥系統(tǒng) 的其它閥門全部為關(guān)閉狀態(tài)。（此過程大約持續(xù)14小時）至此，一個切換周期 結(jié)

17、束，干燥塔R303C內(nèi)的分子篩吸附飽和，需要對干燥塔R303C進行再生。R303A吸附再生氣、R303B工作、R303C再生。自脫氧系統(tǒng)過來的氫氣經(jīng)過閥門AV305A進入冷卻器E302B，氫氣通過冷卻 器管程進入干燥塔R303B，利用此塔內(nèi)再生好的分子篩進行脫水吸附工作。脫水 完成的大部分產(chǎn)品氣經(jīng)過閥門AV315A、流量計FI302A、氫氣過濾器F301A進入 后續(xù)系統(tǒng)。同時，干燥塔R303C需要利用部分氫氣進行分子篩再生，因此需要打 開閥門AV316A，使一部分產(chǎn)品氫氣進入正在利用電加熱管加熱的干燥塔R303C 中來解析吸附飽和水的分子篩（再生氣量通過操作流量計 FI302A后的閥門 SV3

18、04A進行控制），使分子篩中的水分被氫氣帶走。夾帶著水的熱氫氣進入氫氣 冷卻器E302C中，通過熱交換時氫氣的溫度降低到常溫，隨著溫度的降低氫氣中 的水不斷析出并凝結(jié)到氫氣冷卻器的底部，冷凝水通過自動閥門定時進行排放。 冷卻過后的氫氣通過閥門AV310A、AV308A、氫氣冷卻器E302A進入干燥器R303A 中，干燥器R303A中的分子篩將此部分氫氣中攜帶的水分吸附，從而使再生后的 氫氣再次成為露點合格的產(chǎn)品氣。這一部分產(chǎn)品氣通過閥門AV311A、AV317A、 氫氣過濾器F301A進入后續(xù)系統(tǒng)。（此過程大約持續(xù)8小時）上一過程進行完畢后，隨即進入吹冷過程，吹冷過程與上一過程的氫氣流程、 閥

19、門開關(guān)狀態(tài)完全相同，唯一的區(qū)別在于此時的干燥塔R303C中的電加熱管停止 加熱。（此過程大約持續(xù)3-4小時）吹冷過程完成后，自冷過程時，氫氣通過干燥塔R303B吸附完畢的產(chǎn)品氣直 接通過閥門AV315A、流量計FI302A、氫氣過濾器F301A進入后續(xù)系統(tǒng)，干燥系 統(tǒng)的其它閥門全部為關(guān)閉狀態(tài)。（此過程大約持續(xù)14小時）至此，一個切換周 期結(jié)束，干燥塔R303B內(nèi)的分子篩吸附飽和，需要對干燥塔R303B進行再生。以上過程為一個運行周期，共72小時，氫氣純化裝置運行時即按照此周期 進行切換。12操作規(guī)程及步驟初始狀態(tài)：低壓開關(guān)柜通電，檢查裝置是否處于正常狀態(tài)。設(shè)定脫氧器、外加熱器、干燥器上、下部溫

20、度，脫氧器R301上部溫度設(shè)定 為320350C ,脫氧器R301下部連鎖溫度設(shè)定為110150C。干燥器R303A、 R303B、R303C上、下（聯(lián)鎖溫度）部溫度各設(shè)定為350400C和300C。所有閥門均處于關(guān)閉狀態(tài)。排液自動控制，定期排放（冷凝器排污1個小時排一次，冷卻器排污在相應(yīng) 的干燥器加熱、吹冷過程時1個小時排一次；脫氧器排污40分鐘排一次）。停車操作：切斷總電源（儀表柜內(nèi)的QF空開）關(guān)閉原料氣進口 BV301，及相關(guān)的出口閥門，注意此過程必須在干燥器不加 熱的狀態(tài)下進行。在關(guān)閉干燥系統(tǒng)原料氣進口閥BV301之前，注意電解槽放空閥應(yīng)處于打開 狀態(tài)。13安全注意事項鑒于電解槽產(chǎn)生氫

21、氣與氧氣，并帶有壓力運行，一旦操作不甚有可能會造成 氫氧混合發(fā)生爆炸危險，遇到火源將造成嚴重事故，因此要求操作者嚴格遵守操 作規(guī)程。如裝置停車時間較長，超過半年不啟動，應(yīng)將電解槽內(nèi)堿液排出，并使水電 解制氫機充滿原料水。電解間內(nèi)應(yīng)安裝高效防爆照明燈具，室內(nèi)要有良好的通風或安裝風機，并安 裝氫氣測爆儀。凡是和氫氣、氧氣接通的管道、閥門等都需要經(jīng)過脫脂處理，以除油污。在裝置運行時，部分管路、設(shè)備表面溫度會大于100C，因此禁止無關(guān)人員 隨意接觸設(shè)備本體。裝置運行時不得進行任何修理工作，若必須修理則需要停車 后進行，同時必須在裝置和管道內(nèi)通入氮氣吹掃，氫氣純度分析合格后，方許檢 修。如必須在制氫間焊

22、接，應(yīng)對制氫間空氣中氫氣濃度進行分析，看是否低于爆 炸極限值，同時必須在裝置和管道內(nèi)通入氮氣吹掃，排除氫氣和氧氣，分析合格 后方可實施焊接。制氫間嚴禁明火、吸煙、穿釘鞋，操作人員嚴禁使用無線通訊設(shè)備，且不宜 穿合成纖維、毛料工作服，嚴禁金屬鐵器等物相互撞擊，以免產(chǎn)生火花。制氫間配置防火器材如干粉滅火器、砂子、石棉布等。為防止出現(xiàn)裝置漏堿、漏氣等事故，需預(yù)備防護鏡和2%硼酸溶液，在配制氫 氧化鉀、氫氧化鈉電解液時要戴上橡膠手套、防護鏡等保護設(shè)備。嚴格禁止氫氣、氧氣由壓力設(shè)備及管道內(nèi)急劇放出，當氫氣急劇放出時，由 于靜電原因可能引起自動燃燒和爆炸。當氧氣急劇放出時，管道的氧化層可能引 起火花，這些

23、都可能引起管道設(shè)備的燃燒或爆炸。當氣體從制氫機系統(tǒng)放入大氣 時，將閥BV113、BV114打開，通過自控系統(tǒng)放空。動植物油、礦物油脂和油類不應(yīng)落入有可能與氧氣接觸的設(shè)備上，在操作和 維修裝置時，手和衣物不應(yīng)沾油油脂。絕對不允許堿液掉在極板和拉緊螺栓之間，防止引起短路或降低電流效率， 嚴防任何金屬導(dǎo)體掉在電解槽上，以防引起極板之間短路，保持電解槽表面清潔。萬一出現(xiàn)事故或設(shè)備管道等大量泄漏堿液或氣體時，應(yīng)立即切斷整流柜主回 路的電源和同步電源，逐漸泄掉裝置壓力，分析原因，采取措施，排除故障。制氫間禁止存放易燃、易爆物品，禁止無關(guān)人員入內(nèi)。操作人員認真做好交接班工作，隱患、故障盡量當班解決，當班未解決的應(yīng) 給下班交代清楚，隱患、故障應(yīng)詳細做好記錄并向相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)及時匯報。認真貫徹“安全第一，預(yù)防為主”的安全生產(chǎn)方針，嚴格按照操作程序操作 設(shè)備。長期停車時，氫氣純化系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)保留一部分氫氣壓力或充入高純氮氣保壓， 防止空氣進入。四、自動狀態(tài)下的邏輯控制1、整流柜的聯(lián)鎖條件：（1