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供氫站運行操作手冊

編制單位：南京晨虹氫業(yè)有限公司2011年2月22日

目錄

1、供氫系統(tǒng)概述――――――――――――――――――――――――2

2、供氫站設計條件與環(huán)境條件――――――――――――――――――4

3、主要設備規(guī)范――――――――――――――――――――――――5

4、啟動前應具備的條件―――――――――――――――――――――8

5、系統(tǒng)啟動前的檢查與準備工作―――――――――――――――――9

6、輔助系統(tǒng)啟動步驟――――――――――――――――――――――9

7、氫氣進系統(tǒng)操作程序―――――――――――――――――――――11

8、啟動運行組織措施：―――――――――――――――――――――12

9、啟動運行安全措施――――――――――――――――――――――12

10、備品備件――――――――――――――――――――――――――13

11、系統(tǒng)常見故障原因及排除方法―――――――――――――――――13

12、匯流排電氣控制系統(tǒng)使用說明書――――――――――――――――14

一、供氫系統(tǒng)概述

1、 廠2×660MW燃煤發(fā)電機組工程的供氫設備，是由供氫匯流排、氫氣純度儀、氫氣濕度儀、氫氣檢漏儀、控制柜、氫瓶組、氫瓶集裝格、液壓推車、氮氣鋼瓶及其固瓶架等組成。

2、供氫系統(tǒng)按現(xiàn)場無人值守要求設計，氫氣純度儀、氫氣露點儀、氫瓶庫氫氣濃度檢漏儀、一級減壓前各供氣單元母管壓力、一級減壓后供氣總管壓力、各補氫管壓力檢測、各瓶組單元運行工況（運行、備用、空置）除就地控制柜顯示外，同時提供4～20mA DC信號遠傳至買方集中控制室的硬接線接口和通訊接口。

3、供氫系統(tǒng)采用全自動切換，自動切換在三個瓶組單元間進行：正常三個瓶組單元分別為：運行單元、實瓶單元、空置單元，當運行單元供氫母管壓力低于1.2MPa時，自動切換投入實瓶單元。此后汽運調進瓶組接入空置單元，同時調走空瓶組形成新的空置單元，如此反復。全自動切換通過三個單元供氫母管上配備相關氣動球閥，當機組啟動大量供氫時，系統(tǒng)控制可由自動切換至手動操作。

4、氫氣純度低、氫氣露點高、氫瓶庫氫氣濃度檢漏值高、一級減壓后供氣總管壓力高低、各補氫管壓力高低報警信號；設運行的供氫單元母管壓力次低、但其它任一供氫單元母管壓力非高報警信號。

5、本工程的供氫系統(tǒng)采用外購氫瓶供氫方式。供氫設備主系統(tǒng)包括供氫單元組架、氫氣匯流排、氮氣瓶、惰性氣體吹掃裝置、相應的氫氣工藝控制系統(tǒng)、氫氣分析系統(tǒng)、供氫棚庫及電動吊車等。設置300個高壓氫氣瓶(水容積為40L，壓力為15MPa)，共15個氫氣瓶組架。

6、貯存方式和運行方式

貯存方式：本期工程氫匯流排和氫瓶集裝格獨立布置在氫氣站內，并分別

單獨設置控制氫氣瓶組的自動切換和漏氫的報警。供氫廠家每次以汽車運輸方式

運送氫瓶組至電廠，再通過補氫匯流排經二級減壓后補氫至發(fā)電機。

系統(tǒng)運行方式：系統(tǒng)的動力是電力，切換動力是壓縮空氣；正常運行時，由氫瓶組經補氫匯流排供氫，主廠房供氫壓力等檢測信號則送至供氫站附近的鍋爐補給水處理控制室，通過系統(tǒng)監(jiān)控即可實現(xiàn)現(xiàn)場無人值守，系統(tǒng)運行安全可靠，基本實現(xiàn)免維護。

二、供氫站設計條件與環(huán)境條件

1、發(fā)電機氫氣參數(shù)

發(fā)電機氫氣系統(tǒng)充氣容積：96Nm3

發(fā)電機一次啟動充氫量：

額定氫壓： 0.50MPa(表壓)

最大氫壓： 0.55MPa(表壓)

氫壓允許變化范圍：0.5～0.55MPa(表壓)

氫氣泄漏量：≤11.2Nm3/24h (在額定氫壓下，折算為標準氣壓下) 氫氣純度：≥99.99%（保證值）

氫氣濕度：運行氫壓下，保證機內氫氣露點≤-50℃－-25℃

根據(jù)中國電力行業(yè)標準DL/T651－1998/2005規(guī)定：從2000年后新建300MW 以上機組的電廠，發(fā)電機的新鮮氫氣濕度在常溫下要?。?0℃,大于－70℃；發(fā)電機內部的運行濕度在－60℃~－25℃之間；氫冷發(fā)電機的氫氣濕度過高，不僅危害發(fā)電機定子、轉子繞組的絕緣強度，而且會使轉子護環(huán)產生應力腐蝕裂紋；而氫氣濕度過低，又可能導致對某些部件產生有害的影響（不確定），故要保證氫氣的濕度在一定的范圍；電廠用氫有電解純化氫及甲醇制氫：這兩種制氫方式純度高無雜質（最低4N），對系統(tǒng)運行無影響；目前化工廠尾氣提純氫也有普氫、純氫及準高氫，尾氣氫中的化學雜質多（P、S、Cl、HS等因國標不分析），且露點高對發(fā)電機系統(tǒng)的影響很大，這個已經得到設計院及系統(tǒng)專家的認同；根據(jù)以下國家標準可知300MW以上發(fā)電機組的氫氣應該選用4N－5N純度氫氣；

2、環(huán)境條件

序號名稱單位數(shù)值

1 海拔高度m 黃海高程6.00米

2 當?shù)兀ㄆ骄┐髿鈮毫Pa 1016.6

3 年平均最高氣溫℃27.0

4 多年極端最高溫度℃39.8

5 多年極端最低溫度℃-12.5

6 年平均氣溫℃14.4

7 年平均相對濕度％77

8 年平均風速m/s 4.3

9 地震基本烈度度VII

三、主要設備規(guī)范

1、一級減壓閥

型號：-DGG-VM12-VM12

輸入壓力:15MPa

輸出壓力:1.0MPa

減壓形式（直接/先導式）：直接式

結構型式：膜片式

流量變化時，出口壓力變化：≤5%

壓力變化時，出口壓力變化：≤5%

閥座、閥桿及閥瓣閥座密封面材料：316/316/四氟/316L

進氣口徑：3/4

出氣口徑：3/4

聯(lián)接型式：VCR式

聯(lián)接型式：VCR式

制造商：美國

2、二級減壓閥

型號：-DHG--VM12-VM12

輸入壓力:1.4MPa

輸出壓力: 0.6MPa(g)/ 0.1-0.85MPa

減壓形式（直接/先導式）：直接式

結構型式：膜片式

流量變化時，出口壓力變化：≤5%

壓力變化時，出口壓力變化：≤5%

閥座、閥桿及閥瓣閥座密封面材料：316/316/四氟/316L 進氣口徑：3/4

出氣口徑：3/4

聯(lián)接型式：VCR式

聯(lián)接型式：VCR式

制造商：美國

3、系統(tǒng)控制截止門(進口)

材質：316

型號及規(guī)格：SS-GV53-VM12－VM12

公稱壓力：0-15MPa

密封型式及材料：316/PTFE

制造商：美國

4、切換氣動球閥

數(shù)量：1只/根，共3只

材質：

型號及規(guī)格：SS--35C

公稱壓力：0-15MPa

密封型式及材料：316/ PTFE

制造商：美國

5、氫氣純度儀

型號: XMTC

數(shù)量:補氫總管安裝 ,1臺

量程：H2含量(0～100%)；

測量精度：±0.1%F.S

測量原理：熱導型傳感器測量

制造商：美國GE

6、氫氣露點儀

型號: IS-HS

數(shù)量:補氫總管安裝 ,1臺

量程：-80-20℃

測量精度：±1%

制造商：英國密析爾

7、氫氣檢漏儀

型號:

數(shù)量:氫瓶庫安裝 ,1臺

工作方式：24h連續(xù)監(jiān)測，多路巡檢，與氫站事故風機連鎖

探頭數(shù)量：4只

量程：0-2%

測量精度：量程的1%

制造商及產地：法國奧德姆

8、控制柜

數(shù)量：1臺

功能：各氣體分析儀測量參數(shù)顯示及報警；各壓力電信號及氣體分析儀測量信號遠傳。

外形尺寸（長×寬×高）：800×600×

供電功率：3 kW

供電電壓：220 VAC

制造商：南京東盟電力成套設備有限公司

9、氫氣鋼瓶

數(shù)量：300只

容積：40L

最高工作壓力：15MPa

灌氫壓力：13MPa

規(guī)格（外徑×瓶高）：φ219×

壁厚：5.8mm

材質：

重量：52Kg

制造商：北京天海壓力容器制造有限公司

10、氫瓶集裝格

數(shù)量：15組，每5組構成一個運輸、運行單元

每組鋼瓶數(shù)：20只/組

氫瓶集裝格供氫總管配備就地顯示壓力表

外形尺寸（長×寬×高）：1200×980×

重量：300Kg

制作型鋼規(guī)格：60×40×4

制作型鋼材質：45#

制造商：南京晨虹氫業(yè)有限公

11、液壓推車

數(shù)量：1臺

載重量：3噸

重量：100Kg

制造商：湖北京山金茂機械有限公司

12、氮氣鋼瓶及固瓶架減壓系統(tǒng)

鋼瓶6只，減壓器二只，控制球閥三只，匯流排閥4只軟管4根

四、啟動前應具備的條件

供氫系統(tǒng)在啟動調試前應按照《氫氧站設計規(guī)范》等規(guī)范的有關要求，完成以下的所有工作：

1、與系統(tǒng)啟動有關的電氣系統(tǒng)、報警系統(tǒng)、起重系統(tǒng)及其設備已全部安裝完畢，符合設計和規(guī)程要求，并經質檢部門驗收合格。

2、與系統(tǒng)啟動有關的氮氣吹掃系統(tǒng)、工藝管線系統(tǒng)、減壓系統(tǒng)及其設備已全部

安裝完畢。

3、供氫系統(tǒng)與發(fā)電機系統(tǒng)等使用設備聯(lián)接均已按有關電廠條款要求完成。

4、供氫系統(tǒng)的控制系統(tǒng)相關安裝工作全部到位，并進行了空投試驗。

五、系統(tǒng)啟動前的檢查與準備工作

系統(tǒng)調試組對系統(tǒng)啟動條件進行全面檢查并確認滿足要求，各調試有關單位按分工完成以下試驗準備工作：

1、檢查各有關設備的絕緣電阻：用500Ｖ兆歐表測量供氫系統(tǒng)的絕緣電阻，其絕緣電阻值應不低于0.5ＭΩ。

2、檢查氮氣吹掃系統(tǒng)、供氫工藝管線系統(tǒng)、減壓系統(tǒng)及其設備新焊接部分壓力密閉性（系統(tǒng)部分已在生產廠家做過了）；

3、檢查電氣系統(tǒng)、起重系統(tǒng)及其設備的操控性；

4、檢查報警系統(tǒng)、遠傳控制系統(tǒng)及其設備的操作性能；

5、檢查所有系統(tǒng)的關斷閥門、排空系統(tǒng)可以及置換系統(tǒng)是否可獨立操作；

6、檢查氫氣是否已經準備到位及純度符合中國電力行業(yè)標準DL/T651－1998 200MW以上機組使用要求；

7、檢查吹掃系統(tǒng)用氮氣是否到位及純度符合要求；

六、輔助系統(tǒng)啟動步驟

輔助系統(tǒng)調試是在前面所述的各項準備工作全部完成后為氫氣充管進行的準備操作

1、系統(tǒng)試壓

1.1、管道安裝完畢后對管道進行壓力試驗，以檢查管道機械性能的強度及管道連接的嚴密性。試驗介質采用氮氣，高壓管道強度試驗壓力為13MPa。中壓管道強度試驗壓力為1.2MPa。

1.2、試壓步驟：

1.2.1、試壓前，對全系統(tǒng)作外觀檢查，管道不得油漆、防腐，所有法蘭連接處墊片應符合要求，螺栓應全部擰緊。

1.2.2、將氮氣安裝上氫氣匯流排試壓口（氫氣匯流排右側吹掃口），并用專用軟管接好備用；

1.2.3、緩緩給系統(tǒng)增加壓力，試壓試漏須逐步加壓進行，每加一次壓可調式減壓閥組，必須作詳細的全面檢查，無泄漏及其它問題后才可繼續(xù)加壓。發(fā)現(xiàn)有問題，必須卸壓處

理，以免損壞設備或造成其它事故。

1.2.4、當壓力達到設定值后保持壓力1小時，觀察壓力下降情況。并同時檢查泄漏情況；

1.2.5、一個小時后壓力無降低，系統(tǒng)密閉性正常，完成壓力試驗進入下一個環(huán)節(jié)；

2、系統(tǒng)吹掃；

2.1、管道試壓合格后，必須對系統(tǒng)進行吹掃（使用氫氣及存放過可燃、可爆、有毒、有害物料的設備及管道，在第一次使用及檢修或動火前，必須吹掃、置換干凈，分析合格后方能使用及檢修）。吹掃介質采用CO2氣或氮氣。

2.2 、吹掃時暫不吹或不允許吹的管道和設備應與吹掃系統(tǒng)要隔離或排空。2.3、進行吹掃時，把氮氣壓力從提到0.4－0.8MPa，然后突然打開出口，讓CO2或氮氣進入管子或設備，在排氣口處用分析設備檢查，系統(tǒng)中空氣含量小于0.5%時視為合格。如此整個系統(tǒng)吹掃合格為止。

2.4、吹掃步驟：

2.4.1、檢查所有系統(tǒng)閥是否全部保持在關閉狀態(tài)；

2.4.2、將CO2或氮氣安裝上氮氣匯流排上，并用專用軟管接好備用；

2.4.3、緩緩給系統(tǒng)增加壓力提到0.4－0.8MPa；

2.4.4、打開出口，讓CO2或氮氣依次打開閥門，讓吹掃氣順序進入氫氣減壓系統(tǒng)管線或設備可調式減壓閥組，最后打開排空閥；

2.4.5、在排氣口處用分析設備檢查，系統(tǒng)中空氣含量小于0.5%時視為合格。如此整個系統(tǒng)吹掃合格為止。進入下一個工作環(huán)節(jié)。

3、控制系統(tǒng)調試

3.1、電氣控制系統(tǒng)圖審查，應滿足系統(tǒng)控制實際情況；

3.2、電氣控制接線圖審查，應滿足系統(tǒng)設備間的聯(lián)接要求；

3.3、系統(tǒng)柜體受電，系統(tǒng)檢查及復原調試；

3.3.1對系統(tǒng)過程變量進行投入；

3.3.2、檢查系統(tǒng)內一次元件的安裝情況；

3.3.3、檢查從程控柜到就地設備的測點回路；

3.3.4、投入測點，就地控制柜能做到正確顯示；

3.4、程序操作系統(tǒng)設備，并檢查運行狀態(tài)，如不正常在投氫之前要檢查恢復；

3.5、遠傳系統(tǒng)安裝調試

3.5.1、檢查從程控柜到遠傳控制機的測點回路；

3.5.2、遠傳控制機安裝程序；

3.5.3、程序操作系統(tǒng)設備，并檢查運行狀態(tài)，如不正常在投氫之前要檢查恢復；

七、氫氣進系統(tǒng)操作程序

在前面工作完成后，方可進行系統(tǒng)充氫工作

1．由汽車上卸至卸氫棚內

1．1當氫氣鋼瓶運到現(xiàn)場后，化學人員應取樣分析氫氣的純度合格后，才能進行卸氫。

1．2合上電動葫蘆的電源開關，檢查電動葫蘆運行是否正常。

1．3將電動葫蘆的鉤子與鋼瓶組連接好，確保連接可靠。

1．4按動電動葫蘆的上、下、左、右按鈕，將鋼瓶組從汽車上卸下來，放到充氫匯流排卸氫處。

1．5在鋼瓶組移至卸氫口的過程中，電動葫蘆運行要平穩(wěn)，鋼瓶組離地面不要太高。

1．6卸完氫瓶后電動葫蘆的電源關掉。

2．由氫瓶經一二級減壓后入供氫管

2．1、使卸氫間保持通暢，如果是室內的話要將門窗打開，并排風扇開啟。2．2、檢查補氫匯流排上所有閥門處于關閉狀態(tài)。

2．3、將氫瓶出口管接口與充氫匯流排卸氫口用軟管連接好。

2．4、緩慢開啟氫瓶出口門，向充氫匯流排充氫

2．5、依次開啟充氫匯流排一級系統(tǒng)控制閥門，將二個一級減壓器調整為出氣壓力在1.2MPa；

2．6、打開控制系統(tǒng)，手動打開二個二級控制閥，將二級減壓器出氣壓力調整為

0.8MPa，并打開除到發(fā)電機系統(tǒng)的主管線閥門靜置幾分鐘；

2．7、關閉進氣閥，緩緩開啟充氫匯流排排空閥，使壓力降至0.6 MPa左右；再升壓到0.8MPa靜置幾分鐘；再使壓力降至0.6 MPa左右；如此三次左右；2．8、打開在線氫氣分析管閥，打開氫氣純度及濕度分析儀，對系統(tǒng)進行純度分析；

2．9、當氫氣純度達標后，關閉氫瓶出口門,計劃供氫。

2．10、氫瓶內的氫卸完后關閉所有閥門。

3．由鋼瓶直接向主廠房供氫

3．1、使卸氫間保持通暢，如果是室內的話要將門窗打開，并排風扇開啟。3．2、檢查補氫匯流排上所有閥門處于關閉狀態(tài)。

3．3、將氫瓶出口管接口與充氫匯流排卸氫口用軟管連接好。

3．4、緩慢開啟氫瓶出口門，向充氫匯流排充氫

3．5、依次開啟充氫匯流排一級系統(tǒng)控制閥門，將二個一級減壓器調整為出氣壓力在1.2MPa；

3．6、打開控制系統(tǒng)，手動打開二個二級控制閥，將二級減壓器出氣壓力調整為

0.8MPa，并打開除到氫氣貯罐及發(fā)電機系統(tǒng)的主管線閥門靜置幾分鐘；3．7、關閉進氣閥，緩緩開啟充氫匯流排排空閥，使壓力降至0.6 MPa左右；再升壓到0.8MPa靜置幾分鐘；再使壓力降至0.6 MPa左右；如此三次左右；3．8、打開在線氫氣分析管閥，打開氫氣純度及濕度分析儀，對系統(tǒng)進行純度分析；

2．9、當氫氣純度達標后，緩慢開啟系統(tǒng)出口門，向主廠補氫。

2．10、供氫結束后，關閉上述閥門，做好機組供氫的記錄。

八、啟動運行組織措施：

整個調試工作是在試運組領導下進行，

8.1 調試單位負責系統(tǒng)試驗的總體安排和各項具體試驗的組織和指揮工作；8.2 安裝單位負責有關設備的安裝，試驗短路點、斷開點的拆裝，以及對各有關設備的監(jiān)護；

8.3 運行單位負責有關操作票的填寫、審批，有關設備的運行操作，以及與調

度的有關聯(lián)系工作。

九、安全措施：

9.1 所有參加啟動試驗的人員應熟悉本方案的有關步驟和方法，提前作好試驗

前的各項準備工作。

9.2 整個啟動試驗應根據(jù)試運組的命令，在試驗負責人統(tǒng)一指揮下進行。沒有指揮人的命令，任何人不得擅自操作設備，無關人員不得進入試驗區(qū)域。

9.3 各項操作應嚴格按《電業(yè)生產安全規(guī)程》的要求進行，任何時候工作都應

有兩人以上相互監(jiān)護進行。調試人必須精力集中，發(fā)現(xiàn)異常情況立即報告。

十、備件清單

序號名稱規(guī)格和型號單位數(shù)量產地生產廠家備注

1 氫氣高壓軟管-2500 根

2 南京南京晨光

2 置換氣高壓軟管-600 根 1 南京南京晨光

3 氫氣高壓截止閥SS-BV15-1-NT

4 只 2 美國

4 一級高壓閥門SS-BV18-1-TF12 只 1 美國

5 進氣接口止回門SS-CV12-1-NT4 只 1 美國

6 集裝格總供氣閥門QF-30A 只 2 上海上海氣閥廠

7 集裝格壓力表G25M-20B 只 1 美國

十一、系統(tǒng)常見故障原因及排除方法

1、自動切換系統(tǒng)不工作；

檢查氣動電磁閥是否工作，24V電源是否正常，動力源壓力是否正常；2、氣體不流通

檢查氫氣集裝閣是否有氣，集裝閣總閥及匯流排閥門是否打開，減壓系統(tǒng)控制閥是否打開；

3、減壓器出氣壓力爬升

系統(tǒng)在安裝時有灰塵進入系統(tǒng)，引起減壓器串壓，要清洗減壓器閥芯；如果不處理，壓力表會壞；

4、減壓器振動

發(fā)電機系統(tǒng)流量控制不好，系統(tǒng)流量超過減壓器流量參數(shù)，此時要立即調小減壓器壓力，控制系統(tǒng)流量（系統(tǒng)正常是每小時10M3,特殊情況下二路系統(tǒng)同時使用流量要在255M3）,如果處理不及時減壓器膜片會壞；

5、工控機故障

若出現(xiàn)死機現(xiàn)象請試著重新開機

6、安全柵信號閃爍

檢查通訊回路是否斷開

匯流排電氣控制系統(tǒng)使用說明書

本匯流排電氣裝置采用北京昆侖通態(tài)自動化軟件科技有限公司生產的

“高性能嵌入式一體化工控機”和廈門海為科技有限公司生產的“ PLC”組成一小型DCS控制系統(tǒng)。它是專為兩路氣源之間的自動切換而設計的，該匯流排是通過壓力傳感器檢測管路壓力來實現(xiàn)切換工作的。它采用二級減壓結構設計，使輸出的壓力更穩(wěn)定；管路氣體的壓力、工作狀態(tài)指示，報警都在電腦屏上顯示，并對相關數(shù)據(jù)實現(xiàn)定時記錄。整個配置先進可靠，簡單調試即可實現(xiàn)自動切換；配置還裝有機械切換閥，即使在斷電的狀態(tài)下仍可以正常工作。

一.工作原理：

氣體從兩端進氣，在兩個進氣母管各接有一個壓力傳感器，用于檢測進氣壓力。進來的氣體再進入減壓器，兩個減壓器各帶有一個低壓壓力表,用于指示一級減壓后的壓力。設左側的進氣壓力為左路壓力P

1

，右側的進氣壓力為右路壓力

P

2

，假定左側先供氣，左側氣動閥會打開，右側氣動閥會關閉。當氣瓶的氣體逐

漸用盡時，左路進氣壓力會逐漸減小，若P

1

的一級減壓器輸出壓力P

a 與P

b

不相等），壓力較高側的氣瓶會通氣，壓力較低的

一側會因為切換閥閥芯的關閉而無法通氣。假定左側先供氣，當左側的氣瓶氣體

用盡，P

a 減小，當P

a

b

時，切換閥會關閉左側，打開右側，系統(tǒng)轉由右側供氣。

二.系統(tǒng)使用說明：

1.正常供氣狀態(tài)（兩邊氣瓶都有氣）;

（1）系統(tǒng)安裝好后，仔細檢查各元件間的螺紋連接是否可靠，確認系統(tǒng)中的氣瓶瓶閥、截止閥SS－NV12－TF4、截止閥SS－GV53－VM12均處于關閉狀態(tài)；（閥門手輪順時針方向關閉、逆時針方向開啟）; 打開左右兩側的瓶閥、二通截止閥；

（2）接通電源，此時屏幕顯示如下圖：

閥門廠家專業(yè)針對各類減壓閥、球閥、防腐閥門

當前文章標簽：匯流排,可調式減壓閥,氣體減壓閥