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牡丹江市东方电力设备厂XQG-F/Ⅱ吸附式氢气干燥设备1概述吸附式氢气干燥设备是针对氢冷发电机氢气除湿而研制开发的，设备主要由吸收塔、内置风机、气水分离器、冷凝器、自动排水阀等组成，具有原理简单、除湿效果好、易于安装、环保节能、维护量小、安全可靠，实现了对发电机内氢气进行连续吸收干燥。使发电机内氢气湿度符合规程要求，为发电机安全经济运行发挥了重要作用。一、工作原理XQG-F吸附附式氢气干燥设备的核心主要有两台氢气吸收塔、一台油气分离器、一台冷凝器、一台气水分离器、两台二位四通阀、一台自动排水阀及控制部分等组成。在吸收塔中装有固体干燥剂－13X分子筛。当带有水份的氢气通过装满吸收塔的13X分子筛的吸收层时，其中水份被吸收。在13X分子筛吸收水份以后，靠加热驱除干燥剂中的水份来完成再生。重复再生的13X分子筛的性能和吸湿效率不受影响。具体的再生作用是靠埋置在干燥剂内部的电加热器加热干燥剂，使被吸收在干燥剂中的水份汽化为水蒸气，同时一小部分氢气通过设置在吸收塔内的风机增压流过正在再生的干燥剂，带走这些释放出的水蒸汽，然后通过冷凝器再将这些水蒸气冷凝成水，这些水经过自动阀门排出设备之外，而氢气回到正在再生的吸收塔中并形成再循环。由于设备中有两台吸收塔，设备运行时这两台吸收塔交替吸附或再生，所以设备能够对来源于发电机的氢气进行连续不断地吸收干燥。设备使用可编程控制器（PLC）控制系统进行控制。在预定的时间间隔内控制两位四通阀转动切换，使原料氢气从一台接近饱和的吸收塔转移到另一台已再生的吸收塔中，同时对接近饱和的干燥剂进行再生。另外再生过程牡丹江市东方电力设备厂XQG-F/Ⅱ吸附式氢气干燥设备2中的再生温度、再生时间及冷凝水的排放均实行自动控制。因此设备可以完全实现自动操作。二、技术指标１．电源：交流3KW380V三相四线２．冷却水用量：1.5T/h压力:0.10-0.4Mpa、温度：≤27℃3.干燥剂：13X分子筛4．氢气处理能力：5-80m3/h5．干燥后的露点：-25℃－-60℃6．工作压力：0.1～0.4Mpa7．再生方式：吸附剂加热再生法8．工作周期：16h9．控制方式：全自动PLC控制，双塔交替运行10．尺寸、重量：1100mm×800mm×1950mm0.75t11.运行环境:温度0―50℃.相对湿度≤90℅三、XQG-F吸附式氢气干燥设备的安装安装吸附式氢气干燥设备前，首先应对在运输中可能出现损伤进行全面检查，如果设备上出现某些损伤，应立即与厂商进行联系。如果确定状况良好，应按下列步骤进行安装。１．机械部分安装1)把设备安装于平坦的水平水泥平台上，将设备固定在四只地脚螺栓上。2)将设备上DN32的氢气入口法兰与发电机的氢气出口联接起来。3)将设备上DN32的氢气出口法兰与发电机的氢气入口联接起来。4)将冷却水法兰接至相应的冷却水管上。牡丹江市东方电力设备厂XQG-F/Ⅱ吸附式氢气干燥设备3２．电气部分联接将三相四线电源接至控制箱相应的接线端子上，并对电气部分进行绝缘测试，其绝缘电阻不应小于0.5ＭΩ。３．按规程要求做气密性试验４．用二氧化碳净化：目的主要是排除设备管路中的空气。总体要求用二氧化碳或其它惰性气体等安全性气体对干燥器进行净化，是为了保证设备以及人身安全，最好在初次起动或每次干燥器减压后，运行以前都要进行净化。减压后要立刻净化干燥器系统中的氢气。注意：在干燥器未被净化以前不能送电，如果干燥器没有彻底净化或净化失败，此时决不能操作设备的任何开关，按钮或断路器，只有在安全的位置（远处）将电源彻底切断，用以防止在没被保护的装置内产生电弧。净化控制管道的气体量应该是设备容积的四倍，并保持最小压力为⒉1公斤/平方厘米的压力。此时，必须将净化输出阀门全部打开，净化流量控制器应设置在7.0公斤/平方厘米的压力。净化必需保证设备没有任何活性/危险性气体或液体进入控制管路。四、XQG-F吸附式氢气干燥设备的运行１．预启动过程设备电气部分检查，绝缘电阻是否符合要求。２．启动操作过程A．设备启动.接通三相四线制箱内的三相四线自动空气开关，B．按启动按钮，设备投入运行，控制箱面板上的指示灯“运行状态一”、“内置加热二”和“内置风机一”、“内置风机二”同时显示，此时左侧干燥牡丹江市东方电力设备厂XQG-F/Ⅱ吸附式氢气干燥设备4塔处于“吸收状态”，右侧干燥塔处于“加热状态”，同时两个干燥塔内部的内置风机开始运行。四个小时后设备右塔加热停止，开始处于“冷却再生”阶段，经过冷却器的氢气进入气液分离装置，气体经过底部四通阀回到冷却塔，液体流向排液器，待排液器中的水分积到一定高度时，排液器自动打开，将水分排出设备外。C．干燥塔互换工作方式：设备运行八个小时后，程控器将四通阀切换，此时设备处于“运行状态二”，设备左塔“加热再生”、右塔“吸收”状态。D．按停止按钮即设备退出运行状态。E．切换按钮是人为改变两个干燥塔的运行状态，如当前1号干燥塔在吸湿状态，按切换按钮可使1号干燥塔处于再生状态，两干燥器任意一塔温度超过60℃时，是不能进行切换的，从而保证合并再生水蒸汽不能送入发电机内。３．按启动按钮：检查哪个状态灯亮，确定干燥器处于状态。４．按切换按钮：观察电动头两位四通阀切换后，位置是否正确。５．对上述各项检查无误后，将电源关闭，对设备进行吹扫后，使设备处于氢压力状态。并认真检查设备无漏氢，方可投入设备运行。６．设备运行后，应将气量阀调整至开1～3圈（以厂家现场整定为准）。在开始的几个循环中设备需调整以达到最佳的运行状态，同时需要监测以保证设备的各个方面正常的运行，需要完成下列步骤：1)对照说明书中“运行程序”检查设备的运行状态。2)检查冷凝水的排量，如果安装时使用的干燥剂是干燥的，在最初的牡丹江市东方电力设备厂XQG-F/Ⅱ吸附式氢气干燥设备5几循环里仅会有少量的水排出，设备稳定使用时排水量应在0.6-0.8Kg/h。3)检查出口氢气露点温度，两个循环即32小时后，是否达到设计指标。五、吸湿过程和再生过程的说明假设塔一进行吸湿过程，塔二进行再生过程。1.吸湿过程：吸湿过程包括氢气从发电机高压端出来，流经底部的四通阀，吸收气流转向流进塔一的底部，同时内置风机吹动氢气流进干燥吸湿层，水分被干燥剂吸收，然后氢气经上部四通阀流出干燥器，返回发电机低压端入口。2.再生过程：内置风机的启动，将氢气吹向被加热的吸湿层，从而带走被干燥剂吸收的水分，然后湿气流通过阀门V—1（气流控制阀门），通过控制氢气流量来保证再生氢气出口温度至少为83℃±11℃。让氢气流连续不断地通过冷却器，使水分在冷却器内部分离，进入分离器后经排水阀排出系统。而氢气流重新回到上述流动过程。两个干燥塔是由上下两个四通阀联接的，由干燥器程序来控制其开关方向。八个小时动作一次，用于改变两个干燥塔的工作方式。六、运行程序吸附式氢气干燥器是一种全自动、双塔式连续运行的氢气干燥系统，吸湿气流是由干燥塔内的内置风机带动风扇来产生吸收氢气流。自动连续不间断运行是靠PLC程控器的“定时循环控制”来实现的。“定时循环”包括每个控制塔进行8个小时的“吸湿过程”和8个小时的“再生过程”。而“再生过程”又包括4个小时的“加热过程”和4个小牡丹江市东方电力设备厂XQG-F/Ⅱ吸附式氢气干燥设备6时的“冷却过程”。1、干燥器处于第一阶段。塔一吸湿，塔二加热。输出端通过行程开关，驱动电机和温度控制器接通加热器相应的触点，同时电机驱动四通阀门动作，给四通阀定位，使塔一进入吸湿过程。此过程需要8个小时时间，再生加热过程中把吸湿过程中被干燥剂吸湿的水分释放出来，气体流过吸湿层和冷却器经分离器到疏水阀，将释放出来的冷凝水排出再生系统。此过程需要4个小时时间。2、干燥器处于第二阶段。塔一吸湿，塔二冷却。塔一继续进行以上吸湿工作，塔二在这个阶段加热器断电，氢气流仍然连续不断地通过塔二冷却被加热的干燥剂。此过程也需要4个小时的时间。.以上8个小时过后，两个塔的工作状态将互相转换，工作方式变为塔一加热、冷却过程，塔二吸湿过程。整个循环将一直持续下去，直到干燥器电源被切断。3、每个电机起动保护器都有一个ON/OFF电路断路器，当处于OFF位置时，电路断路器能够防止被选容器的电机通电。4、整个干燥器由程序控制运行步骤，使干燥器循环工作。循环步骤和工作时间如下：第一步：塔一吸湿、塔二加热。（4个小时）第二步：塔一吸湿，塔二冷却。﹙4个小时﹚第三步：塔二吸湿，塔一加热。﹙4个小时﹚第四步：塔二吸湿，塔一冷却。（4个小时）牡丹江市东方电力设备厂XQG-F/Ⅱ吸附式氢气干燥设备7七、运行程序１．XQG-F吸附式氢气干燥设备是全自动，两吸收塔自动连续运行的氢气干燥设备。定时循环时包括：一台吸收塔进行8小时的吸收过程，另一台吸收塔进行8小时的再生过程。２．再生过程又分为4小时的加热过程，和4小时的冷却过程。参见表１运行程序表表１运行程序表阶段１阶段２阶段３阶段４阶段描述塔１吸收塔２加热塔１吸收塔２冷却塔２吸收塔１加热塔２吸收塔１冷却每个阶段所需时间４小时４小时４小时４小时3．手动切换按钮当发现设备工况异常，如进入大量的水、油或其他原因使出口氢气指标不合格，同时需要继续使用设备时，应使用手动切换按钮，这时设备运行进入另一台吸收塔的吸收过程的初始状态且继续运行。在继续运行的８小时之内，有足够的时间将出现问题的干燥剂进行更换。4．加热器的温度调节干燥剂的再生温度设计在吸收塔的中部温度为140℃－180℃。如果再生温度太低，被吸收的水份将不会被完全汽化，再生不够彻底，将影响吸附深度，出口氢气将达不到指标。如果再生温度过高，干燥剂将会被烧焦，使干燥剂失效，产品氢气也会达不到出口指标，所以控制再生温度在设计温度之内是非常重要的。在吸收塔的中部设置有温度铂热电阻，将温度信号送入控制箱内的温度牡丹江市东方电力设备厂XQG-F/Ⅱ吸附式氢气干燥设备8调节器对其进行调节，输出信号控制加热器通电与断电，以达到设定温度之内。干燥剂再生过程中，加热器的加热时间为４小时，４小时后加热器断电，这一控制也是由PLC可编程控制器来完成的。5．冷凝水的排放在正常的运行状态下，干燥器每个周期会吸附大约0.6－0.8kg的水，这些水最终汇集在气水分离器中，它需要被定期的排放。对新设备投入运行一周内，应对冷凝水排放量做相应的记录。以便掌握设备运行状况，如1－2个循环周期排水不正常，应及时检查排水阀，是否堵塞，否则会影响氢气湿度。八、油气分离过滤器的说明由于发电机冷却氢气中含有雾化油，如果直接进入干燥器中，长期使用会对干燥器中干燥剂的吸湿性产生不良影响。油气分离过滤器主要由一个罐体、内部过滤物质和排油阀门构成，用于除掉来自于进来气流中的雾化油。它能将氢气中的雾化油分离开，使进入到设备的气体比较干净，大大地延长了干燥剂和加热器的使用时间。如果有雾化油进来，滤油装置将油分离出来，气体进入干燥塔内部，油雾沉积到滤油灌底部，巡检人员定期将罐体中的油污排出即可，从而避免过多的液体流入设备中。九、吸附式氢气干燥设备的维修和保养１．更换分子筛XQG-F吸附式氢气干燥设备中每台吸收塔里装有13X分子筛作为干燥剂，在正常情况下，干燥剂可使用大约3-5年，如果氢气中含油或含有大量杂质，这个期限将会缩短，当干燥剂性能达不到先前的水平时，就需要更换牡丹江市东方电力设备厂XQG-F/Ⅱ吸附式氢气干燥设备9新的干燥剂，其更换步骤如下：1)停机2)打开吸收塔下部对称布置的两只放料口法兰盖3)通过这两只放料口将干燥剂排出4)重新将放料口法兰盖紧好5)旋开上法兰盖上的加料口螺栓6)通过加料口，慢慢倒入13X干燥剂至吸收塔出口下30mm处7)旋紧加料盖螺栓8)做气密性试验9)更换分子筛结束２．更换加热器吸收塔内的加热器不需要定期的更换，一旦发现加热器烧坏，需对其进行更换。其具体步骤如下：1)停机，断开加热器电源线；2)打开上法兰盖上的防爆接线盒端盖；3)旋开加料盖螺栓；4）打开吸收塔下部的放料口法兰盖；5）通过这两只放料口将干燥剂放出；6）重新将放料口法兰盖紧好；7）将吸收塔上部法兰盖打开，加热器是连接在上法兰上的，将