制氢原理及设备培训资料

制氢原理及设备培训资料

一、制氢原理

氢气（H2）是无色无味的气体。它是气体中最轻的（只有

同体枳空气重量的1/14.28）,具有最大的扩散速度，容易通

过各种细小的空间。因而氢气具有高导热性，氢气的导热系

数是空气的6.69倍，C02的10.5倍，N2的6.2倍。在氢气中

噪音较小，而且绝缘材料不易受氧化和电晕的危害。经过严

格处理的氢气可以保证发动机内部的清洁。氢气的优良特性

使它非常适合作为大型发电机的冷却介质。

工业上制取氢气的方法有以下几种：一是将水蒸气通过

灼热的煤焦炭，可取纯度只有75%左右的氢气；二是将水蒸

气通过灼热的铁，可制纯度在97%以下的氢气；三是由水煤

气中提取氢气，它的纯度也较低；四是电解水制取氢气，它

的纯度高达99%以上。因此，用于冷却发电机的氢气，都是

由电解水制取的。

所谓电解，就是借助直流电的作用，将溶解在水中的电

解质分解成新物质的过程。简单的说就是利用直流电分解物

质的过程。有些溶有电解质的水溶液通电以后，分解出来的

两种新物质，与原来的电解质完全没有关系，被分解的是作

为溶剂的水。例如：硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾等。这是因

为纯水的电离度很小，导电能力极差，是弱电解质，没有以

上的电解质，就不会被分离成氢气和氧气。当氢氧化钠水溶

液通电时，在阴极上电解液中的H+（水电解后产生的）受

阴极的吸引而移向阴极，最后接受电子析出氢气，就会有如

下反应：

4H++4e=2H2t

在阳极上，电解液中的OH受阳极吸引而向阳极移动，

最后放出电子而成为水和氧气：

40H-4e=2H2O+02t

阴阳合起来的总反应式为：

2H20====2H2t+02t

从总反应式中可以看出，电解水制氢时每产出两体积的氢

气，同时就会产生一体积的氧气。

二、制氢设备

河北甩力设备厂生产的ZHDQ-32/10中压水电解制氢装

置|以其优良的性能在发电企业得到较广泛的应用。下面对这

一系统作以简要介绍：

（一）制氢设备主要技术参数：

氢气产量：10Nn?/h|；20℃,

760mmHg

氧气产量：5Nm3/h；

氢气纯度：299.8%（经干燥纯化后可达99.998%）；

氧气纯度：299.2%；

氢气湿度：＜4g/Nm3H2

电解槽工作压力：3.14Mpa（可在0.8〜3.14MPa之间任

何压力下运行）

电解槽工作温度：W90C

电解小室数：62个；

小室电流：370A

循环碱量：400〜900L/h；

循环碱温：＜70℃；

分离器液位：600~800mm；

差压:-20〜+20mm；

电解液：26%MaOH水溶液或者30%KOH水溶液

整流柜：电流W740A,电压62〜72V；

电解槽直流电耗：4.8KWh/Nm3Hz；未含干燥

器功率2.2KW

制氢机电源：AC380V50HZ；

干燥器工作压力：3.0Mpa/0.8~3.0Mpa（干燥/再生）

干燥器工作温度：室温/160〜230c（干燥/再生）

干燥器电源：AC220V50HZ；

供氢母管压力：0.8~1.OMPa；

压缩空气气源：压力0.3~0.7MPa,含油量V5mg/m3,

露点比环境温度低10℃；

冷却水源：温度＜30℃,压力20.3MPa；

10碱液罐6506,V219L只1

碱液循环

11台1

泵

V44L,<1)219,

12氮气瓶只8

P2.94Ma

配喷

微机控制

13586型，带CRT显示套1墨打

装置

印机

河北

氢气干燥电力

14QG32/10-HA型套1

装置机械

r

15吸附器只2

可控硅电

16KSZ-WJ套1

源装置

（三）主要设备简介

1.电解槽

（1）电解槽的外形及各零部件的作用

电解槽是压滤式结构，由六（八）根大螺栓和二块端压

板夹紧成一体，从外表正面看是圆柱体结构。大螺栓、大螺

母、弹簧座、碟形弹簧等把各小室之间的垫片压紧，使槽体

能承受内压力，为保证槽体不漏，必须使各碟形弹簧受有一

定的力，而且各螺栓受力均匀。

端压板：左右端压板是承受槽体内部压力的端盖，因电

解槽将在3.2Mpa压力下工作，端板中心处弯矩很大，所以

中心设计得较厚。

输电板：从电解槽一侧上可以看到中间极板和左右端极

板上都焊有钢质的厚板，这就是电解槽的正负输电板，中间

极板处接上铜排或电缆与整流柜的直流输出正极相接、两个

端极板用铜排或电缆连通后与整流柜的负极相接。

法兰孔：在左右端压板（或端压板）两侧各有六个法兰,

对称而设，左右手端压板（或端极板）对应位置的法兰作用

相同，端压板（端极板）下部有两个法兰，其中之一是盲板

法兰，另一个法兰与阀门相接，阀门平时关闭，只有电解槽

清洗检修时专门排放废液。

端板下部的两个法兰是电解槽的碱液进口，端板上方两

个法兰是气体和碱液的出口。

（2）电解槽的输电特点

电解槽可以理解为两组电解池的并联。电解槽的最高电

位处在槽体正中、最低电位处在电解槽的两端，与地面等电

位。

一般工业用的水电解槽大部分是一端为正极，另一端为

负极，为了对地绝缘，正极下端对地有极严格的绝缘要求，

从正极端流出碱液气体的接头处也必须设有绝缘零件，而该

装置电解槽没有这些弊病，槽体可以直接放在地上，但为防

止偶然事件发生，在端板下垫有绝缘板。

(3)电解槽的内部结构

电解槽的每个小室由阳极板，阳付极网，氟塑料石棉隔

膜布垫片，阴付极网，阴极板组成。在电解槽中，每个左极

板和每个右极板都是阴极，中间极板是阳极，左右端极板是

阴极，左右极板的板都是阳极也都是阴极，中间极板是阳极,

左右端极板是阴极，左右极板的板面面向中间极板的一侧为

阴极，另一侧为阳极。左阴板上产生氢气，在阳极上产生氧

气。在槽体上除了中间极板，左端极板，右端极板外，按极

板所处位置不同又分为左极板和右极板，它们的区别在于出

气孔的位置不同G

极板：2mm厚的08钢板焊在极框上然后镀锲而成」因

保是非消耗性电极，在碱液里不会造成腐蚀，超电压又低，

所以镀银非常必要。极板上的乳头起支承付极网和隔膜布的

作用，电解液可以在乳头与隔膜布形成的空间里流动，乳头

还有输电作用。

阳付极网：它是由纯银丝编织而成的，电化学反应时，

氧气大部分在它表面产生。

阴付极网：它是由纯锲丝编织而成的网，又用等离子喷

上雷尼镇活化层，使用前还要用稀碱液处理。电化学反应时,

氢气大部分在它表面产生。

氟塑料卜力膜，棉布I垫片：电解产生的氢氧气体必须隔

开，否则混在一起，后果不堪设想，但反应时，电解液电离

出的正负离子还要不断运动，所以隔膜布还不能阻止离子运

行，隔膜石棉布则能满足以上两个条件。隔膜石棉布是专门

为电解而织成的，是由纯温石棉特级纤维织成布。

工业石棉用处很大，如保温、耐火、绝热，很多地方都

需要石棉制品，在水电解槽里是因为它具有一定的耐碱性和

对碱液的浸润性。在烧碱溶液里耐碱性有一定的温度限制:.

能在90℃以下长期使用，若温度过高，则寿命大大缩短。实

验证明，在25%NaOH溶液内煮沸五小时后。某些隔膜石棉

布就会“烂掉”。电解槽内隔膜布的损坏会引起氢氧气体混

口O

隔膜石棉布周边上有一圈厚度为4mm宽度一定的塑料

边，这层塑料具有很好的耐热性，耐腐蚀性，弹性，介电性,

是很理想的密封材料，它是用膜压的方法生产出来的。

压片：用来保护极板上的进液孔和出气孔，当垫片压紧

时，如果没有压片支撑，各通道会被子垫片的塑料所填充阻

塞。

电解槽内各种孔道的设置：在左右端极板的中下部有四

个法兰接头，它们是电解槽的进口。电解液从端极板进入槽

体，穿过左、右极板和氟塑料隔膜石棉布垫片工艺孔叠加形

成的液道环到达中间极板内，再通过中间极板下部的孔，经

极板下部液道环，通过进液孔分配到各小室里去。碱液电解

后在阳极室生成氧气，碱液和氧气通过出气孔，经气道环一

同流出氧气出口管；在阴极室生成的氢气和碱液一同流出氢

气出口管。

2.氢气分离洗涤器、氧分离器

(1)分离器的作用

分离器借助于重力，使水电解产生的氢气、氧气与循环

碱液分离。借助于氢、氧分离器的压力控制、保持电解小室

中阴极侧和阳极侧的压力平衡。

氢分离洗涤器的筛板上有30mm高的水层，利用筛板上

水层的优质洗涤作用，吸收氢气中一定的碱雾及液滴。维持

水电局解过程中一定的碱液容量，利用分离器及其安装的仪

表控制和调节电解过程中装置运行的各种参数。

通过分离器内设置的蛇管还可以冷却循环碱液。

(2)分离器的构造

由壳体、筛板、溢流管、布散管、蛇管、筒体法兰、液

面计、外接管等焊接而成。

壳体：由筒体、封头、法兰等组焊而成一个压力容器。

筛板、溢流管：筛板上开有一定数量、一定规格、按一

定方式排列的孔，孔的大小、数量与气体产量、水层厚度、

介质性质有关，可通过有关资料计算求出，筛板中心焊有一

根溢流管直插分离器液相下部，上面高出筛板30mm,以保

持筛板上面液层厚度，水层的来源是电解过程中补充的电解

纯水、通过柱塞泵、输送管道、布散管定时、定量地均匀地

打进筛板上，通过溢流管不断更新上面液层、保证传质效率。

蛇管：蛇管置于分离器液相部位，蛇管内通入冷却水，

起冷却循环碱液的作用。

3,碱液过滤器

碱液过滤器的作用在于过滤掉循环碱液中的机械杂质

和石棉绒毛。

碱液过滤器由筒体、滤筒、滤网、法兰等组成，过滤器

中滤筒、滤网的有效通流面积应使其过滤效果好且电解液通

过时阻力尽可能小，根据经验。过滤网选用100-120目的不

锈钢丝或银丝网G

4,气液冷却器

通过气液冷却器可以把氢气（氧气）从90℃冷却到45℃

以下；把循环碱液从90℃冷却到70℃左右；将氢（氧）气

中混合的水蒸汽冷凝，降低气体含湿量。

冷却器可采用蛇管、螺旋板、列管等型式的换热器。蛇

管冷却器的结构简单密封、耐压性能好，一般用于工作压

力较高，热负荷较小的场合。螺旋板换热器结构复杂，造价

高耐压强度较低，但传热效果好。本装置的气液冷却器选用

蛇管冷却器。

5,气水分离器（Gaswatersepareter）

气水分离器由筒体、封头、气体进出口管、流体回流管

构成。经气体冷却器冷却后的氢（氧）气夹带着泠凝滴进入

气水分离器。蛇管冷却器，因气速降低，液滴靠重力沉降与

气体分离，经回液管流入分离器液相底部，气体经上出口进

入捕滴器。

，行中应注意严禁分离器内碱液沿回液管上升至气运

转分离器中，严禁分离器中的回液管口高出液相，造成气流

短路，沿回液管上升至气水分离器中。

为此，运行中维持氢氧压差正常稳定；保持氢氧分离器

液位处于正常状态，不能低于回液管口；防止筛板及上部气

路堵塞。

6.捕滴器

捕滴器用于分离氢（氧）气中夹带的直径为0.3-0.5口或

5u以上微液滴。捕滴器的原理是一定直径的圆筒内装填一

定规格和数量的不锈钢网。当进入捕滴器的气体流速控制在

一定范围内时，气体中夹带的液滴撞到丝网并附在其上，当

水滴聚集到一定程度，在液滴重力作用下沿丝网向下流不凝

聚，又不断下流达到气液分离的目的。

7.阻火器

阻火■装在氢气贮罐放空管道上和制氢机氢气放空

管道上或其它部位氢气管道上。，来防止外部火焰窜入贮

罐、制氢系统或阻止火焰在制氢系统与其它系统设备上蔓

延，保证制氢设备及系统的安全运行和正常供气。

阻火器有金属丝网阻火器，波纹金属阻火器，砾石阻火

器等形式。阻火、灭火机理是当火焰通过狭小空隙时，由，

热损失突然■使燃烧继续不下去而熄灭。制氢装置上常

装有金属丝网阻火器和砾石阻火器•

8•碱液循环泵

制氢间属于有可能产生爆炸性混合气体的场合，所以必

须选用的爆型的屏蔽电泵;泉的性能指标决定于装置的性

能。不同型号的水电解装置根据有关的参数选用不同规格型

号的屏蔽电泵。本装置选用32CPB-16型屏蔽电泵。

碱液循环泵使循环碱液获得一定的扬程以克服循环通

道上的阻力，得到一定的碱循环量，以满足制氢机的正常运

行要求。

碱液循环泵电动机的定子内圆和转子外圆各有一个非

磁性的不锈钢屏蔽套保护，严防液体的侵入和腐蚀；轴承的

润滑靠输送的一部分液体；电机的冷却通过定子外表面覆盖

的一层夹水套通入冷却水来完成；设有防爆接线盒；泵叶轮

直接装在电动机轴上，泵壳用螺栓固定于电机法兰上，构成

一个密封的整体。

9,柱塞泵

柱塞泵的作用是输送电解纯水到氢分离器筛板上，补充

电解碱液至循环碱液中、供屏蔽电泵开车时灌液，驱除气体。

柱塞泵是由蜗轮一一蜗杆传动机构，泵缸头、托架、配

轴器及电机等主要零部件组成。电动机通过蜗轮带动曲轴，

经过连杆，十字头使柱塞作往复运动。吸与排出泵阀为双层

密封球阀，材料为9518不锈钢。柱塞密封采用方型YAB9030

石棉浸油四氟填料，密封可.靠，寿命长。

系统选用的JZ200/40柱塞泵额定流量200升/小时，出

口压力0-40kgf/cm2,吸入压力：-O.l-Okgf/crR滑油最高温

度：〈60℃（润滑油为20号或30号机油）。

10.氢气干燥装置

本设备由干燥器框架和控制箱两部分组成，主要包括气

体吸附器（2只）、冷凝分离器、排污器、气动二位四通阀、可

编程序控制器、气体压力、温度测调仪表等。氢气干燥装置

的型号为（QG32/10—HA型）。

原料氢气进入吸附器A进行再生，吹冷，再进入冷凝分

离器E,到吸附器B进行吸附、此时产品氢气含湿量已降到

0.094g/m3以下，经压力调节后送入氢气储罐。

当进行吸附的吸附器饱和需要进行再生时，原料氢气先

进入需再生的吸附器，升温带出饱和的水分，再经冷凝分离

器将水分冷凝分离，随后进入第二只吸附器，经吸附后，将

合格的产品气送入储罐。

氢气干燥器是清除发电机内部冷却用氢气所含水蒸汽

的专用设备。吸附式氢气干燥器对氢气进行干燥处理的原理

是利用固态干燥剂活性铝的吸湿能力，将发电机中冷却用氢

气通过填充高疏松活性氧化铝的吸湿塔而实现的。活性铝的

重要性是其具有的化学惰性，并且无毒，当它吸收水分达到

饱和后，可通过加热来驱除水分，从而恢复吸湿性能。活性

铝具有再生还原的性能，不受重复再生的影响。

干燥器，再生'是由埋置在活性铝中的电加热装置定时对

干燥器加热，使饱和的活性铝中的水分汽化，同时让氢气流

过吸湿层，从而带走加热释放出来的水蒸汽，然后将氢气冷

却，冷凝出的水份将通过分离器和疏水阀将水排出系统。

本设备有两个吸收塔，因此能够对氢气进行不间断的干

燥除湿，当其中一个吸收塔工作在吸湿状态时，而另一个吸

收塔则工作在再生状态。

在预定的工作周期中，先进的工业控制机应用于设备中

控制氢气流向，把氢气流从已饱和的吸湿塔中转移到刚完成

再生过程的吸湿塔中，这个转换过程将已饱和的吸湿塔中置

于再生循环中再生，周而复始，反复循环。这套装置完全自

动化运行。

(四)主要工艺流程

ZHDQ—32/10(5)—W2型,，水电解制氢装置的主要

设备可分为十个系统。

1.氢气系统

由电解槽各电解小室阴极分解出来的氢气随碱液一起，

借助于碱液循环泵的扬程和气体本身的升力，从主极板阴极

侧的出气孔进入氢气管道，再从左右端极板流出并汇合，进

入氢分离洗涤器，在其内与碱液分离，然后从氢分离洗涤器

顶上的氢气管道进入氢气冷却器。在冷却器中将氢气由75~

90C冷却至4（TC左右，再进入气水分离器分离出冷凝水滴，

使含湿量降到4g/Nm3H2以下，最后经气动薄膜调节阀流向

干燥器进一步干燥，使含湿量降至0.1g/Nm3H2以下后从框

架H进入贮罐。

2,氧气系统

由电解槽各电解小室阳极分解出来的氧气随碱液一起，

从主极板阳极侧的出气孔进入氧气管道，再从左右端极板流

出并汇合，进入氧分离器，在其内与碱液分离，然后经气动

薄膜调节阀排空（也可回收使用）。

3.碱液循环系统

为了随时带走电解过程中产生的氢气，氧气和热量，并

向极板区补充蒸储水，必须要求系统内的碱液按一定的速度

和方向进行循环。此外，碱液的循环还可增加电极区域电解

液的搅拌，以减少浓差极化电压，降低碱液中的含气度，从

而降低小室电压，减少能耗。

由于本系统所用的电解槽体积小、管道细，碱液流动阻

力较大且电流密度较高，故要求碱液循环次数能达到每小时

2〜3次以上。所以在本系统中采用循环泵进行强制循环c

碱液在氢分离洗涤器和氧分离器中分离出氢气和氧气

后，在两分离器底部的连通管内汇合，经碱液过滤器除去固

态杂质，再经碱液过滤器冷却进入循环泵，由泵加压后回到

电解槽。在电解槽中，碱液先从液道进到中间极板，再由中

间极板底部的通道，从各主极板的进液孔进入各电解小室，

在各电解小室中进行电解，而后与电解出来的氢气或氧气一

起，分别从各自的出气孔进入氢气道或氧气道，再分别进入

氢分离洗涤器或氧分离器，从而构成完整的碱液循环系统。

4•气体排空系统

制氢装置在每次刚开车运行时，其氢气纯度不可能马上

达到所需标准，所以一般是先将其排空，待纯度达到标准后

再充氢。正常运行时，排空由气动薄膜调节阀后的二通阀完

成。微机检测氢气纯度合格且各项指标符合要求后，给出信

号，二通阀关开始充氢，当故障或紧急情况停车卸压时，微

机又给出信号，二通阀打开，将系统内气体排空。但如情况

紧急时，也可直接打开氢气和氧气系统的直接排空阀排空，

但此时必须密切注意氢、氧分离器中的液位差，严防氢氧压

差过大造成氢氧混合发生事故。

5.补水系统

电解过程中，蒸储水不断消耗，必须及时向系统内补充

蒸储水。补水系统主要包括蒸储水箱和送水泵，水箱中的水

通过送水泵打入氢分离洗涤器从而进入碱液循环系统。在正

常情况下，补水可自动进行，特殊情况下也可手动操作。为

保证系统中的气体和碱液在送水泵停转期间不回流，在送水

管道上装有止回阀。

6.冷却系统

冷却水系统分为四路：

第一路：进入循环泵以冷却屏蔽电机。

第二路：通过气动薄膜调节阀先进入碱液冷却器以冷却

过滤后的循环碱液，从碱液冷却器中出来的冷却水再分成两

路分别进入氢分离洗涤器和氧分离器以冷却分离器中的碱

液。电解过程中的电解槽温度的控制就是通过改变该路冷却

水的大小来实现的。

第三路：进入氢气冷却器冷却电解后的氢气。

第四路：进入整流柜，冷却可控硅整流元件。

7.排污系统

排污系统分为三路

第一路：从氧分离器底部，排出氧气系统冷凝下来的液

体。

第二路：从气体冷却器底部，排出氢气系统冷凝下来的

液体。

第三路：从碱液过滤器底部，排出碱液过滤器中过滤下

来的杂质等污物和残液。

此外，电解槽两端、蒸储水箱、碱液箱底部以及氢氧排

空管底部也都有各自的排污口。

8.贮氢系统

本系统由框架I、干燥器、框架H和氢气贮罐组成，当

电解槽产生的氢气满足充罐要求后，微机自动控制框架I上

自动充氢阀门关闭，氢气由框架I出来，经十燥器十燥后，

经框架H进入氢气贮罐，完成氢气的贮存。

9.充氢系统

本系统由框架II和氢气贮罐组成

当发电机侧压力低于0.8MPa时，框架H上发电机侧压

力开关将压力信号传送到控制柜上的继电器，继电器动作，

控制框架H上自动充氢阀门打开，氢储罐中的氢气通过框架

II开始往发电机补氢。当发电机侧压力达LOMPa时，压力

开关动作，控制柜发出信号，切断自动充氢阀门，系统停止

往发电机补氢。

10.蒸储水箱补水系统

制氢设备运行过程中，水箱液位信号由磁翻转液位计传

送给微机，微机根据水箱液位情况自动控制水箱补水的电磁

阀，实现了水箱补水的自动化。

(五)制氢设备的自动控制系统及其特点

L微机控制的自控系统

(1)调节系统

电解控制：：电解控制的操纵量为整流柜输出电流，参考

量为电流给定，整流电压，氧侧液位，氢侧液位，连锁信号。

在开机过程中，如果不存在连锁信号则从150A开始以自动

最优方式（最快电流）升电流，电流上升将导致液位上升至

给定值或整流电压升至70V后，将会限制电流上升；否则，

整流电流将升至给定值。在正常运行过程中，如果出现连锁

信号，则整流电流立即跳至0A并监视连锁信号，连锁信号

一旦消除则立即以最优方式升电流至给定值。停机过程中，

一旦停机操作被确认，电流立即跳至0A。

压力控制：：压力控制量为氧气出口流量，参考量为压力

给定，氧槽温，氢氧差压。在开机过程中，当氧槽温低于50℃

时，限制系统压力不高于0.8MPa；当氧槽温升至50°。后，

系统压力将升至给定值。升至给定值后，当检测压力高于设

定值时，氧侧调节阀打开，当检测压力低于设定值时，氧侧

调节阀关闭，使系统压力维持在设定值。在停机过程中，当

氧槽温高于50℃时，按程度规定分段降压。同时检测氧槽温,

当槽温高于50℃时，系统压力维持在0.8MPa,直到槽温低

于50C时，系统压力将逐渐降为零。当氢氧差压超限后（异

常情况），系统自动转换到降压处理，以使系统压力脱离不

安全压力（0.8MPa）,便于维护人员进行检查维修。即：氧

侧压力变送器一输入安全栅一测量压力与系统压力比较一

调节氧侧调节阀从而达到控制系统压力。

液位控制：液位控制的操纵量为氢气出口流量，参考量

为氢侧液位，氧侧液位。以氧侧液位为基准。当氢侧液位高

于氧侧液位时关闭氢侧调节阀，当氢侧液位低于氧侧液位时

打开氢侧调节阀，从而达到控制氢氧液位平衡的目的。系统

液位在±20mm。其控制过程为：

氢氧侧液位变送器一氧液位与氢液位比较一调节氢侧

调节阀一从而达到控制

温度控制：：温度控制的操纵量为冷却水流量，参考量为

碱液温度。其目的是控制电解槽的槽温在规定的范围内。当

碱温高于其设定值时打开冷却水调节阀，当碱温低于其设定

值时关闭冷却水调节阀，直接控制碱温从而达到控制电解槽

温度的目的。即：碱液循环泵出口温度一测量温度与设定温

度一调节冷却水调节阀一从而达到控制电解槽的工作温度

在90℃以下。

(2)检测系统

氢槽温、氧槽温、氢气温度都是由销电阻作为传感器，

计算机显示。氢液位、氧液位由变送器作为传感器，计算机

显7no

总气源、冷却水、储罐压力用就地压力表来测量。氢管

压、氧槽压由就地压力表来显示压力，变送器作为传感器输

出4〜20mA信号给计算机，微机既能显示压力又可能进行

调节或控制。

氢气中氧气含量用氧分析仪测量，仪表显示纯度；当氧

气含量越上限时报警。氧气中氢气含量用氢分析仪测量，仪

表显示纯度，当氢气含量越上限时报警。同时仪表都能输出

4〜20mA信号给计算机，微机既能显示纯度值又可能进行相

应控制。

电解间，十燥间漏氢量检测用固定式氢气检漏报警仪，

仪表显示氢气含量，当氢气含量越上限时报警，报警时输出

开关信号给微机，微机对整流柜实行控制。

(3)信号报警及连锁系统

信号报警和连锁系统有冷却水越下限；气源压力越下

限；槽压越上限；氧槽温越上限，氢槽温越上限；碱液循环

量越下限；槽压到设定值时，氢、氧气纯度越上限，当参数

越限时微机发出报警信号由峰鸣器报警，同时完成连锁功能

停整流柜使系统自动泄压。报警信号水箱液位越上、下限；

氢管压越上限；氢氧液位越上下限；整流柜自身故障报警；

框架1阀位报警，一旦系统有故障，在按确认按钮时，可以

查看报警一栏，报警一栏中记录近20条报警记录，从上而

下，自远而近，便于操作人员查看。

(4)控制

框架I两通阀控制：1)系统运行中下列条件其任意一

条件出现，框架I两通阀打开，排空氢气以便系统安全运行:

整流柜自身故障；冷却水越下限；气源压力越下限；槽压越

下限；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。2）当框架I氢气纯

度299.5%时，槽压与氢气管压差大于其设定值且槽压达到

50℃以上的设定值，整流柜正常运行，系统关闭框架I两通

阀开始充罐。

补水控制：补水控制的操纵量为补水泵的开或停，参考

量是氧液位。补水泵的控制分手动和自动两种，自动和手动

实现通过转换开关，自动控制当氧液位低于补水设定值时打

开补水泵进行补水；当氧液位高于补水上限时关闭补水泵，

手动控制根据实际液位；当液位低时，手操按钮打开补水泵;

当液位高时，手操按钮关闭补水泵，整流柜发生连锁故障停

掉的同时自动停掉送水泵，否则液位过高，下次开机升流速

度减慢。

原料水控制：电解所需的除盐水来自水箱，在水箱入口

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，水箱上

液位计能输出4〜20mA电流信号，当水箱液位低于设定下

下限时停整流柜。

循环泵控制：循环泵的控制分自动和手动两种控制方

式，自动和手动通过微机转换实现。在自动状态下，微机开

机时自动打开循环泵。冷却水越下限除停整流柜外，循环泵

运行5分钟停泵，防止循环泵损坏。

2.控制系统的特点和功能

(1)自动化程度高

开机自动化：在做好开机前准备后，打开微机电源，系统

进入开机状态，操作整流柜以最优值给出电流值，并自动控

制系统的各项参数达到最佳值并趋于稳定，运行人员可以在

线十预，也可以不十预。

运行自动化：屏幕上将显示整个系统的框架结构并动态

显示各点参数，各种运行参数，报警参数，连锁参数等均无

须人工干预，但必要时也可在线修改。三个调节阀在必要时

也可由软手动或硬手动强制调节。

自动记录：可以定时或不定时地记录运行参数，并可以

记录报警和连锁情况，同时记录报警时间，日期，由打印机

输出。另外在远方控制微机上，可自动记录31天的历史数

据，用户可以按天查询，也可以局域放大，便于事故分析。

自动充罐：当氢气纯度，99.5%,槽压与氢管压之差大

于其设定值，而且槽压达到其50度以上的设定值时，而且

在整流柜正常运行时即系统正常时，自动关闭框架I两通

阀，开始充氢，否则，当上述条件不满足时自动打开框架I

两通阀排空。

自动充氢：框架n充罐压力控制在0.8MPa〜LOMPa之

间，当发电机压力降为0.8MPa时'框架H两通阀自动打开。

当发电机压力升到LOMPa时，框架H两通阀自动关闭。

(2)可靠性强

冗余设计：特殊参数的监控采用各自独立的硬件回路，

关系到系统安全运行的回路采用100%冗余，以槽压为例：

回路一：压力变送器一采集卡一工控机一报警连锁装置

回路二：电接点压力表一报警连锁装置

两套报警连锁装置并行工作，保障