制氢装置(4)

24～26%的NaOH或 28%－30%KOH溶液的配制：方法同上。待NaOH或KOH完全溶

解后调整碱液比重1.26～1.28，然后向溶液中加入约60g分析纯V2O5或K2Cr2O7，待溶解后倒入碱罐，冷却至40℃后注入系统。

（四）自控系统准备

各变送器的引讯管内必须灌入与系统内相同介质的流体。各隔离罐内必须灌满流体。检查控制柜外接电源，严防微机的模拟量输入与开关量输入接反。

二、制氢设备的启动

设备启动前应认真检查电解槽各极板之间有无金属导体或电解液滴漏现象，保证气密实验合格。参照设备清洗中相关步骤，将24～26%的NaOH或 28%－30%KOH溶液注入系统至分离器液位计最低液位。然后，打开气源开关。

（一）系统充氮

为了安全，制氢机首次开机或停运时间较长时再开机应充氮，以防止分离器内形成爆炸性混合气体。

将氮气钢瓶与系统充氮门连接并打开系统充氮门，关碱液过滤器出口门。

缓慢打开氮气瓶减压阀，使氮气缓缓进入系统并打开氢、氧侧事故排空门排放3～5分钟；关闭氢、氧侧事故排空门，当压力升至0.3～0.4MPa时停止进气，拆除连接管再开一下系统充氮门，待排出液体立即关闭；打开碱液过滤器出口门，充氮完毕。

（二）启动顺序

1. 启动前准备

启动冷却水泵，接通电源，检查各仪表、电源、气源、水源均正常；调整整流柜冷却水压在0.12Mpa。

检查阀门使其处于开机状态；应开碱液过滤器进、出口门，碱液循环泵进口门，氢、氧气手动出口门，氢、氧侧疏水器进口门，碱液冷却器调节阀前冷却水门，氢气冷却器冷却水门，碱液循环泵冷却水门，除盐水罐补水门，系统补水（碱）门，氢气干燥器进气门，冷凝器冷却水门，冷凝器疏水器进口门，各表计一次门及仪用压缩空气门等；检查压缩空气过滤减压器输出应在0.14 Mpa。

2. 自动装置的投入

将整流柜、干燥器均置于“自动”状态，整流柜数码应显示“1”。启动微机，输入操作

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口令，微机系统将自动进入工作软件，屏幕依次显示系统画面，系统简要说明及当前各部分工作参数改变值，随即微机将依次预置各控制参数，值班人员可进行参数修改，也可默认原有参数，准备完毕后启动整流柜。

3. 启动过程的控制

启动整流柜后系统进入自动运行状态，在温度未达到50℃前，系统使槽压自动稳定在0.8 Mpa以下，当温度达到50℃后，系统自动升压至设定值并实现自动控制。升流过程由微机自动完成，无须人工干预。当槽温升到50℃时，调节流量调节门使碱液循环量在700～800L/h。

系统正常运行时，屏幕显示制氢工艺流程图，同时不断循环检查检测实时运行参数，并在流程图相应部位数字显示当前状态值，系统还可以直方图方式直观地显示当前状态，同时还可以对单变化量的变化趋势图进行显示。

4. 向氢罐充氢

当氢气纯度≥99.5%，槽压与氢管压之差大于设定值且槽压达到50℃以上时的设定值，整流柜正常运行的情况下，微机自动关闭框架Ⅰ两通阀（氢侧系统排空门）开始充罐,否则打开框架Ⅰ两通阀（氢侧系统排空门）排空。

（三）运行监督

系统的整个运行过程为微机控制下自动运行；可设定时间，打印机自动打印运行记录。 当系统运行稳定后，值班人员可在远控端进行监视和部分操作。

正常运行过程中，值班人员可定期对设备进行巡视。检查氢、氧分析仪气路箱气体流量是否在规定刻度。

定时排放各疏水器内疏水。排放时应先关闭进口门，然后缓慢打开出口门，排完后关闭，带压排放必须注意安全。

正常运行过程中，当循环碱量持续慢慢下降，打开碱液过滤器旁路门，流量又能上升，说明过滤器脏了，需要清洗过滤器，清洗过滤器最好在停机状态下进行。

（四）正常停机

先解列氢、氧在线分析仪表。断开整流柜电源，用鼠标确认“系统降压”，这是系统将依据程序自动分段降压。

系统压力降完后，根据需要退出应用程序；关掉电源、气源、水源及相应阀门。

（五）非正常情况下停机

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当系统正常运行时，联锁保护起作用，微机均会依正常程序将设备停运泄压，并记录当

时各数据供检修分析；但运行人员应及时关闭各在线分析仪表的手动取样门。

当微机自身故障时，微机中的硬件“看门狗”将使整流柜停机，断开框架Ⅰ上两通阀（氢侧系统排空门），并使设备处于保压状态，等待检修人员处理。

（六）注意事项

微机的每一项操作都必须输入操作口令。系统默认口令划分两种（如表1－13－3所示）： 表1－13－3 系统默认口令

USE1 111111 USE2 222222 系统维护人员口令，可以在线修改 USE3 333333 USE4 444444 USE5 555555 USE6 666666 操作人员口令 USE7 777777 USE8 888888 USE9 999999

所有口令登录后，一旦完成正常操作，需要取消口令。否则，可能导致别人在你登录的权限下非法操作。

定期测定碱液比重，若浓度低时应及时配碱、补碱。

电解槽每5～10年应大修一次，大修时更换所有石棉隔膜和密封垫片；大修后应认真冲洗5～10次，每次不少于两小时。

严禁氢、氧气体急剧排放，避免因静电火花产生自燃，氢、氧气门应缓慢开关。 检查漏氢时，只能用肥皂水或微量测氢仪来检查，严禁用火找漏。

冻结的氢管道、阀门及其他设备等，只能用蒸汽或热水来解冻，严禁使用火烤。 电解槽表面应保持清洁，严禁任何金属导体掉到电解槽或碱液溅到电解槽上，以防极板间发生短路。

（七）微机系统故障原因及排除

开关量不起作用：当操作人员在微机控制系统中，做了命令操作之后，而执行机构没有反应，遇到这种情况首先要看看响应的操作指示灯是否亮了，如果指示灯没有亮，则说明

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本次操作没有成功，需重新操作，如果指示灯亮了，就需要检修处理。

调节不灵：调节故障有两种情况。第一种：控制系统也起调节作用（就是说执行机构有动作），但被控参数不是稳定在自己的理想值上，这说明被控参数的给定值由于某种原因发生了变化，只要在下位机通过参数设定功能把该参数的给定值调整过来就可以解决。调节故障的第二种情况是执行机构该动作的时候没有动作，必须检修处理。

无故报警或联锁：当遇到制氢装置中的某一参数的实际测量值还未达到报警（或联锁）限值，出现了报警（或联锁）现象时，应检修处理。

通讯故障：当出现上位机显示的测量数据或系统运行状态与下位机情况不符时，应进行检修处理。

第三节 氢气监督要求

氢气是一种易燃易爆的气体。氢的燃烧性能好，当氢气中没有杂质时，火焰无色。在空气中氢气的燃烧范围（体积％）为4.0－75.0，爆轰范围（体积％）18.0－59.0。在氧气中氢气的燃烧范围（体积％）为4.65－94.0，爆轰范围（体积％）18.3－58.9。氢气中的杂质对于发电机来说也是威胁。氢气的质量监督对于发电机的安全运行具有十分重要的意义。

『』

一、发电机气体置换监督

置换前，应分析所有钢瓶内CO2纯度按容积计≥98%，水分按重量计＜0.1%，并作好标记，不合格的气瓶禁止使用。

（一）氢气置换空气

CO2置换空气：由发电机底部充入CO2，从发电机上部取样分析CO2含量大于85%时，排死角，排完后停止充CO2。

氢气置换CO2：从发电机上部充入氢气，从底部取样分析含氢量大于96%，含氧量小于2%时，排死角，死角排完后停止充氢气。

（二）空气置换氢气

CO2置换氢气： 由发电机底部充入CO2，从排氢管处取样分析CO2含量大于95%时排死角，排完后停止充CO2。

空气置换CO2：由发电机上部充入压缩空气，从底部取样分析CO2含量小于10%时，停止充空气。

二、气体质量控制标准（见表1－13－4）

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见表1－13－4 氢站及发电机氢系统氢气质量监督标准

序号 取样部位 分析项目 氢气纯度 1 制氢机出口 氧气纯度 氢气湿度 氢气纯度 2 发电机氢系统 含氧量 氢气湿度 3 制氢站及氢 气系统周围 贮氢罐 检修动火区域 氢含量 氢气纯度 含氧量 氢含量 控制标准 H2≥99.8％ O2≥99.2％ Td≤-25℃ H2＞96％ O2＜2％ Td≤-5～-25℃ ＜3％ H2≥99.5％ O2＜0.5％ ＜3％ 备注 新建机组Td≤-50℃ 随发电机最低温度定 随时 氢气系统＜0.4％ 4 5 三、气体取样分析 （一）气体取样方法

取样用的球胆内部应保持清洁、干燥；取样时，打开阀门缓慢排放1～3分钟，保证所取样品的代表性。

取氢气样时，应将袋口向下排气；取CO2样时，应将袋口向上排气。

（二）气体纯度分析的意义

当氢气和氧气（或空气）按一定比例形成混合气体时，在密闭容器中受明火触发才会爆炸，而纯净的氢气，虽能燃烧却不会引起爆炸。所以，要求氢气保持在一定纯度，就从根本上消除了它可能发生爆炸的条件。另外，当发电机内氢气压力不变时，氢气纯度每降低1%，其通风摩擦损耗约增加11%。所以，保持发电机内较高的氢气纯度可以提高发电机效率，符合经济运行的原则。

一般要求发电机内氢气纯度保持在96%以上，低于此值时应进行排污。`其最佳纯度值主要视安全性和经济性以及机组容量综合决定。

（三）气体纯度的分析

氢气纯度的分析一般采用吸收法，另外还有燃烧法等。目前已经有了多种便携式气体含量测定仪上市，但还没有普及使用。现就目前仍然采用的吸收法介绍如下：

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