超临界350MW机组制氢系统调试

韩宗权

（华能长春热电厂，吉林 长春 130000）

1 目的

为了检查机组氢系统设备的运行情况，检验系统的性能，发现并消除可能存在的缺陷，从而使制氢系统能够安全、可靠地投入运行。希望该方案能为制氢系统的再次调试工作提供一些经验。

2 技术条件

2.1 原料水条件

原料水品质：除盐水(未加氨)电导率10μS/cm，含盐量 5mg/l，原料水水温：25℃，原料水压力：0.35MPa。

2.2 冷却水条件

冷却水品质：除盐水，冷却水水温：≤35℃，冷却水压力：0.15-0.35MPa

2.3 冷却水系统方式：除盐水闭式循环冷却

2.4 除盐水闭式循环冷却装置的冷却水采用厂区工业水，工业水水温为≤33℃；压力：0.5-0.7MPa。

2.5 电解液种类：KOH浓度30%。

3 调试前应具备的条件

3.1 制氢系统的设备、管道、阀门、罐体等设备已按设计安装完毕；系统氢、氧管道除锈（无油、除湿压缩空气吹扫）、除脂（使用四氯化碳）、冲洗、水压试验均合格；各类阀门操作灵活，气密性试验合格。

3.2 系统各种仪表应安装完毕，可以投入运行。

3.3 动力电源、控制电源及照明用电源均已施工结束，可安全投入使用。

3.4 压缩空气气源、除盐水源可以连续稳定可靠供给。

3.5 热控系统设备、缆线应安装完毕，接线检查、信号校验完毕。

3.6 所有监测仪表和分析仪表已校验完毕。

3.7 所有设备的单体试转已经结束，具备试运条件。

3.8 碱液循环系统、冷却水系统反复冲洗直至水质清澈无杂物。

4 调试范围

4.1 参与制氢系统设备、气路管道、氢贮罐的水压、气体严密性试验

4.2 参与氢贮罐安全阀的压力整定

4.3 参与制氢系统设备、气体管道、氢贮罐的气体置换充入

4.4 制氢电解液设备的启动调试

4.5 制氢设备的启动调试

4.6 氢气的制取、储存和输送

4.7 参加制氢系统设备与辅助系统的检查、试运工作

4.8 参加制氢电气控制系统及仪表检验的启动调试工作

5 调试内容

5.1 制氢系统设备气路管道、氢贮罐的水压、气压严密性试验：

a.储气罐体、制氢装置设备做4.00MPa的水压试验，以检验管线焊接、阀门等的质量。

制氢系统设备气路管道、氢贮罐受到结构性影响（与本体焊接、受到撞击等情况）时，试验压力为：4.80MPa的水压试验，保持时间为：10min。

b.制氢系统设备气路管道、氢贮罐的气密性试验压力为：3.36MPa。并在3.2MPa保持时间为12小时，允许的压降为：0.002MPa/h，泄漏量平均每小时不超过0.5%。。在试验期间用肥皂水检查所有接头及法兰和焊口。试验气体低压时充入压缩空气，升压时使用氮气。气密性试验计算公式如下：

设开始绝对压力为P1绝对温度为T1，t时间后绝对压力为P2，绝对温度为T2，则泄漏量计算公式为：

△G=[1-P2×T1/（P1×T2）]×100%

5.2 氢贮罐安全阀的压力整定:氢贮罐安全阀的压力的设定值为：3.1～3.15MPa。动作灵活，回座后仍能符合气密性试验要求。

5.3 制氢系统设备气路管道、氢贮罐、主厂房送氢管路充灌惰性气体（氮气），制氢系统设备气路管道的充氮置换、氢贮罐的充水置换；主厂房送氢管路的充氮或二氧化碳置换均已合格。

5.4 制氢电解液设备的启动调试内容包括：碱液箱检查、碱液循环泵试运、除盐水冷却水泵、碱液配置除盐水水质分析、氢氧化钾（优级纯）质量、数量的检查及电解液的配制。

5.5 除盐水冷却装置启动调试

a.冷却水的启动并调整流量；

b.除盐水冷却装置的性能考核并检查冷却效果。

5.6 制氢设备的启动调试；

5.6.1 除盐电解液的注入；

5.6.2 除盐水冷却水装置的投入；

5.6.3 碱液循环泵的投入

5.6.4 自控系统的调试与整定：自控气源的净化与整定；槽压调节系统的调试与整定；差压调节系统的调试；氧液位调节器的调试；槽温的控制及调整；信号报警及连锁系统的调试。

5.6.5 分析仪表的投入

5.6.6 制氢设备电解槽的检查及热紧复原

5.6.7 干燥系统的调试及投入

5.6.8 制氢系统设备的投运；工作压力：0.4 3.2MPa

5.6.9 运行及测试要求：运行人员必须熟悉系统,熟悉操作规程和安全规程,首次启动投运后,必须严格按电厂操作规程进行启动和停运试运期间,运行人员不得擅自改动自控调节系统定值,以免引起调节系统波动过大而故障停机手动阀门的操作应慢开慢关,不得操作过猛；干燥系统温度定值不得擅自改动,以免出现危险试运中运行人员应定期对系统进行巡回检查,发现问题及时处理；运行中应定期进行抄表,间隔时间为1小时；用气体分析仪对氢气纯度进行检测；有条件时分析干燥器出口氢气含水量。

5.6.10氢气质量标准

氢气纯度≥99.9%；氢气湿度＜4g/Nm3露点：≤－50℃

6 结论

氢系统能够安全、可靠地投入运行此方案经过华能长春热电厂制氢系统调试应用，安全平稳、快捷、高效的完成了制氢工作，使制出的氢气浓度达到99.8%。实践证明，该方案是可行的。

[1]万邦林，刘玉槐.制氢系统安全运行若干问题的探讨[J].宁夏电力，2007-10-28.