超臨界350MW機組制氫系統(tǒng)調(diào)試

韓宗權(quán)

（華能長春熱電廠，吉林 長春 130000）

1 目的

為了檢查機組氫系統(tǒng)設(shè)備的運行情況，檢驗系統(tǒng)的性能，發(fā)現(xiàn)并消除可能存在的缺陷，從而使制氫系統(tǒng)能夠安全、可靠地投入運行。希望該方案能為制氫系統(tǒng)的再次調(diào)試工作提供一些經(jīng)驗。

2 技術(shù)條件

2.1 原料水條件

原料水品質(zhì)：除鹽水(未加氨)電導(dǎo)率10μS/cm，含鹽量 5mg/l，原料水水溫：25℃，原料水壓力：0.35MPa。

2.2 冷卻水條件

冷卻水品質(zhì)：除鹽水，冷卻水水溫：≤35℃，冷卻水壓力：0.15-0.35MPa

2.3 冷卻水系統(tǒng)方式：除鹽水閉式循環(huán)冷卻

2.4 除鹽水閉式循環(huán)冷卻裝置的冷卻水采用廠區(qū)工業(yè)水，工業(yè)水水溫為≤33℃；壓力：0.5-0.7MPa。

2.5 電解液種類：KOH濃度30%。

3 調(diào)試前應(yīng)具備的條件

3.1 制氫系統(tǒng)的設(shè)備、管道、閥門、罐體等設(shè)備已按設(shè)計安裝完畢；系統(tǒng)氫、氧管道除銹（無油、除濕壓縮空氣吹掃）、除脂（使用四氯化碳）、沖洗、水壓試驗均合格；各類閥門操作靈活，氣密性試驗合格。

3.2 系統(tǒng)各種儀表應(yīng)安裝完畢，可以投入運行。

3.3 動力電源、控制電源及照明用電源均已施工結(jié)束，可安全投入使用。

3.4 壓縮空氣氣源、除鹽水源可以連續(xù)穩(wěn)定可靠供給。

3.5 熱控系統(tǒng)設(shè)備、纜線應(yīng)安裝完畢，接線檢查、信號校驗完畢。

3.6 所有監(jiān)測儀表和分析儀表已校驗完畢。

3.7 所有設(shè)備的單體試轉(zhuǎn)已經(jīng)結(jié)束，具備試運條件。

3.8 堿液循環(huán)系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)反復(fù)沖洗直至水質(zhì)清澈無雜物。

4 調(diào)試范圍

4.1 參與制氫系統(tǒng)設(shè)備、氣路管道、氫貯罐的水壓、氣體嚴密性試驗

4.2 參與氫貯罐安全閥的壓力整定

4.3 參與制氫系統(tǒng)設(shè)備、氣體管道、氫貯罐的氣體置換充入

4.4 制氫電解液設(shè)備的啟動調(diào)試

4.5 制氫設(shè)備的啟動調(diào)試

4.6 氫氣的制取、儲存和輸送

4.7 參加制氫系統(tǒng)設(shè)備與輔助系統(tǒng)的檢查、試運工作

4.8 參加制氫電氣控制系統(tǒng)及儀表檢驗的啟動調(diào)試工作

5 調(diào)試內(nèi)容

5.1 制氫系統(tǒng)設(shè)備氣路管道、氫貯罐的水壓、氣壓嚴密性試驗：

a.儲氣罐體、制氫裝置設(shè)備做4.00MPa的水壓試驗，以檢驗管線焊接、閥門等的質(zhì)量。

制氫系統(tǒng)設(shè)備氣路管道、氫貯罐受到結(jié)構(gòu)性影響（與本體焊接、受到撞擊等情況）時，試驗壓力為：4.80MPa的水壓試驗，保持時間為：10min。

b.制氫系統(tǒng)設(shè)備氣路管道、氫貯罐的氣密性試驗壓力為：3.36MPa。并在3.2MPa保持時間為12小時，允許的壓降為：0.002MPa/h，泄漏量平均每小時不超過0.5%。。在試驗期間用肥皂水檢查所有接頭及法蘭和焊口。試驗氣體低壓時充入壓縮空氣，升壓時使用氮氣。氣密性試驗計算公式如下：

設(shè)開始絕對壓力為P1絕對溫度為T1，t時間后絕對壓力為P2，絕對溫度為T2，則泄漏量計算公式為：

△G=[1-P2×T1/（P1×T2）]×100%

5.2 氫貯罐安全閥的壓力整定:氫貯罐安全閥的壓力的設(shè)定值為：3.1～3.15MPa。動作靈活，回座后仍能符合氣密性試驗要求。

5.3 制氫系統(tǒng)設(shè)備氣路管道、氫貯罐、主廠房送氫管路充灌惰性氣體（氮氣），制氫系統(tǒng)設(shè)備氣路管道的充氮置換、氫貯罐的充水置換；主廠房送氫管路的充氮或二氧化碳置換均已合格。

5.4 制氫電解液設(shè)備的啟動調(diào)試內(nèi)容包括：堿液箱檢查、堿液循環(huán)泵試運、除鹽水冷卻水泵、堿液配置除鹽水水質(zhì)分析、氫氧化鉀（優(yōu)級純）質(zhì)量、數(shù)量的檢查及電解液的配制。

5.5 除鹽水冷卻裝置啟動調(diào)試

a.冷卻水的啟動并調(diào)整流量；

b.除鹽水冷卻裝置的性能考核并檢查冷卻效果。

5.6 制氫設(shè)備的啟動調(diào)試；

5.6.1 除鹽電解液的注入；

5.6.2 除鹽水冷卻水裝置的投入；

5.6.3 堿液循環(huán)泵的投入

5.6.4 自控系統(tǒng)的調(diào)試與整定：自控氣源的凈化與整定；槽壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)試與整定；差壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)試；氧液位調(diào)節(jié)器的調(diào)試；槽溫的控制及調(diào)整；信號報警及連鎖系統(tǒng)的調(diào)試。

5.6.5 分析儀表的投入

5.6.6 制氫設(shè)備電解槽的檢查及熱緊復(fù)原

5.6.7 干燥系統(tǒng)的調(diào)試及投入

5.6.8 制氫系統(tǒng)設(shè)備的投運；工作壓力：0.4 3.2MPa

5.6.9 運行及測試要求：運行人員必須熟悉系統(tǒng),熟悉操作規(guī)程和安全規(guī)程,首次啟動投運后,必須嚴格按電廠操作規(guī)程進行啟動和停運試運期間,運行人員不得擅自改動自控調(diào)節(jié)系統(tǒng)定值,以免引起調(diào)節(jié)系統(tǒng)波動過大而故障停機手動閥門的操作應(yīng)慢開慢關(guān),不得操作過猛；干燥系統(tǒng)溫度定值不得擅自改動,以免出現(xiàn)危險試運中運行人員應(yīng)定期對系統(tǒng)進行巡回檢查,發(fā)現(xiàn)問題及時處理；運行中應(yīng)定期進行抄表,間隔時間為1小時；用氣體分析儀對氫氣純度進行檢測；有條件時分析干燥器出口氫氣含水量。

5.6.10氫氣質(zhì)量標準

氫氣純度≥99.9%；氫氣濕度＜4g/Nm3露點：≤－50℃

6 結(jié)論

氫系統(tǒng)能夠安全、可靠地投入運行此方案經(jīng)過華能長春熱電廠制氫系統(tǒng)調(diào)試應(yīng)用，安全平穩(wěn)、快捷、高效的完成了制氫工作，使制出的氫氣濃度達到99.8%。實踐證明，該方案是可行的。

[1]萬邦林，劉玉槐.制氫系統(tǒng)安全運行若干問題的探討[J].寧夏電力，2007-10-28.