氢气纯化装置控制系统-2023年学习资料

纯化、干燥装置控制原理-及故障处理-Email:第一章概述-一、装置简介-氢气纯化干燥装置是净化氢气的设备，能将氢气中-的氧气和水份去除掉，满足对氢气含氧量和含湿量-定要求的用户。氢气纯化设备框架内安装有脱氧器、-干燥器、气水分离器、过滤器、冷却器、集水器等容-器、阀门，以及检测制仪表。如用户对氢气含氧量-无过高要求，可仅订购干燥装置。-二、干燥部分的分类-依据干燥塔的数量可分为：-。两塔流程主要应用于对氢气露点要求不高的-三塔流程（氢气露点<-60℃）脱氧器-脱氧器结构图-脱氧器的结构-电缆接入口->内简：电加热元件-◆气体入口-装料口->外筒：脱氧催化剂、2个铂-阻测温元件-保温层-气体出口-铂电阻-催化脱氧-脱氧催化剂可催化氢气与-氧气发生化合反应生成水，以-达到脱氧的目的。原料氢气从a口进入，经-电加热元件加热后进入催化剂-床层，氢气和氧气在催化剂的-作用下发生化合反应生成水，-卸料口-■-水以气态的形式随氢气从b口-流出脱氧器。脱氧器-脱氧器结构图-电缆接入口-脱氧器再生温度控制-a-→气体入口-装料口-在催化剂床层的上部和下-部各装有一个铂阻。分别用-气体出口-来检测催化剂床层上部和下部-的温度。-下部铂电阻检测温度达到设-定温度时，会暂停电加热元件，-温度低于设定温度后，会再-次启动电加热元件。-上部铂电阻检测温度达到-设定温度（联锁）时，会停止-电加热元件，再次启电加热-元件则需要操作人员的手动操-卸料口-■■-作。干燥器-干燥器结构图-干燥器的结构-电缆接入口-内简：电加热元件->,外筒：分子筛、2个铂电阻测温元件-a气体出入▣装料口->保温层-干燥过程-利用吸附剂在常温（或低温）-6气体出入口-下吸附气体中的水分，当吸附剂-吸附的水分接近饱时，采用升-高温度的方法使水分从吸附剂中-解吸出来（再生）。从而达到循-环工作的目的。-需要被干燥的气体从b口进-入燥器，流经吸附剂床层，气-口口-体中的水分被吸附剂吸附，干燥-后的气体从a口流出干燥器。-燥过程电加热元件不工作。-料口-再生过程气体流向相反，加-热器工作。干燥器-干燥器结构图-电缆接入口-吸附剂的再生-当吸附剂吸附饱和时，-a气体出入▣-装料口-需要进行再生处理，再生气-从a口进入干燥器，经电加热-6气体出入口-铂电阻-元件加温后流经吸附剂床层，-吸附剂被加热后逐渐升温。再-生时，下铂电阻（温控）用-来控制再生气体温度，当检测-值超过设定值时，暂停电加热-元件，避免再生气流超温。当-检测值低于设定后，再次启-动电加热元件。-当上部铂电阻（联锁）的-卸料口-检测值达到设定值后，则停止-加热，吸附剂的再生结束。第二章纯化装置流程简介-氢气纯化装置采用催化脱氧、吸附干燥的方法提纯-氢气。装置根据干燥器的数量可分为两塔流程和三塔-程。两塔流程采用原料氢气作为再生气，三塔流程是-目-前应用最多的一种流程，由于采用了三台干燥器，使用-产品氢气作为生气，再生效果好，产品氢气的露点可-达到-70℃以下。两塔流程-干燥部分的工作状态分为四种：A再生B工作、B工作、B-再生A工作、A工作。-整个干燥部分的工作状态按一定周循环往复执行，其-工作周期为48，其中：A再生B工作及B工作的时间为-24h,A工作B再生及A工作的时间为24h。两塔流程-de-02Vessell-dewpoint-STATE:-ON-60.94C-SELECTION-A再B工作-80C-STATEMANU-SWITCH-VENT-55C-35C-H2:-85C-H2pur.:TRIPMois:TRIP-TRIPACTION-200C-H2PURIFIER-SVITCH-ArBw-emaindetimefordryerA-remaindertimefordryerB710m两塔流程-de-02Vessell-dewpoint-STATE:ON-60.94C-SELECTION-■B工-80C-STATEMANU-SWITCH-90℃-35C-H2:VENT-85C-H2pur.:TRIP-Mos.TRIP-TRIPACTION-40C-H2PURIFIER-3r71g-drverBwork-remandertimefordryerA-0m-remaindertimefordryerE709m两塔流程-dewpoint-de-02Vessell-STATE:-ON-60.94C-SELECTION-B再A工作-80C-STATEMANU-SWITCH-H2:-35C-112℃-VENT-85C-H2pur.TRI-Mois.:-TRIP-TRIPACTION-209C-H2PURIFIER-tTT们g-remainderimefordryerA720m-remaindertimefordryerB18m两塔流程-dewpoint-de-02Vessell-STATE:-ON-60.94C-SELECTION-■A作-80C-STATEMANU-SWITCH-35C-112C-H2:VENT-85C-H2pur.TRIP-Mis.TRIP-TRIPACTION-86C-B-H2PURIFIER-SVID-drerAwork-emaidertimefordryerA719m-remaindertimefordryerB718m三塔流程-■-该装置采用产品氢气对吸附饱和的干燥器进行再生。-三台干燥器交替工作、再生、吸附，以实现整套装置-工作的续性。-·一个切换周期中，干燥器共经历3个状态：-Z1状态：A工作B再生C吸附；-Z2状态：B工作C再生A吸附；-Z状态：C工作A再生B吸附-整个干燥部分的工作状态按一定周期循环往复执行-其工作周期一般为24h,即每个状态各为8h。三塔流程-Z1状态：A工作B再生C吸附-WinCC-运行系级-QCNB-50/1.5氢气纯化设备B流程-氢纯化运行脱器再生干操Z1状态肝燥Z2状态干操Z3状态报警■-Z1状态剩余时间-479分钟-Z2状态剩余时间-480分钟-Z3状乘剩余时间-AIT3-160-6ppm-F13-F14-F15-F19手动-ME1-方式选择-780-状态：充罐-P-联助选挥-Mpa-小-夜量氧作用-露点作用-制氢设备日-TE9-TE11-TE13-TE15-PV2-10A-72-27℃-135G-27C-方式：-自动-实际：1.35Mpa-TE&-TE10-TE12-TE14-设定1.35Ma-81C-207℃-开度-0%-氢，气储锤-120-130A-130日-130C-140A-140B-140C-100-110日-110C-100-10E-F20-F4☐7-150-F6-F16-F17-F18三塔流程-Z2状态：B工作C再生A吸附-,WinCC-匹行系统-QCNB-50/1.5氢气纯化设备B流程-氢纯化运行氧器再生忏燥Z1状态千燥Z2状态干燥Z3状态报警☐-工1尤态利余时间-478分钟-Z2犬态剩余时间-480分钟-Z3态剩余时间-AIT3-160-16ppm-F13-F15-F19手动-ME1-方式选择--78℃-伏态：充罐-P17联锁选择-Mpa-放量氧作用-露点作用-制氢设备日-TE9-TE11-TE13-TE15-PV2-110A-72C-7℃-270-117-自动-实际：-1.35Mpa-TE8-TE10-TE12-TE14-设定1.35Mpa-81C27G-189G-开度-0%-氢气储罐-120-130A-130日-130C-140A-140日-140C-140D10日-100-10D-10E-F20-F4-150-F6-F16-F17-F18三塔流程-Z3状态：C工作A再生B吸附-,WinCC-运行系新--QCNB-50f1.5氢气纯化设备B流程-氢纯化运脱氧，器再生千操Z1状态干操Z2状态干操Z3状态报警-Z1状态剩余时间-478分钟-Z2状态剩余时间-479分钟-Z状态剩余时间-AIT3-160-16ppm-F13-F14-F15-F19手动-ME1-方式选挥-.78℃-状态：充-P☑-联锁选挥-Mpa-放量氧作用-露.点作用-制氢设备日-TE9-TE11-TE13-TE15-PV2-72℃-31℃-27℃-27C-方式：-自动-实际：1.35Mpa-TE8-TE10-TE12-TE14-设定1.35Mpa81℃-209℃-开度-0%-氢气储罐-120-130A-130日-130C-140A-140日-1400-10D-0E-F4☐安-F57-150-F6-F17-18-脱氧，器控制芋操器状态切换-参数设定-历史试录-历史曲线-报警察-消-音第三章纯化装置控制系统-■温度调节系统-·压力调节系统-纯化状态控制和排水控制纯化装置简易流程氢气纯化装置控制系统PLC控制纯化设备再生温度调节系统-电阻值-4-20mh-触点-开关-Pt100铂电阻-隔离栅-小型继电器-交流接触-防爆电加热器-报警及响铃-脱氧器、干燥器再生温度控制框图一-脱氧器、干燥器再生再生温度控制框图二三塔流程控制温度-参数-温度范围-常用设定值-脱氧上部温度（联锁）-180℃~220℃-脱氧下部温度（温控）-120~160℃-130℃-干燥上部温度联锁-170℃~230℃-干燥下部温度温控-220℃~280℃-240℃CNDQ-5~10两塔流程控制温度-参数-温度范围-常用设定值-脱氧上部温度（联锁）-120℃~160℃-脱氧下部温（温控）-80℃~150℃-85℃-干燥上部温度联锁-170℃~250℃-180℃-干燥下部温度温控-210℃~28℃-220℃PLC控制纯化设备压力调节系统-一、自力式稳压阀（阀前稳压）-适用于气流量较稳定的工艺流程，目前使用居多。-二、压力送器+气动薄膜调节阀-4-20mA-0.02-0.1lpa-隔离栅-电气转换器-报警及响铃-以上两种方式均有使用-无体压力控制，利用后续氢气储罐压力缓冲控制-多适用于电厂PLC控制纯化设备状态和排水-一、纯化装置的状态控制通过气动三通球阀的转向来-实现。-二、纯化装置的排水通过控制气水离器下部的气动-直通球阀的开关来实现。-·三、PLC通过电磁阀将电信号转变成压缩空气的有无-来驱动气动球阀的转向，从控制工艺流程方向和通-断来实现状态切换控制和排水控制。-四、P工C状态的切换和排水顺序由程序内部的定时器-来实现定时换。状态可实现保持功能。PLC控制纯化设备状态和排水-切换3通阀-Swagelokrackandpinion-通-断2通阀-pneumticactuator-spring-returnmodelcuiawayshomn-Swagelokbalvalve-60sarlesvalveshomn常见故障及排除方法-序号-故障现象-原因-1-产品氢气含氧-取样管道吹除不彻底或分析仪故障-彻底吹除取样管道或检修分仪-量超标-脱氧器工作温度低：-提高脱氧器控制温度、联锁温度设定-值；-催化剂性能下降。-更换催化剂。-2-产品氢气点-达不到要求-干燥剂再生不彻底：-提高干燥器控制温度、联锁温度设定-值；调整再生气量或检查电加热元件是-否工作正常系统工作压力偏低或工作周期过长-检查系统压力，确保压力控制正常；缩短-阀门开关不正常或者出现内漏：-检查、维修或更换门：-干燥剂性能降低。-更换新的干燥剂。-3-加热温度达不-测温元件或控制元件失灵。-检查、维修或更换测温元件、控制-件。-再生气量不合适-电加热元件损坏：-更换新的电加热元件：第四章纯化装置常用分析仪器-·一、微量氧分析仪-·二、露点仪EC-91氧分析仪-■英国SYSTECH公司生产：-·检测器为电化学式（燃料-电池-■防爆等级：-EExialIC4-12-■接线方式：四线制EC-91变送器外形及端子示意-选择开关及对应测量范围如下：-1档：0-100%-测量范围选择-2档：0-20%-3：0-2%-专用钥匙-4档：0-2000ppm-5档：0-100ppm-12-6档：0-10ppm-在用于微量氧分析，使用6档。-零点量程调节电-位器EC-91氧分析仪接线-采用原配安全栅的接线-安全区域！危险区域-EC-91分析仪-E-951-DC24F+-3-PR+-DC247--PTR一-OUT+-4-20h-00T--E-931-安全看EC-91氧分析仪接线-采用国产安全栅的接线-安全区域！危险区城-C91分析仪-GS8047-4-20h"-PTR+10-PTR--DC247+-DC247--11-00T+-安全者-00T-EC-91氧分析仪操作维护中应注意的问题-■取样气体压力不能超过1bar0.1MPa-■取样气体的流量应处于100c/min-5L/min范围内。-采用安全栅时使用DC24V最高不能超过27.6V供-电，此时变送器侧的电压为12.5最低不能低于-8.8V-燃料电池检测器中的电解液会随仪器的使用而逐步-消耗，故如仪器长期不用时，应将仪器的进出口封-或进行氮封（使用的氮气必须采用高纯氮）-检测器的保修期为6个月-·3或6个月校验一次，更换检测器必须校准。GPR-15GPR-1500氧分析仪-·美国ADV公司生产。-·检测器为电化学式（燃-料电池-防爆等级：-Class,Division1-groupA-D-■-接线方式：二线制-·检测范围0100ppm范-围1010ppm范围2-量程自动切换02X1氧分析仪-美国Panametrics公司生产-■-检测器为电化学式（燃料-电池-■防爆等级：EExiaICT4-■接线方式：二线制-密@司-厄-■常用量程：0-10ppm-目前主流配置-燃料电池型号0X-1ppm02X1的校验-取样气体压力为常压-取样气体的流量为500cc/min。-仪器的校验周期3-5个月-高含量氧和污染（：酸性气体）会大大缩短检测器的寿命。-本仪器有六种测量范围的检测器可供选择：-0-10ppm0-100ppm0-100ppm-0-10000ppm0-1%0-10%0-25%-微量氧分析仪使用量程0-10ppm-零点校验：该仪器零点需校验-定期进行量程校验：7.5ppm氢中氧传惑器则试头-02X1-传盛器底座-D-更换燃料电池-NAETRIC-氧传感器环-滚花螺母-1传感器-燃料电池的安-持续通入非危险性的低氧含量气体（如：高纯氮气），-吹扫取-样系统，直到完成传感器的安装。流量为500cc/min,力-为大气压。使用直流电流表串在供电回路中，以测量输出电-流。-·调整4-20mA模拟输出，将量程范围设置在0-25-打开密封盒，取出氧传感器，除去红色贴片，金层电极对准-变送器的底座上的接触管脚，将传感器紧压在变送器上。-2空气校：-对于微量氧分析仪不推荐进行空气校准。02X1-更换燃料电池-3量程校准：-选择量程0-10ppm。-调整低端4mA和高端20mA输出。-通入量程气，待读稳定后，检查输出电流数值。通过相-应按键增加或减少输出。-存储设定。-注：正常使用时，仅使用标气进行第3部的量程校准O2X1量程气-量程气的氧含量应该是需要校准的量程范围的70--90%。-例如：如果量程气的7.5ppm,需要校准的程范围-是0-10ppm,那么校验时模拟输出为-4+16×7.5/10=16.0mA分析仪表的维护-分析仪应定期进行校验，不同种类的分析仪应-按其说明书规定的期限进行校验以保证仪器的-准确可靠-对于电学式分析仪，其检测器内的电解液会-随使用时间逐步消耗，故应按其说明书规定的-期限更换检测器。-定期对取样系统进行检漏以保证仪器的可靠-运行-分析仪不能超压使用燃料电池型分析仪维护中应注意的问题-取样气体压力不能超过1bar0.1MPa-■取样气体的流量应处于合适的范围内。-燃料电池检测器中的电解液会随仪器的使用而逐步-消耗，故如仪器长期不用时，应将仪器的进出口封-死或进行氮封（所使用的氮必须采用高纯氮），-检测器的保修期为6个月。-推荐3