国网新疆电力公司电力科学研究院 乌鲁木齐 830011
摘要：氢气优异的冷却性能而被广泛用于发电机冷却介质。氢气易燃、易爆及不易长途运输等特点，现场建设制氢站制氢可有效提高氢气的利用率、经济效益。本文介绍了制氢站的基本构成、调试步骤及调试中应该注意的问题，通过本文可以对以后工程的开展做好重要指导。
关键词：氢气；发电机；制氢站；调试
1 引言
近年来，新疆地区随着电网电压等级的提升，电源侧火电厂的装机容量也在提高。从目前来看，煤电基地火电厂单台机组容量最高达到1000兆瓦，相比小型机组发电机的温升也提高很多倍，这就要求发电机具有一个良好的冷却系统来带走运行中产生的热量。氢气具有独特的物理性质，导热系数为空气的7倍。同流速下，氢气的放热系数为空气的14-15倍，具有优异的冷却性能而被作为冷却介质。
氢气遇火易燃、易爆，长途运输困难等不利因素，因此在厂内设置制氢站具有便于输送的优势。制氢站在基建期间，制氢站的调试是一项重要工作，既要保持系统的稳定又要保证系统的严密，才能为发电机提供合格的氢气。作者经过对几个电厂制氢站的调试，总结了制氢站的调试方法以及需要注意的问题，对于指导新建机组调试有较好的指导作用。
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2 制氢站的组成
一个整套的制氢站具备制氢、储氢单元，具体分为框架1，框架2，框架3，气体储存系统，冷却系统。框架1为氢气的生产单元，包括电解槽、氢分离洗涤器、氧分离洗涤器、气体冷却器、碱液循环泵、碱液过滤器、排水器、纯化及干燥装置。框架2用于制氢的辅助装置，包括碱液箱、水箱、补水泵、阀门及仪表等。框架3为氢气的储罐、发电机供氢装置。供氢装置包括减压器、压力开关及压力表等。
3 调试步骤
制氢站调试是一项繁琐、细致的工作，对现场的环境要求清洁、无杂物，基建要求满足火力发电厂化学调试导则要求，以便开展调试。
3.1 系统条件检测确认
①检查制氢系统土建、安装工作完成情况、防腐施工、排水沟道畅通、栏杆、沟盖板齐全平整、道路畅通等条件，确定满足调试的要求。
②确认除盐水、工业水及压缩空气已经送至制氢站，配电箱、电气设备、照明送电。
③所有转动设备通过单体调试；气动阀门严密不漏，开启正常，信号反馈正确。
④热工仪表和化学仪表已正确安装到位，所有热工仪表均已校验合格。
3.2 系统严密性试验
储氢罐压力试验，一般采用水打压，试验压力为工作压力的1.3倍，保压10分钟，查看压力是否保持在合格范围，检测罐体严密性。
制氢系统严密性试验，将除盐水打入制氢系统至分离器液位计中部。关闭制氢系统与外部连接的所有阀门，打开系统内所有阀门，用氮气瓶向制氢系统内部送入氮气，使系统压力经0.5MPa、1.0MPa、1.5MPa、2.0MPa及2.5MPa等检查点，最后升至制氢系统工作压力，用肥皂泡检查系统泄露情况，如有泄露，做好处理工作。
3.3 制氢系统的清洗
原料水注入制氢系统，浸泡12小时后，开启碱液循环泵，使原料水在制氢机内循环，冲洗制氢机3-4小时，停泵，排污。排污后，关严排污阀门。
3.4 阀门验收
采用压缩空气对阀门对气动阀门管路进行吹扫，以防机械杂质卡塞阀门。手动操作阀门，检查阀门是否正常动作。
3.5 电脑程控制作及检查
制氢站程控制作完成。检查程序各报警联锁点设置是否正确，远程控制阀门，检查阀门是否正常动作。
3.6 稀碱试车检查
稀碱试车前准备好药品，稀碱的浓度为15%，开车时间一般在24～48h。稀碱开车的目的是检验系统的稳定性和程序的可操纵性；另一目的是清除电解槽在加工过程中残留在系统中的石棉绒等杂质，提高产品氢气的纯度。
3.7 浓碱开车
配制浓度为30%的KOH，将浓碱注入制氢系统，启动装置制氢。开车之后，纯化装置应该及时启动，校正在线仪表，并对氢气的品质进行监控。控制系统的参数进行一定设置，检验仪表的稳定性。氢气达到99.5%以前，全部排空。
3.8 储氢罐的置换和储氢
制氢系统制氢，待在线仪表测定氢气合格后可以停止排空。将合格氢气送入储氢罐充氢，储氢罐注氢期间，多进行排空操作，测定氢储罐内氢气合格后可以停止排空，储氢罐压力可根据现场环境进行设置，一般工作压力为2.5Mpa。
4 调试过程中应该注意的问题
4.1制氢系统是否符合设计要求
制氢站调试前，必须对制氢系统进行检查，查看制氢系统是否符合设计要求。若不符合，及时向设计部门提出变更，完善系统。新疆某2×660MW电厂在基建调试期间，氢气排空管管口高度为0.8m，设计规范要求排空管口高于1m，调试人员发现不符合设计要求，要求相关单位及时变更，以便满足设计要求、调试条件。
4.2 严密性试验
制氢系统的严密性是系统安全运行的重要条件。框架1，框架3、管路及阀门要完成严气体的严密性试验。严密性试验方法通常是将储氢罐内灌满水，水压为工作压力的1.3倍，保压10分钟，计算泄漏率。框架1要求水注满分离器中间位置，然后充入氮气，压力保压24小时，计算泄漏率，小于0.5%/h为合格。现场阀门，管路连接处若发现泄露，要及时处理。
4.3 置换
储氢罐充氢，可用水充满储氢罐，泄压至0.5Mpa，采用产品氢气顶压将水排尽。但这种方法存在一个问题，就是氢气充入储氢罐后，罐内存在一定的水分，使制氢设备产出的合格氢气，充入储氢罐后，露点会不合格。解决方法就是打开储氢罐底部排污阀排水，一定要多排，每次时间在0.5小时，氢气会达到标准要求。
5 结语
制氢站是电力生产的重要组成部分，本文通过对电厂基建期间制氢站的调试的步骤以及对调试过程注意问题介绍，可加深电力工作者对制氢站的认识，提高调试人员的技术水平，对后期调试工作的开展做了重要指导。
参考文献：
[1]张世波，张珂. 电厂制氢站调试方法及需注意的问题[J]. 广西电力，2007，30（2）：24-26.
[2]史勉，宋昭峥，蒋庆哲，等. 发电厂电解水制氢设备调试及运行[J]. 清洗世界，2014，30（1）：14-18.
论文作者:贾博,潘好伟,王雪梅
论文发表刊物:《防护工程》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/19
标签：氢气论文; 制氢论文; 系统论文; 阀门论文; 严密性论文; 框架论文; 仪表论文; 《防护工程》2017年第16期论文;