氢气发生器说明书(中文)

CHE-5000氢气发生器〔原料氢气再生〕操作使用手册 校核： 审批： 扬州中电制氢设备2023.04.12CHE-5000CHE-5000型水电解制氢枯燥设备使用说明书〔CHE〕101、简述、氢气的性质和用途：导热系数很高，化学活性、渗透性和集中性强〔0.63cm2/s，约为甲烷的三倍，它是一种强的复原剂，可同很多物质进展不同程度的化学反响，生成各种类型的氢化物。4.65-93.9%〔氧气环境〕时形成可爆燃气体，遇到明火或温度在585℃以上时可引起燃爆。压力水电解制出的氢气具有压力高3.2MPa〕便于输送，纯度高以上〕可直接用于一般场合，还可以通过纯化〔纯度提高到99.999%〕和枯燥〔露点的后续加工，可以作为燃料、载气、复原或保护气、冷却介质，广泛应用于国民经济的各行各业。、水电解制氢原理：利用电能使某电解质溶液分解为其他物质的单元装置称为电解池。任何物质在电解过程中，在数量上的变化听从法拉第定律。法拉第定律指出：1气，所需电量为53.6A/h。经过换算，生产1m3氢气〔副产品0.5m3氧气〕所需电量0.9kg。将水电解为氢气和氧气的过程，其电极反响为:阴极:2HO2+2e→H↑2+2OH-阳极:2OH-- 2e→HO2+1/2O↑2总反响:

2HO2

- 2H↑ + O↑2 2〔1.23V1.47V发生电解。依据用户产量需求，使用多组水电解池组合，减小体积和增加产量，就形成水电解槽的压滤型组合构造。本公司生产的压力型水电解槽设计承受左右槽并联型构造，中间极板接直流电并在槽内下部形成共用的进液口和排污口，上部形成各自的氢碱和氧碱的气液体通道。由于历史缘由，由电解槽纵向看，A、B系列的氧气出口设计在中心线靠直流铜排一侧〔氧铜侧CDEF〔氢铜侧。我公司生产的压力型水电解槽，目前标准产品操作压力为1.6MPa和3.2MPa两的原料水由柱塞泵自动补充，相关参数实现自动监测和掌握。正常生产时承受30％KOH85-90℃左右，兼顾隔膜垫片的使用寿命和降低能耗的要求。且都接成星形，为了消退变压器的直流磁化问题，两绕组的接线极性相反。其次，为在一起。〕氢气＋电解液〔阴极产出〕阳极 阳极阴极 阴极电解液排污

整流器

排污整流变压器主要技术性能和指标氢气产量: 5m3/h氧气产量: 2.5m3/h2.3氢气纯度: ≥99.99%〔v/v〕2.4氧气纯度: ≥99.2%(v/v)2.5工作压力: ≤0.8MPa2.6工作温度: ≤85℃单位直流电耗:≤4.9KW·h/m3H2直流总电流: 400A直流总电压:60V3、工作条件电解液:30%KOH水溶液原料水:5Kg/h水质要求:3.2.2.1≥1.0×106欧姆·厘米铁离子含量<1mg/L氯离子含量<2mg/L干残渣含量<7mg/L悬浮物含量<1mg/L冷却水3.3.1≤30℃3.3.22m3/h3.3.3:0.4～0.6MPa3.3.4水质:除盐水电源掌握柜电源:三相四线制AC380V，50HZ，75KW可控硅整流柜掌握电源:三相四线制AC380V，50HZ，40KVA掌握气源3.5.1:0.5～0.7MPa流量:8m3/h露点低于环境温度10℃以下无油、无尘，含油量≤5mg/m34、工艺流程及子系统系统简述：或露点达不到客户要求时，本公司进一步供给纯化枯燥系统，以水电解氢气为原料，经催化脱氧、吸附枯燥，过滤除尘，从而获得纯度较高的枯燥氢气。系统自动掌握设定的系统压力、槽温、分别器液位平衡、准时补充电解所消耗的原料水。各项运行参数实现自动监测和掌握。PLC机掌握、远程通讯等掌握手段以及各类表。制氢框架集成了制氢系统运行的主要设备〔如分别器、洗涤器、冷却器、过滤器、碱液泵等，以及掌握和调整阀门，工况测量的在线和远传仪表。纯化枯燥框架集成了纯化枯燥系统运行的主要设备〔如纯化器、枯燥器等，以及掌握和调整阀门，工况测量的在线和远传仪表。框架二集成汇流排安排阀组〔便于氢气储罐和用户供氢的特别掌握，框架三集成原料水箱、碱箱及补水泵〔便于安装。每套制氢系统通常配备掌握柜、整流柜、整流变压器以及氧中氢、氢中氧〔微氧仪A、B〕通常配备掌握柜、整流柜〔内含整流变压器、配电动力柜以及氧中氢、氢中氧〔配纯化时配微氧仪、露点。PLC系统或压力至枯燥系统温度氧气差压 差压变送器 变送器氢气冷却水进入碱液流量计JV02电解槽碱液泵JV04JV03JV01JV05JXV02 碱液箱JXV01JXV03SXV01补水泵SXV02SXV03图一：制氢系统工艺及掌握简图CHE-5000〔系统〕图可以看出，该装置可分为十个子系统。电解液循环系统电解液循环系统的作用是：从电解槽带走电解过程中产生的氢气、氧气和热量;将补充的原料水送给电解槽;统包括如下路线〔内循环〕氧气综合塔氧气综合塔氢气综合塔碱液泵GLQV01碱液过滤器GLQV02流量计JV02电解槽GLQV03GV01内循环┌→氢分别洗涤器┐碱液泵→碱液过滤器→电解槽┤ ├→碱液泵└→氧分别洗涤器┘氢气系统分别洗涤器中与电解液分别形成产品气.其路线为:电解槽→氢分别洗涤器→调整阀┤└阻火器排空氢气的排空主要用于开停机期间，不正常操作或纯度不达标以及故障排空。氧气系统强的对称性.装置的工作压力和工作温度也都以氧侧为测试点.电解槽→氧分别洗涤器→┤└或排空状态.原料水系统水电解制氢(氧)过程唯一的“原材料”是高纯度水，此外氢气和氧气在离开系统从氢侧补入。原料水箱→补水泵→氢分别洗涤器→电解槽。冷却水系统破坏。本装置要求工作温度保持在不超过90℃为最正确。此外，所生成的氢气、氧气水分五路流入系统：┌温度调整阀→冷却器→出口分别洗涤器→出口冷却水入口┤〔蛇管冷却器→出口〕┟整流柜冷却管路→排放┕再生冷却器→出口充氮和氮气吹扫系统装置在调试运行前，要对系统充氮作气密性试验。在正常开机前也要求对系统的氧分别洗涤器连通管的一侧，氮气引入后流经:充氮口┤└─氧分别洗涤器→排空氢气枯燥〔纯化〕系统〔依据用户对产品氢气的要求，系统可能增加纯扮装置，纯化承受钯铂双金属催化除氧〕QZV10eQZV10eQZV10fQZV10cQZV10d压力变氢气出口氢气氢气氢气再生再生冷却水进入QZV10aQZV10b原料氢气冷却水出氢气枯燥系统动切换阀，管道等构成〔有纯化的有一脱氧器。另外，还有附件：一只阻火器，一PLC对含氧≤0.5%，含湿≤5g/m3的原料氢气〔水电解氢气〕5m3/h工作压力：1.6-3.2Mpa可调枯燥温度：常温4.7.1.3〔塔底温度：120-150℃4.7.1.4：0.3KWH/m3H24.7.1.5：1t/h〔≤32℃，0.3Mpa〕H2切换周期：24h4.7.1.8：≤-60℃4.7.1.9流程简述LLJV010-8QZV10a，QZV10d120-150℃下吹水再生Ⅱ塔的枯燥剂，带有水汽的热气流又经列管冷却器Ⅱ，列管冷却器Ⅰ二QZV10c，过滤器除尘。在此自动运行期间，当取样分析合格时送纯氢气产品一路出去，假设不合格，二位三通气动球阀自动切换至放空状态氢气经阻火器自动放空。QZV10eQZV10c器获得产品氢气。24QZV10AQZV10CQZV10FQZV10d，QZV10c120-150℃880℃QZV10eQZV10aQZV10c列管换热器Ⅱ入枯燥器Ⅱ被去湿，经QZV10f和过滤器获得产品氢气。48往复操作，连续获得纯氢气送氢气安排盘。在此运行期间，超温将会报警，加热器会自动地开关，温度超限会联锁。排污系统由如下排污点组成：电解槽两端排污管碱液过滤器排污管原料水箱排污管碱箱排污管氢〔氧〕管路排污管氢〔氧〕分别器液位计排污管再生冷却器排污管〔蛇管冷却分别器排污管〕整流系统500A(250A)，电解槽电压50V左右。详见整流系统说明书。掌握系统5、制氢站安装CHE-5000系列设备布置，符合GB50177-93氢氧站设计标准，要求一般可分为三室布置:制氢间:放置电解槽及框架。掌握间:放置掌握柜、整流变压器。〔碱液箱、原料水箱、无油空压机、原料水〕制氢间与关心间的地板应耐碱，并设有排污下水道。地沟敷设，电解槽与框架间的气体管路可在空间或地沟内架设。整流柜与电解槽连接的电缆地沟最好与排污地沟分别设置，并设有地沟盖。1.5m防雨设施。5.6仪表取样气体必需用管引至室外放空。4m离≥3m。主要设备重量及安装尺寸以及布置见图册备注：具体布置和安装依据用户实际状况参照设计标准布置和安装。6、操作与维护开机前检查缘不良现象。整流柜铜排清洁干净，无接触不良和绝缘不良现象，整个工艺系统干净，稳固，排污沟畅通，槽体上部无漏雨和其它的滴漏。按流程图检查现场连管和安装无误。供气。检查原料水系统为无污染、无腐蚀材料制成，并经过严格除油、除污，阀除油除锈，一般宜为不锈钢制作。冷却水系统压力，流量能满足工艺要求并确保冷却水系统无泄漏。排空系统畅通，无冻结堵塞。检查设备仪器仪表系统安装的正确性,检查电、气接头有无松动、脱开。稀碱试运行前预备制氢装置调试运行前，须用原料水清洗系统内部容器和管路:6.1.1.1.补水泵的起动转换开关为联锁消退档；清洗水箱、碱箱，并给原料水箱布满水；JV04，JV02，启动碱液泵后，调整JV02，将原料水打入制氢机〔加水和加碱操作均为此,见以下图，当液位到氢氧分别器中部液位时切换阀门，翻开JV01JV04〔切换至内循环操作。气水分别器氧气氧气气水分别器YV08综合塔综合塔QV09碱液泵GLQV01碱液泵GLQV01碱液GLQV02流量计JV02电解槽JV04GLQV03JXV02〔SXV02〕碱液箱补水泵JXV03〔〕SXV03〕备注：通过补水泵的操作一般为制氢设备正常工作时向系统内加水〔碱〕。JV023～46.1.1.5.2-36.1.1.6.清洗合格后，注水到到分别器中部液位〔操作参照6.1.1.3〕后停泵。气密试验关闭制氢机全部外连阀门，翻开制氢机内机内全部阀门。通过阀GV06向系统充入工业纯以上氮气(留意液位)，压力到1.6MPa5‰为良好。6.1.2.3.1～2渐渐翻开GLQV04，V109，V108YV08，QV09留意：假设是两台碱液泵可选择任一台泵并开对应的阀门进展操作，其他〔如补水泵〕类似。电解液的预备30℃时，15%KOH1.18030℃时，30%KOH1.281置全部阀门为关闭状态。QXV05，160145QXV05。进展配碱循环〔操作见以下图。碱液GLQV01碱液GLQV02冷却器过滤器碱液泵流量计碱液泵流量计JV04GLQV03JV05JXV02碱液箱JXV0128-30Kg，配浓碱溶液时参加50Kg0.2%VOV123。25待配好的电解液温度降到常温后，启动循环泵，缓慢开JV02，将配好的电JV04，JXV02。启动循环泵，使碱液在制氢机内循环，观看流量指示是否正常，缓缓翻开GLQV05，1.18用原料水清洗系统后，再注入合格碱液，比重小可将碱液退回碱箱加KOH〔退回碱箱操作步骤：关闭JV02翻开JV03，JV05，JXV01〕再注入系统至比重合格。比重过大可向系统通过补水泵注原料水至比重合格或退回碱箱加水。自控系统预备整流系统预备开机前检查路和绝缘不良现象。整流柜铜排清洁干净，无接触不良和绝缘不良现象，整个工艺系统干净，稳固，排污沟畅通，槽体上部无漏雨和其它的滴漏。按流程图检查现场连管和安装无误。定供电、供气。检查原料水系统为无污染、无腐蚀材料制成，并经过严格除油、除污，阀除油除锈，一般宜为不锈钢制作。冷却水系统压力，流量能满足工艺要求并确保冷却水系统无泄漏。排空系统畅通，无冻结堵塞。稀碱试运行接通掌握柜总电源及盘上各仪表电源。接通掌握柜及框架上气源。0.4MPa，补水泵启动开关在手动停顿档，掌握系统处于正常工作状态。按整流系统说明书使整流装置为备用状态。YV02，QV02，GV060.3MPa，GV06。JV02，600L/h50V50V200A，同时翻开氢氧出口阀〔YV02，QV02正常后置补水泵于自动运行档。80℃80-8550V500A。653～4器，然后再连续运行。2～3然后排掉。清洗碱液过滤器，翻开GLQV04排污。枯燥系统运行，系统气密性试验可与制氢系统同步进展〔升压程序和前同〕方法为：置全部氢气路上的手动阀门和气动阀门为翻开状态〔气动阀门也可依据枯燥态，翻开QV02〔升压程序和前同QV0〔QV04。气密性试验完毕后卸压：翻开QV02缓缓卸压。用氮气吹扫枯燥系统2-3次120-150℃和报警连锁温度温度，再生加热时间和大切换时间分别设定在8h，24h〔具体可依据用。当稀碱运行氢气合格后就可以切换QV04至充氢状态向枯燥系统供氢〔具体参照上述流程，依据实际状况选择枯燥器的工作状态。6.4.5操作留意事项：8h80℃，可依据实际使用状况做适当调整。1.6-2.8Mpa任意值。但不能过低。装置运行中，不得中断冷却水。取样分析后的氢气要通到室外。生时严禁切换塔的工作状态。设备停机最好在再生加热完毕后停，这样不会影响再生的效果。配浓碱，额定状态下运行。30%KOH20％65Kg。在30℃1.281，浓碱配制中参加化学纯以上VO0.5Kg。25额定状态下运行步骤参照稀碱运行一节，只需留意额定状态下总电流为500A，工作温度为≤90℃。工作记录值班人员要每隔2小时作工作记录和每周作电解槽小室电压测定。正常停机补水泵启动开关置于手动停顿档。切断电源，分析气样流量调到0。二位三通处于放空状态将整流柜总电流给定缓缓调到0。留意观看并使氢氧侧液位根本平衡。JV02使碱液循环量最大，以冷却碱液。碱液泵连续运行1～2小时后停泵。切断电源、气源，冷却水之后，可关各阀，装置停车完毕。紧急停电状况下停机YV03，QV03，使系统处YV03，QV03，通过自控系统按正常开机步骤开机，但开机后，产品气要排空，至运行稳定。产品气合格QV02，YV02，在维持两侧液位根本平衡状况下卸压，其它操作同上。严防氢氧混合，压力降为零时，关闭全部阀门。切断掌握柜电源，气源，切断整流柜的同步电源。障，则须对故障进展认真分析和排解，并对制氢设备重调试，正常前方可投入运行。制氢装置维护洗时最好使产品气为排空状态。其步骤如下:GLQV03，关GLQV01，GLQV02，GLQV05，使过滤器内0，GLQV05。网，干净后装在滤管上用原料水冲洗。排掉污液，再用原料水清洗1～2次，排污，关GLQV04。装好滤芯，装好顶盖，开GLQV01，GLQV02GLQV03，并使碱液循环量在正常状态。观看碱液液位，假设偏低可以通过补水泵从碱箱适当补充。的冷却器换热效果不好，要对冷却水系统除垢和疏通。动阀门的工作运行状态。维护见相应的说明书和资料。制氢装置大修CHE-5000指导和帮助。7、故障推断与排解故障情况 产生原因 排 除 方法不到额定

或修正参数调整阀阀位不正确或有堵 位,去除堵塞塞(4).系统有泄漏槽温过高 (1).冷却水系统结垢或堵塞温度调整阀阀位不正确(3).温度调整仪调整不良

消退漏点校准调整阀定值,检修变送器冷却水压力低或流量过小，增加冷却水压力和流量，进口温度过高碱液循环量偏小氢氧侧液位差过(1).液位调整仪调整不良大

增大循环量检查调校调整仪和变送器,检查引讯管氢氧侧,调整阀阀位不正确校准调整阀消退泄漏或更阀芯阻滞或调整阀泄漏筛板堵塞4.碱液循环量下降(1).碱液泵故障(2).过滤器阻力大液循环系统有阻滞

检查碱液循环系统,消退阻滞泵吸入口有气体吸入 检查相关管路排出液路内的气体电源电压过高,或过低 解决