2 编制依据
3 调试前应具备的条件
4 调试范围、项目和程序
5 调试质量的检验标准
6 调试项目的记录内容
7 安全注意事项及防止事故措施
8 组织与分工
1 设备系统概述
辽宁调兵山煤矸石电厂新建工程安装两台300MW循环流化床机组,发电机为水氢、氢冷却方式。安装两套由河北电力设备厂生产的中压电解水制氢装置。该套用于发电机氢冷的制氢 设备,设计为全自动操作,设备的正常制氢量为5Nm3/h,最大产氢量为 6Nm3/h,可以提供压力为≦的氢气。 本系统由制氢处理器单元(框架I)、供氢单元(框架II)、加水配碱单元(框架III)、氢贮罐单元、压缩空气贮罐单元、除盐水闭式循环冷却单元、整流柜、控制柜、漏氢监测及报警装置、一套完整的仪表装置及微机控制系统等组成。在运行温度85℃±5℃时,制氢系统设计出力为不小于5Nm3/h,氢气露点温度低于-50℃,制氢系统的工作压力应为( ~ )MPa。
水电解制氢系统的运行采用微机进行控制。保证各设备及系统在启停、运行及事故情况下的工艺参数显示,保证系统各设备的正常启停、安全运行及事故报警功能,实现系统及各设备自动控制和连锁功能,并能够提供故障报警信号及标准通讯接口给其它控制室。水电解制氢系统应为全自动和无人操作的。
电解制氢系统的产品氢、氧应达到如下品质指标:
氢气纯度:≥%(分别在最大、标准、25%负荷时) 温度:≤40℃
湿度:露点≤-50℃。
氧气纯度:≥%
电解制氢系统中的碱液循环次数为每小时2~3次以上。碱液流速为到 ~ 0.9m3/hr,每产生1Nm3氢气除盐水的消耗量:0.001 m3,每产生1Nm3氢气所消耗的电量: kWh/Nm3H2 。
制氢装置控制方式采用车间PLC集中控制,每套制氢装置设有单独的动力柜、整流柜、配电柜和控制柜。制氢装置PLC与全厂辅助车间集中监控网络相连,最终可在集控室的辅助车间操作员站完成制氢装置的监视和控制,就地实现无人值班。
制氢装置具有手控和自控两种功能,并具有完备的自身安全保护措施。在自控状态下,可以实现自动运行,实现自动充罐;系统和水箱自动补水;自动向发电机补氢;自动切换A、B干燥器的再生及工作状态;电解槽压力、温度、氢气和氧气分离器的差压自动调节。在线检测氢中氧、氧中氢纯度、氢气含湿量。
具有完善的联锁报警功能,与系统安全运行有关的参数均设置报警和联锁,以保障系统安全运行,相应的调节上、下限,报警上、下限,联锁上、下限均可根据用户的需要进行在线调整。一旦系统发生超限联锁,如:出现电解槽温度升高、压力超值、碱液流量低、冷却水中断、气源压力低,电解电源缺冷却水、过电流、快熔断等异常现象时,则系统整流柜停机,且分阶段对系统进行安全降压,如果中途故障消除,则系统又会自动投入正常运行。
电解间设4个氢气检漏报警探头。当室内氢气浓度超过%(体积比)时,自动控制和电气联锁将制氢装置切断和强制换气。电解间内控制仪表、部件和电气设备选用防爆、防腐性能的仪表和电器设备;对跟氧气接触的仪表采取禁油措施。
2 编制依据
《火力发电厂基本建设工程启动及竣工验收规程(1996年版)》电力部电建[1996]159号
《火电工程启动调试工作规定》电力部建设协调司建质[1996]40号
《火电工程调整试运质量检验及评定标准》电力部建设协调司建质[1996]111号
、《电力建设施工及验收技术规范》DL/(电厂化学4)
《电力建设安全工作规程(火力发电厂部分)》
《火力发电厂化学设计技术规程》 DL/T 5068-2006
《东北电力科学研究院质量管理标准》
制造厂图纸,质量保证书,安装和使用说明书、设计和调试有关文件及会议纪要等
设计院提供的工程图纸、设计说明书等技术资料。
办理安装交调试正式手续。
3 调试前应具备的条件
制氢站内地面沟道施工完毕,排水畅通,沟内无杂物,沟盖板齐全平整,站内上、下水、采暖、通风、照明及各种设施,应按施工要求安装完毕。
制氢室内防爆装置器材完整无缺。
制氢室内外,调试期间,应挂有禁止明火和禁止吸烟警告牌距制氢站25m内不得有动火作业。
所有管道设备,应按《电力工业技术管理法规》规定的颜涂漆完毕,设备阀门标志明显。
制氢设备及系统安装工作全部结束,各部安装记录完整齐全。
制氢设备及系统的电气控制柜,整流操作盘电气热工自控装置控制仪表,化学分析仪表应按施工技术安装,校正完毕指示正确,操作准确灵敏,能随时投入使用。安装校正记录完整。
转动机械应经分部试运合格
电解槽应按安装技术规定,进行检查、组装,安装完后,并经检查合格。
制氢室内应清洁,电解槽及其它设备上清洁无杂物。
电解槽绝缘良好,电解槽底角的绝缘垫及基础附近应处于干燥状态。
完成气密性及严密性试验。
3.11.1 安装后的制氢设备进行工作压力倍的气密性试验,检验泄漏情况并处理好漏点。
3.11.2 对整个制氢设备及系统进行工作压力倍的水压性试验。
3.11.3 做槽压报警防爆电接点压力表,压力试验和氢气管道压力报警防爆电接点压力表,压力试验。
3.11.4 压缩空气系统吹扫干净,并做气密性及严密性试验
3.11.5 除盐水、冷却水、蒸汽管道应铺设完毕进行冲洗后做气密性及严密性试验,并能投入使用。
除盐水、冷却水充足能满足制氢设备的供水要求。
压缩空气能满足制氢设备的连续供气要求。
制氢设备及系统所需的置换气体及药品的质量应符合技术规定质量标准,其数量应满足启动调试运行需要。
生产准备就绪,人员上岗后能连续值班。
应具备分析气体的条件(包括仪器和人员)。
4 调试范围、项目和程序
应备有99%以上精氮气10瓶,氢氧化钾180kg,五氧化二钒2.0kg,气体纯度经化验合格后方可使用(碱液用化学分析纯KOH配制)。
应备齐制氢所需测试仪器及分析药品。
对制氢设备及系统安装应符合施工技术规定及验收标准。并复查安装记录。
准备充氮气用的减压装置及连接配件。
电解液的配制
4.5.1 碱液箱清洗后进行试车电解液配制,试车结束后,再进行正式运行时用的电解液的配制。
4.5.2 配制碱液的质量标准:纯度>95%,氯化钠≯%,碳酸盐≯2%。
4.5.3 配制电解液的除盐水质量标准:铁含量≯1mg/l,氯离子≯6mg/l,电阻>200K omhs-cm。
4.5.4 试车电解液的配制:向碱液箱内注水至液位距箱顶(100-150)mm,启动碱液循环泵使箱内水打循环,将化学纯或分析纯的氢氧化钾慢慢加入碱箱内,边循环,边加入直至全溶解所配浓度为10%(30℃比重的氢氧化钾溶液180kg左右(所加入化学纯或分析纯的KOH,17kg)。
4.5.5 配制正式运行时用电解液的药品浓度为26%,(30℃比重配制方法如向KOH溶液中加入%五氧化二钒至全部溶解。
氢气贮罐充水
向氢气贮罐充水(澄清水或除盐水)至氢氧贮罐出水口流水时表示罐内水已充满,关闭进出口阀门待启动时充气置换。
制氢设备试启动
4.7.1 用10%NaOH溶液试车48小时,开停操作同正常操作程序同样进行。
4.7.2 操作控制条件:系统压力,槽体工作温度65℃。
4.7.3 试车完毕将碱液打出,或通过槽、过滤器、排污口放掉,用纯水清洗槽体2次。
4.7.4 试车后清理完毕将配制好的26%浓度KOH电解液打入槽内至分离器液位计最低液位,即可投入调试运转。
4.7.5 启动补水泵将除盐水箱的除盐水打入分离器,除盐水液位升至氢、氧分离器液位计中部。
制氢设备启动操作程序
4.8.1 将联锁切换开关放在"联锁消除位置"。
4.8.2 将氧气分离器液位调节切换开关的手柄放在"手动"位置。
4.8.3 接通控制柜总电源及仪表电源
4.8.4 接通控制柜及框架上气源。
4.8.5 将槽温、槽压,压差记录调节仪置于"自动"状态,并调好给定值。
4.8.6 制氢设备充氮,用氮气瓶与碱液过滤器充氮气入口接通,对制氢设备充氮,充氮压力,分析系统出口氮气纯度≮98%,充氮结束。
4.8.7 阀门处于启动状态。打开整流柜冷却水(除盐水)门并调节其压力。开屏蔽泵冷却水门通入冷却水。关闭屏蔽泵出口门,所送电解液及其输送液体将屏蔽泵灌满。
4.8.8 启动屏蔽泵调节出口门使其流量达11L/h。
4.8.9 将整流器调节输出的电位器旋钮反时针转至0位,将选择开关打到稳流挡然后合上整流器的主回路开关。缓缓地按顺时针方向转动自动调节的电位器旋钮,使输出电压,输出电流达到额定值。此时控制液位高度维持正常,并且氢、氧分离器液位差在150mm以内。
4.8.10 槽温上升至50℃以后,将压力记录调节仪给定值调到。
4.8.11 将氧槽液位调节切换开关置于"自动"位置。
4.8.12 将联锁切换开关置于"超限联锁"位置。
4.8.13 当操作压力,槽温均达到额定值后,如调节系统波动较大时,重新调整各调节仪的比例积分时间。
4.8.14 启动后40min可进行氢、氧气体纯度分析,打开氢、氧仪表门,将氢、氧气体分别通入氢中氧、氧中氢分析仪中调节气量。然后接通电源进行气体纯度分析,氢气纯度>%,氧气纯度>%,关气体排空门,打开框架二上的充气门向氢气贮罐送气,将贮罐中的水排出充气,直至罐中的水排尽为止。当第一个贮罐的压力升到时关进气阀,用同样的方法向第二、三贮罐充氢气。
4.8.15 在上述工作同时进行氢气贮罐至发电机氢气冷却系统充氮气压力()MPa,测发电机出口排氮气纯度>98%充氮结束。
4.8.16 由框架Ⅱ向发电机送氢气至出口排气,氢气纯度>%,置换结束关出口排气门。
4.8.17 制氢设备的停止运行。当需要制氢系统停止运行,可使其进入备用状态,系统自动关闭。系统在备用状态时,可以随时启动供应氢气。
5 调试质量的检验标准
根据中华人民共和国电力行业内部标准《火电工程调整试运质量检验及评定标准》电力部建设协调司建质[1996]111号中分系统调试制氢系统检验项目质量标准。