氫氣純化裝置控制系統(tǒng)課件

1、純化、干燥裝置控制原理及故障處理主講：白峰 電話_mail：bf第一章 概述 一、裝置簡介 氫氣純化干燥裝置是凈化氫氣的設(shè)備,能將氫氣中的氧氣和水份去除掉, 滿足對氫氣含氧量和含濕量有一定要求的用戶。氫氣純化設(shè)備框架內(nèi)安裝有脫氧器、干燥器、氣水分離器、過濾器、冷卻器、集水器等容器、閥門, 以及檢測控制儀表。如用戶對氫氣含氧量無過高要求，可僅訂購干燥裝置。 二、干燥部分的分類 依據(jù)干燥塔的數(shù)量可分為： 兩塔流程（主要應(yīng)用于對氫氣露點要求不高的用戶） 三塔流程（氫氣露點 -60 ）脫氧器的結(jié)構(gòu)內(nèi) 筒：電加熱元件外 筒：脫氧催化劑、 2個鉑電阻測溫元件保溫層催化脫氧 脫氧

2、催化劑可催化氫氣與氧氣發(fā)生化合反應(yīng)生成水，以達到脫氧的目的。 原料氫氣從a口進入，經(jīng)電加熱元件加熱后進入催化劑床層，氫氣和氧氣在催化劑的作用下發(fā)生化合反應(yīng)生成水，水以氣態(tài)的形式隨氫氣從b口流出脫氧器。ab脫氧器干燥器的結(jié)構(gòu)內(nèi) 筒：電加熱元件外 筒：分子篩、2個鉑電阻測溫元件保溫層干燥過程 利用吸附劑在常溫（或低溫）下吸附氣體中的水分，當吸附劑吸附的水分接近飽和時，采用升高溫度的方法使水分從吸附劑中解吸出來（再生）。從而達到循環(huán)工作的目的。 需要被干燥的氣體從b口進入干燥器，流經(jīng)吸附劑床層，氣體中的水分被吸附劑吸附，干燥后的氣體從a口流出干燥器。干燥過程電加熱元件不工作。 再生過程氣體流向相反，

3、加熱器工作。ab干燥器ab吸附劑的再生 當吸附劑吸附飽和時，需要進行再生處理，再生氣流從a口進入干燥器，經(jīng)電加熱元件加溫后流經(jīng)吸附劑床層，吸附劑被加熱后逐漸升溫。再生時，下部鉑電阻（溫控）用來控制再生氣體溫度，當檢測值超過設(shè)定值時，暫停電加熱元件，避免再生氣流超溫。當檢測值低于設(shè)定值后，再次啟動電加熱元件。 當上部鉑電阻（聯(lián)鎖）的檢測值達到設(shè)定值后，則停止加熱，吸附劑的再生結(jié)束。干燥器第二章 純化裝置流程簡介氫氣純化裝置采用催化脫氧、吸附干燥的方法提純氫氣。裝置根據(jù)干燥器的數(shù)量可分為兩塔流程和三塔流程。兩塔流程采用原料氫氣作為再生氣，三塔流程是目前應(yīng)用最多的一種流程，由于采用了三臺干燥器，使用

4、產(chǎn)品氫氣作為再生氣，再生效果好，產(chǎn)品氫氣的露點可達到-70以下。兩塔流程干燥部分的工作狀態(tài)分為四種：A再生B工作、B工作、 B再生A工作、A工作。整個干燥部分的工作狀態(tài)按一定周期循環(huán)往復(fù)執(zhí)行，其工作周期為48h，其中：A再生B工作及B工作的時間為24h，A工作B再生及A工作的時間為24h。B工作兩塔流程A工作兩塔流程三塔流程 Z1狀態(tài)：A工作B再生C吸附三塔流程 Z2狀態(tài)：B工作C再生A吸附三塔流程 Z3狀態(tài)：C工作A再生B吸附第三章 純化裝置控制系統(tǒng)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)純化狀態(tài)控制和排水控制純化裝置簡易流程三塔流程控制溫度參 數(shù)溫度范圍常用設(shè)定值脫氧上部溫度(聯(lián)鎖)180220180脫氧

5、下部溫度(溫控)120160130干燥上部溫度(聯(lián)鎖)170230180干燥下部溫度(溫控)220280240CNDQ-510兩塔流程控制溫度參 數(shù)溫度范圍常用設(shè)定值脫氧上部溫度(聯(lián)鎖)120160120脫氧下部溫度(溫控)8015085干燥上部溫度(聯(lián)鎖)170250180干燥下部溫度(溫控)210280220一、純化裝置的狀態(tài)控制通過氣動三通球閥的轉(zhuǎn)向來實現(xiàn)。二、純化裝置的排水通過控制氣水分離器下部的氣動直通球閥的開關(guān)來實現(xiàn)。三、PLC通過電磁閥將電信號轉(zhuǎn)變成壓縮空氣的有無來驅(qū)動氣動球閥的轉(zhuǎn)向，從而控制工藝流程方向和通斷來實現(xiàn)狀態(tài)切換控制和排水控制。四、PLC狀態(tài)的切換和排水順序由程序內(nèi)部

6、的定時器來實現(xiàn)定時切換。狀態(tài)可實現(xiàn)保持功能。PLC控制純化設(shè)備狀態(tài)和排水PLC控制純化設(shè)備狀態(tài)和排水第四章 純化裝置常用分析儀器一、微量氧分析儀二、露點儀EC-91 氧分析儀英國SYSTECH公司生產(chǎn)。檢測器為電化學式（燃料電池）防爆等級：EEx iaIICT4接線方式：四線制 EC-91變送器外形及端子示意專用鑰匙測量范圍選擇開關(guān)零點量程調(diào)節(jié)電位器 選擇開關(guān)及對應(yīng)測量范圍如下：1檔：0-100%2檔：0-20% 3檔：0-2%4檔：0-2000ppm 5檔：0-100ppm 6檔：0-10ppm在用于微量氧分析時，使用6檔。EC-91 氧分析儀接線采用國產(chǎn)安全柵的接線EC-91 氧分析儀操作

7、維護中應(yīng)注意的問題取樣氣體壓力不能超過1bar（0.1MPa）取樣氣體的流量應(yīng)處于100cc/min-5L/min范圍內(nèi)。采用安全柵時使用DC24V（最高不能超過27.6V）供電，此時變送器側(cè)的電壓為12.5V（最低不能低于8.8V）燃料電池檢測器中的電解液會隨儀器的使用而逐步消耗，故如儀器長期不用時，應(yīng)將儀器的進出口封死或進行氮封（所使用的氮氣必須采用高純氮），檢測器的保修期為6個月。3或6個月校驗一次，更換檢測器必須校準。GPR-15(GPR-1500)氧分析儀美國ADV公司生產(chǎn)。檢測器為電化學式（燃料電池）防爆等級：Class1,Division1 group A-D接線方式：二線制檢測

8、范圍0100ppm（范圍1）010ppm（范圍2） 量程自動切換O2X1氧分析儀美國Panametrics公司生產(chǎn)檢測器為電化學式（燃料電池）防爆等級：EEx ia IICT4接線方式：二線制常用量程：0-10ppm目前主流配置燃料電池型號OX-1ppm O2X1的校驗取樣氣體壓力為常壓取樣氣體的流量為500cc/min。儀器的校驗周期3-5個月 。高含量氧和污染（如:酸性氣體）會大大縮短檢測器的壽命。本儀器有六種測量范圍的檢測器可供選擇： 0-10ppm 0-100ppm 0-1000ppm 0-10000ppm(0-1%) 0-10% 0-25%微量氧分析儀使用量程0-10ppm零點校驗：

9、該儀器零點無需校驗定期進行量程校驗：7.5ppm氫中氧O2X1更換燃料電池（1）傳感器（燃料電池）的安裝持續(xù)通入非危險性的低氧含量氣體（如：高純氮氣）吹掃取樣系統(tǒng)，直到完成傳感器的安裝 。流量為500cc/min，壓力為大氣壓。使用直流電流表串在供電回路中，以測量輸出電流。調(diào)整4-20mA模擬輸出，將量程范圍設(shè)置在0-25%打開密封盒，取出氧傳感器，除去紅色貼片，金層電極對準變送器的底座上的接觸管腳，將傳感器緊壓在變送器上。（2）空氣校準：對于微量氧分析儀不推薦進行空氣校準。O2X1更換燃料電池（3）量程校準：選擇量程0-10ppm。調(diào)整低端（4mA）和高端（20mA）輸出。通入量程氣，待讀數(shù)

10、穩(wěn)定后，檢查輸出電流數(shù)值。通過相應(yīng)按鍵增加或減少輸出。存儲設(shè)定。注：正常使用時，僅使用標氣進行第3部的量程校準。 O2X1量程氣量程氣的氧含量應(yīng)該是需要校準的量程范圍的70-90%。 例如：如果量程氣的7.5ppm，需要校準的量程范圍是0-10ppm，那么校驗時模擬輸出為 4+16（7.5/10）=16.0mA 分析儀表的維護分析儀應(yīng)定期進行校驗，不同種類的分析儀應(yīng)按其說明書規(guī)定的期限進行校驗以保證儀器的準確可靠。對于電化學式分析儀，其檢測器內(nèi)的電解液會隨使用時間逐步消耗，故應(yīng)按其說明書規(guī)定的期限更換檢測器。定期對取樣系統(tǒng)進行檢漏，以保證儀器的可靠運行分析儀不能超壓使用燃料電池型分析儀維護中應(yīng)

11、注意的問題取樣氣體壓力不能超過1bar（0.1MPa）取樣氣體的流量應(yīng)處于合適的范圍內(nèi)。燃料電池檢測器中的電解液會隨儀器的使用而逐步消耗，故如儀器長期不用時，應(yīng)將儀器的進出口封死或進行氮封（所使用的氮氣必須采用高純氮），檢測器的保修期為6個月。推薦3或6個月校驗一次，更換檢測器必須校準。微量氧分析儀只能提供氣體純度發(fā)展的趨勢，不可能做到絕對準確。ADHT-Ex露點儀英國alpha公司生產(chǎn)。檢測器測量范圍：-80+20 防爆等級：EEx ia IICT6接線方式：三線制ADHT-Ex露點儀操作維護中應(yīng)注意的問題取樣氣體的流量為2-3L/min。在取樣時樣氣須由取樣架上部進，下部出。檢測器不能暴露

12、于腐蝕性氣體中。儀器質(zhì)保期為二年。露點儀在現(xiàn)場通常無條件進行校驗，需返廠或相應(yīng)部門進行。缺點：易受干擾SERIES 5露點儀SERIES 5為美國Panametrics公司生產(chǎn)。檢測器測量范圍：-110+20 防爆等級：EEx ia IICT*接線方式：三線制當前主流配置SERIES 5露點儀操作維護中應(yīng)注意的問題取樣壓力可達5000psig。取樣氣體的流量無要求。在取樣時樣氣必須由取樣架上部進，下部出。檢測器不能暴露于腐蝕性氣體中。露點儀在現(xiàn)場通常無條件進行校驗，需返廠或相應(yīng)部門進行。注意：用戶應(yīng)保留好檢測器包裝盒內(nèi)的檢測器數(shù)據(jù)表，該表帶有出場編號及特性數(shù)據(jù)。Transmet露點儀英國Michel