制氢站设备检修规程

0内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司企业标准QBQ/CDT-ITKTPC105-0102-2006600MW机组检修规程制氢站设备2005年7月第1版内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司1前言1、适用范围本规程规定了内蒙古大唐国际托克托发现有限责任公司制氢站设备的检修作业工艺标准及技术标准，本标准适用于托电制氢站设备的检修作业，作为设备检修维护人员执行检修任务的工作标准。2、引用依据《发电设备检修管理导则》《电业安全作业规程》《电力建设施工及验收技术规范》本标准还依据厂家设备说明书结合上级有关规定和本公司具体情况编制而成。本标准自批准之日正式执行。编写：宋莹张靖峰施继东汪存幸校核：宋莹王少峰审定：于海东石建东仲维辉李占江批准：郭亚斌本规程解释权归设备部汽机点检。2目录1.制氢站的检修通则…………………………………………………………32.电解槽的检修………………………………………………………………113.氢氧分离器的检修…………………………………………………………284.氢贮存罐的检修……………………………………………………………405.氢气排水水封的检修………………………………………………………553600MW机组检修规程№:制氢站的检修通则编写：宋莹审核：批准：2005年7月第1版内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司4制氢站检修通则一、氢气的性质根据安全和经济要求，氢气的纯度按容积计算应大于96%，其中含氧量不超过2%，氢气不会引起爆炸。二、氢爆的基本概念氢气的着火、燃烧和爆炸是氢气的主要特性。在常温下，氢气不怎么活泼，在明火引燃或在触媒剂作用下，才能和氧化合，所以氢气是一种极易燃烧的气体。氢氧焰的温度高达3400K。氢气燃烧爆炸性能见下表。氢气的着火温度虽不低，但它的着火能量很小。氢气和空气混合物的最小着火能量与氢气的纯度有关。当氢气纯度为30%时（体积含量），着火能量最小，仅为0.02Mj。氢气的火焰传播速度很大（2.75m/s），灭火距离小（0.06cm）。氢气和空气混合物的灭火距离与氢气纯度有关。氢气的燃烧、爆炸性能在空气中的燃烧范围（体积%）4.0～75.0最小着火能量（mJ）0.02在空气中的爆炸范围（体积%）18.0～59.0燃烧热（kJ/mol）68在氧气中的燃烧范围（体积%）4.65～94.0火焰温度（℃）2045在氧气中的爆炸范围（体积%）18.3～58.9灭火距离（cm）0.06在空气中的着火温度（℃）585火焰速度（cm/s）270在氧气中的着火温度（℃）560氢气的燃烧和爆炸过程，从化学反应角度来讲，都是氢气和氧气化合生成水和释放能量的过程。它们之间的区别仅在于反应的速度不同。燃烧时，反应速度较慢而且稳定；爆炸时，反应速度极快而且产生具有破坏性的冲击波。燃烧包含着两个紧密的环节，即反应的诱发（点火）和燃烧；爆炸现象尽管是在短时间内完成，却包含着诱发、燃烧和爆炸三个环节。氢爆发生的条件是：（1）氢气在空气中的体积含量为4%～75%或在氧气中的体积含量为4.65%～94.0%,（2）含氢的混合气体置于密闭的容器中。（3）有明火触发纯氢着火。综上所述，当一定空间内空气（或氧气）中氢气含量处于爆炸上、下限之间时，一遇明火，局部首先着火，并放出大量的热量，使生成的水蒸气的体积膨胀，压力急剧增大形5成冲击波，即形成爆炸现象。可见，氢冷系统中保持氢气高纯度，是防止氢爆的首要措施。防止氢爆和燃烧的主要措施（1）定期排污，保持氢气的纯度，排污就是一种换气。保持正常氢压，不使外界空气进入氢罐或发电机壳内三制氢系统的结构说明1、全套制氢设备包括电解槽、框架一（包括分离器、冷却器、干燥器、屏蔽泵等）、框架二（包括管道、阀门、压力表、减压器等）、框架三（包括除盐水箱、碱液箱、补水泵、阀门等）、除盐水闭式循环冷却装置、储氢罐、压缩空气储罐，以及系统内的电气和控制设备、管道、阀门和必须的仪器仪表等。2、制氢设备型号说明：ZHDQ-32／5-W3ZH--中压D--电解Q--制氢32--工作压力（Kg/cm2）5--氢气产量（Nm3/h）W3--改进号3、系统设计参数：氢气产量：5Nm3/h(产氢量连续可调范围为额定出力的50%-100%)氧气产量：2.5Nm3/h氢气纯度：≥99.8%(V/V)氧气纯度：≥99.3%(V/V)氢气压力:3.14MPa干燥后氢气露点：≤-50℃直流电耗：5KWh/Nm3H2氢氧分离器液位差:20mm以下除盐水耗量:5L/h(单套)冷却水耗量:5t/h(单套)4、电解制氢的流程见图4.1氢气系统电解槽氢分离洗涤器氢气冷却器气水分离器吸附器A（B）排空6排空冷凝分离器吸附器B（A）框架二储氢罐（发电机）4.2氧气系统电解槽氧分离器排空4.3碱液循环系统氢分离洗涤器电解槽碱液过滤器碱液冷却器碱液循环泵氧分离器4.4补水系统除盐水补水箱补水泵氢分离洗涤器碱液循环系统4.5冷却水系统冷却水系统工业冷却水进水碱液循环泵冷凝分离器除盐水闭冷除盐水箱闭冷泵热交换器氢气冷却器可控硅整流器工业冷却水出水碱液冷却器氢分离洗涤器氧分离器四、制氢站及氢气系统安全防爆措施1、制氢站的管理应严格执行《制氢站防火门禁制度》。禁止与工作无关的人员进入制氢站。72、制氢站内严禁烟火，禁止放置易燃易爆物品，严禁明火，严禁带入火种,严禁吸烟，应设有“严禁烟火”的标示牌。储氢罐与临近建筑物的防火防爆间距应严格遵守国家防火防爆规定，储氢罐周围（一般在10米以内）应设有围栏，围栏外10米内严禁烟火。3、制氢室应备有必要的消防设施和防火器材（二氧化碳、沙子、石棉布等），任何单位、个人不能以任何理由损坏或擅自挪用、拆除、停用消防设施、器材，不得占用防火间距，不得堵塞消防通道。4、制氢装置应良好接地，以防止产生静电引起氢气燃烧和爆炸。5、电解槽四周操作地面应放置绝缘橡胶板。6、电解间应安装防爆灯，应开天窗或通风孔，必须保证室内通风换气次数每小时不少于3次，事故通风每小时不少于7次。如果采用自然通风无法满足要求，则需采用机械通风，而且必须选用防爆型电机、风机及其他附属设备。7、制氢站应采用防爆型电气装置。8、制氢室的电缆、电缆沟和暖气沟的孔洞应用防火材料封堵严密。9、制氢站内建筑不应使用钢门、钢窗，门应向外开，室外应装防雷装置。10、制氢站必须备有橡胶手套和防护眼镜，以供进行与碱液有关的工作时应用；还应必须备有2%~3%的稀硼酸溶液，以防万一设备漏碱，碱液喷溅到脸上或身上时及时清洗。11、凡是和氢气、氧气接触的管道、阀门都要用四氯化碳清洗以除去油污。12、制氢设备和氢气系统中的氢气纯度和含氧量必须符合规定标准，在制氢电解槽氢气出口管上应有带报警的氢中含氧量在线监测仪表。13、气瓶应直立地固定在支架上，不要受热，并尽量避免直接受日光照射。储氢罐上的安全门应定期校验，保证动作良好。14、氢气放空阀、安全阀均需设通往室外高出屋顶2m以上的金属放空管和阻火器，不允许在室内大量排放氢气；室外设备的放空管需高于附近有人操作的最高设备2m以上，放空管应有防止雨雪侵入和外来异物堵塞的措施。五、点检、维护人员到制氢站工作时安全措施1、点检、维护人员进入氢站都应严格执行《制氢站防火门禁制度》。进入氢站前应交出火种，禁止使用手机、传呼机、对讲机等无线电通信设备。2、进入制氢站工作应穿静电防护服和防静电鞋，禁止穿化纤等容易产生静电的服装，禁止穿带有钉子的鞋。83、进入电解间前应用手触摸静电消除器以消除静电。4、制氢站工作应使用防爆工具，例如铜制工具，严禁铁器工具相互撞击，以免产生火花。5、在操作和维修制氢装置时，手和衣物不能沾有油脂。任何油脂都不允许落入有可能与氧气接触的设备上。6、不允许碱液掉到电解槽极板之间或极板与拉紧螺栓之间，更不允许任何金属杂质物落到电解槽上，以防引起极板间短路。7、制氢室内的管道、阀门或其他设备发生冻结时，应用蒸汽或热水解冻。8、检查各连接处有无漏氢情况，可用测氢仪或肥皂水。9、制氢设备的阀门和截门应均匀缓慢的打开，使气体缓慢地放出或输送，禁止剧烈地排送，当氢气急剧放出时，由于静电原因可能引起自动燃烧和爆炸，当氧气急剧放出时，管路的氧化层可能引起火花。10、不要用手碰触电解槽，禁止用两只手分别接触到两个不同的电极上。11、制氢室着火时，应立即停止电气设备运行，切断电源，排除系统压力，并用二氧化碳灭火器灭火，由于漏氢而着火时，应用二氧化碳灭火并用石棉布密封漏氢处不使氢气逸出，或采用其他方法断绝气源。六、制氢站及氢气系统检修期间的安全技术措施1、进入氢站进行检修工作时必须通知氢站运行人员进行现场监护，落实安全措施执行情况，以防发生意外事故。2、进入制氢站检修及施工作业时必须向制氢站当值值班人员出示工作票，经值班人员核查无误并做好相应措施后，方可开展检修及施工作业。3、储氢设备（包括管道系统）和发电机氢冷系统设备非明火检修前，必须将检修部分与相连的部分隔断，加装严密的堵板，并将氢气置换为氮气，经检测含氢量在0.5%以下方可拆卸检修。4、制氢装置运行中不得进行任何检修工作，严禁带压修理、紧固和敲击，若需检修应先停机。5、禁止在氢冷发电机与储氢罐周围近旁进行明火作业或做能产生火花的工作。如必须在氢气管道附近进行焊接或点火工作，应事先经过空气含氢量测定，证实工作区域内空气中含氢量小于3%并经厂主管生产的领导（总工程师）批准后方可工作。6、制氢站内及氢气系统检修时应使用防爆工具，以防产生火花，检修人员须穿防静电工作服和防静电鞋。97、在制氢站动火必须按规定执行动火工作票制度。检修施工需要明火作业时必须提前一天办理一级动火工作票，经运行值长、公司消防主管、安监部长、总工程师或生产副经理逐级审批后方可进行动火作业。8、制氢站动火工作前必须首先对动火工作区域内空气中的含氢量进行检测，含氢量不得超过0.1%，合格后，消防监护人在动火工作票上签字，下令允许开始动火后方可动火。动火过程中应由专职检测人员每隔半小时测定一次现场空气中的含氢量浓度是否合格；作业安全监护人应在检修过程中不间断连续监测氢浓度；专职消防监护人必须始终在现场监护，动火中发生异常情况应服从专职消防监护人员的指挥。动火期间应保证工作区域内连续通风。9、氧气系统明火作业前必须用二氧化碳或氮气置换合格后方可进行。10、制氢站内一切电气设备的维修都必须停电进行。11、制氢设备（包括电源部分）每年小修一次，电解槽一般5~7年大修一次，管道系统每年进行一次严密性试验，必要时应做水压试验。12、安全阀、液位计须定期检验，每年至少一次，压力表、气体检测分析仪表的校验应符合热工检修规程和运行规程。13、防静电接地装置和法兰跨接导线必须定期检验，应符合电气检修规程和运行规程。14、电解槽绝缘电阻每次大小修时必须测量，不合格者应查明原因。15、电解槽解体后应按原来的顺序排列好，不可倒乱。解体后，应清理极板、隔离框、拉紧螺杆和螺帽上的铁锈、焊渣、油垢和金属毛刺。组装后要依次进行冷紧和热紧，热紧后，电解槽应进行水压试验，要求在15分钟内无任何渗漏，否则应重新热紧。16、在检查分离器、洗涤器、冷却器、碱液罐和氢气储存罐内部管的腐蚀情况时必要情况下应进行打压试验，如果腐蚀严重应进行更换。17、阀门内部油脂应彻底清除干净，阀门检查完毕，要对阀座和填料进行气密性试验，确认不漏。18、设备及系统检修完毕，水压试验和泄漏量检查合格后方可允许启动。启动前要求各种测量表计齐全、合格，灭火器材齐全，周围无易燃易爆品，铺好绝缘胶皮。七、凡从事制氢站及氢气系统检修维护的工作人员均应认真学习并严格执行本规范。且必须经过考试合格后（成绩90分以上）方可上岗进行氢站和氢气系统的检修维护工作。10附：（1）氢气和氧气混合自爆（在无明火或静电的情况下）极限：氢气浓度：93.9%氧气浓度：6.1%（2）氢气爆炸(在遇明火或静电的情况下)极限：氢气在空气中的浓度：4%~75%或氢气在纯氧中的浓度：4.65%~94.0%（3）氢爆的三个条件：一、氢浓度达到氢气爆炸极限二、含氢的混合气体置于密闭的容器中或存在于封闭的空间内三、有明火触发纯氢着火（4）