提高制氢系统稳定运行的几点措施

李思颂，高 骞

（陕西北元化工集团股份有限公司化工分公司，陕西 榆林719319）

1 制氢整流柜远控/本控控制回路改造

陕西北元化工集团股份有限公司共有由天津大陆制氢提供的3台型号为FDQ-400/2.5-Ⅳ的制氢系统，当设备初始启动时，为了避免由于液位较低导致控制系统自动启动加水泵给系统加水，设置了加水启动压力。当设备启动后，随着水电解的进行，使系统产气量增加，氢、氧液位会逐渐上升，最后达到一个稳定的液位。如果在设备启动时就开始给系统加水，就有可能造成氢、氧液位随着产气量的增加而有可能上升至联锁值，发生联锁反应，切断整流柜电源，使设备无法正常运行。当出现开车时氢、氧液位比较高的情况时，可手动操作整流柜使之输出较小的电解电流，设备在此电流下运行一段时间后，系统内的水被消耗一部分，使氢、氧液位降低至正常值，此时可加大电流，使设备继续运行。所以在开车时先将转换开关打至本控+稳压运行，当槽温达到一定值时将转化开关打至远控+稳流的运行模式。在远控运行时整流柜上的本控也能操作，远控位置没有有效隔离本控，可能产生误操作损坏转换开关导致整流柜停车。原设计原理图见图1。

改造原理是将远控继电器的一个常闭触点串联在本控回路中，这样在远控运行时，常闭触点断开，本控回路失电就避免了本控和远控同时可以操作的局面，防止人员的误操作，改造原理图见图2。

2 在远控运行时增加远控+稳流调节

设备在正常运行时需要整流柜提供一个稳定的直流电流，并且这个直流电流可按要求在线修改，所以将转换开关打至远控位置，需要稳定的电流就需要切换至稳流，由于操作按钮在现场整流柜上，在后台电脑上无稳流及稳压的指示，岗位人员经常在开车时出现远控操作在稳压的情况。这就使得整流柜直流电流上下波动2000 A 左右，给系统带来了不安全因素。为了避免这一现象，在稳压回路中增加远控的常闭触点，见图3。当在远控位置时稳压回路断开；会出现两种情况：（1）当旋转开关在稳压位置时远控提电流无反应。（2）当旋转开关在稳流的位置时可以调节电流。这样就可以实现在远控时对稳流的配对，保证系统的稳定运行。

图1 原设计原理图

图2 改造原理图（a）

3 直流电流波动的治理

该公司的制氢系统为天津大陆制氢提供的3台型号为FDQ-400/2.5-Ⅳ的制氢系统，在应用中经常会出现电流波动的情况，电流波动2 kA 左右。低压侧电流波动的同时，低压侧电压及高压侧电流及工艺指标全部都在变化，说明直流电流波动是真实存在，不是通讯及其他问题。在检查整流柜电流波动时发现整流柜的振动较大，安装在整流柜内移相板及远控板也随着振动。在调节板上有6 个小旋钮，其作用为：W—误差放大器增益调节（顺时针调节提高增益，逆时针减小），作用为提高增益，设备的稳压或稳流精度提高。可与电压或电流反馈配合调节，但是如增益过高或反馈过深易使系统振荡（现象为输出直流电抖动）。W1—电压反馈量调节（顺时针调节增加反馈，逆时针减小）；作用为增加反馈量设备的稳压精度提高；W2—限压值调节 （顺时针调节限压整定值低，反之则高）；W3—电流反馈量调节（顺时针调节增加反馈，逆时针减小）；作用为增加反馈量设备的稳流精度提高；W4—过流保护值调节 （顺时针调节过流整定值低，反之则高）；W5—限流值调节（顺时针调节限流整定值低，反之则高）；作用为设备工作在稳压状态时，如需限定输出电流值（往往用于防止设备起始冲击电流而造成过流保护动作，使设备无法起动的场合），则可适当整定，如无此需要应将其逆时针旋至最小。在移相板上有4 个旋钮，其作用：ω3为A 相移相调节，ω2为B 相移相调节，ω1为C 相移相调节。通常，用示波器观察设备的直流输出波形，应调节该3 个元件使波形对称（或称波头调齐）。ω4为总偏移调节，其作用为顺时针调节使三相移相同时增大，反之则同时减小，在本控调节时用的是滑动变阻器。在制氢系统正常运行时整流柜振动导致柜内的各调节旋钮随振动变化，随着各参数的变化，一段时间后柜内移相板及调节板等就会损坏，导致直流电流波动较大，影响系统的稳定运行。为了解决这一问题，将整流柜内的控制箱移至整流柜外，安装在墙壁上与整流柜分离，这样就不会出现由于振动导致的调节旋钮偏移导致电流波动的情况，为系统的稳定带来了保障。

图3 改造原理图