《制氢系统运行篇》doc版

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1、海量资料超值下载制氢系统运行篇1.1设备概述1.1.1简介我厂发电机冷却方式为水-氢-氢，额定氢压（表压）为0.4MPa。制氢系统采用河北电力设备厂生产的DQ—10／3.2型产品。电解槽的电源经过硅整流（将交流电380V整流为直流电）装置，氢氧化钠为电解质，五氧化二钒和四氧化三钴做添加剂，电解除盐水来获得高纯度的氢气，以保证发电机氢冷却系统的安全运行。1.1.2制氢原理电解过程是在氢氧化钠水溶液中进行的，当直流电通过氢氧化钠水溶液时，在阴极和阳极分别发生如下化学反应，将水电解为氢气和氧气：阴极：2H2O＋2e→H2↑＋2O

2、H－阳极：2OH－－2e→H2O＋1/2O2↑电解总反应：2H2O→2H2↑＋O2↑1.1.3设备系统流程我厂制氢设备由主体电解槽、框架、整流柜、控制柜、自动仪表、注水泵、碱液箱、纯水箱及干燥器和闭式循环冷却装置组成，控制系统由一台工控机以及下位机（PLC）组成，电解出的氢气储存在五个储氢罐中，氧气排空。1.1.3.1氢气系统流程图：电解槽→氢分离器→气体洗涤器→气水分离器→冷却└→排空器→干燥器→框架二→储氢罐→发电机└→排空1.1.3.2氧气系统流程：电解槽→氧分离器→排空1.1.3.3循环冷却水系统流程：　　　　　　

3、　　　　整流柜机房来除盐水→循环水箱→循环水泵→换热器→氢、氧分离器→循环水箱22海量资料超值下载　　　　　　　　　　冷凝分离器　　1.1.1.1补充水系统流程：机房来水（除盐水）→补水箱→注水泵→氢洗涤器→氢气分离器→电解槽1.1.1.2碱循环系统流程：氢分离器碱循环泵→电解槽→→过滤器→碱循环泵氧分离器1.1.1.3排污系统流程：氧分离器→氧侧排水器→排水沟捕滴器、冷凝分离器→氢气排水水封→排水沟电解槽、过滤器、补水箱、碱液箱、储氢罐、循环冷却水箱→排水沟1.1.2控制原理1.1.2.1框架一两通阀(贮、排氢)控制：1

4、.1.2.1.1系统运行时下列条件中任意一条件出现，如：整流柜故障、冷却水越下限、气源压力越下限、槽压越上限、氧槽温越上限、氢槽温越上限、碱流量越下限、系统压力达到设定值时氢氧液位越上下限，则框架一两通阀打开，氢气排空，保证系统安全运行。1.1.2.1.2当框架一氢气纯度≥99.5%时，槽压与氢管压力之差大于其设定值且槽压达到50°C以上的设定值，整流柜正常运行，系统关闭框架一两通阀开始向贮氢罐充氢。1.1.2.2补水控制：补水控制的操纵量为注水泵的开或停，参考量是氧液位。注水泵的控制分自动和手动两种，自动和手动实现通过转

5、换开关。自动控制：当氧液位低于补水设定值时打开注水泵进行补水，当氧液位高于补水上限时关闭注水泵，手动控制根据实际液位，当液位低时手操按钮打开注水泵，当液位高时手操按钮关闭注水泵，整流柜发生联锁故障停掉整流柜同时自动停掉送水泵，否则液位过高下次开机速度减慢。1.1.2.3原料水控制：22海量资料超值下载电解所需的除盐水来自纯水箱，纯水箱入口安装一个电磁阀，当水箱液位低于下限时自动打开进水电磁阀，当水箱液位高于上限时关闭进水电磁阀，同时，水箱输出4~20mA电流信号，当水箱液位低于设定下下限时停整流柜。1.1.1.1循环泵控制

6、：循环泵的控制分自动和手动两种控制方式，自动和手动通过转换开关实现。在自动状态下，微机开机时自动开循环泵。手动状态下，通过按钮控制循环泵的启停。冷却水越下下限除停整流柜外，循环泵运行5分钟自动停泵，防止循环泵损坏。1.1.1.2氢发生处理器四通阀控制：两位四通阀的阀位由干燥器的吸附、再生、吹冷时间控制，三者时间之和为阀位切换时间。两位四通阀有状态1和状态2两个位置，四通阀由状态1到状态2再由状态2返回状态1时完成1个完整周期。吸附、再生、吹冷时间可以根据实际情况相应调整。1.1.1.3氢发生处理器再生温度控制：当再生温度到

7、达230°C停止加热，出于惯性温度继续上升，上升至240°C左右温度下降，下降至230°C开始加热出于惯性温度继续下降，下降至220°C左右温度开始上升，上升至230°C停止加热，重复上述过程，直至达到再生时间。再生温度可根据需要调节参数。1.1.1.4框架二两位两通阀(补氢)控制：框架二两位两通阀是向供氢母管补氢的自动门，当供氢母管压力达到下限设定值(0.8Mpa)时，自动打开两通阀往发电机补氢，当压力达到上限设定值(1.0Mpa)时，自动关闭两通阀，使供氢母管的压力维持在规定的压力范围。1.1.1.5检测1.1.1.5

8、.1氢槽温、氧槽温、循环碱温、干燥器A、干燥器B再生温度均采用一体化温度变送器作为传感器；氢液位、氧液位由电容式差压变送器作为传感器；槽压、氢管压等由压力变送器作为传感器；碱流量由金属管浮子流量计作为传感器。以上信号均为标准的4-20mA信号，以模拟量信号输入给PLC，进行调节或控制，并通过上位机显示出