制氢站培训教材
氢气的制取和发电机的冷却
第一节发电机的冷却方式
1. 发电机冷却的重要性
发电机运转时要发生能量消耗，这是有一种能（机械能）转变为另一种能（电能）时所不可避免的。这些损耗的能量，最后都变成了热量，致使发电机的转子、定子、定子绕组等各部件的温度升高。
因为发电机的部件都是有铜质和铁质材料制成的，所以把这种能量消耗叫做铜损和铁损。为了保证发电机能在绕组绝缘材料允许的温度下长期运行，必须及时地把铜损和铁损所产生的热量导出，使发电机各主要部件的温升经常保持在允许的范围内。否则，发电机的温升就会继续升高，使绕组绝缘老化，出力降低，甚至烧坏，影响发电机的正常运行。因此，必须连续不断地将发电机产生的热量导出，这就需要强制冷却。
2. 发电机常用的冷却方式
发电机的冷却是通过冷却介质将热量传导出去来实现的。常用的冷却方式有：
2.1 空气冷却。容量小的发电机（两万千瓦以下）多采用空气冷却，即使空气有发电机内部通过，将热量带出。这种冷却方式效率差，随着发电机容量的增大已逐渐被淘汰。
2.2 水冷却。把发电机转子和定子绕组线圈的铜线作成空心，运行中使高纯度的水通过铜线内部，带出热量使发电机冷却。这种冷却方式比空气冷却效果好，但必须有一套水质处理系统和良好的机械密封装置。目前，大型机组多采用这种冷却方式。
2.3 氢气冷却。氢气对热的传导率是空气的六倍以上，加以它是最轻的一种气体，对发电机转子的阻力最小，所以大型发电机多采用氢气冷却方式，即将氢气密封在发电机内部，使其循环。循环的氢气再由另设的冷却器通水冷却。氢气冷却有可分为氢气与铜线直接接触的内冷式（直接冷却）和氢气不直接与铜线接触的外冷式两种。
当前除了小容量（25MW及以下）汽轮发电机仍采用空气冷却外，功率超过50MW的汽轮发电机都广泛采用了氢气冷却，氢气、水冷却介质混用的冷却方式。在冷却系统中，冷却介质可以按照不同的方式组合，归纳起来一般有以下几种：
2.3.1 定、转子绕组和定子铁芯都采用氢表面冷却，即氢外冷；
2.3.2 定子绕组和定子铁芯采用氢表面冷却，转子绕组采用直接冷却（即氢内冷）；
2.3.3 定、转子绕组采用氢内冷，定子铁芯采用氢外冷；
2.3.4 定子绕组水内冷，转子绕组氢内冷，定子铁芯采用氢外冷，即水氢氢冷却方式；
2.3.5 定、转子绕组水内冷，定子铁芯空气冷却，即水水空冷却方式；
2.3.6 定、转子绕组水内冷，定子铁芯氢外冷，即水水氢冷却方式。
我厂2×600MW机组汽轮发电机采用水氢氢冷却方式，即发电机定子绕组采用水内冷，转子绕组采用氢内冷，定子铁芯采用氢外冷。
第二节冷却介质的性能比较
1. 冷却介质的种类和特性
氢冷发电机在正常运行时，使用氢气作为冷却介质，在发电机事故及停机检修时，则采用空气
作为冷却介质，CO
2、N
2
，则是气体置换过程中的中间介质。对于直接冷却的发电机，除了使用氢气
作为冷却介质外，也可以使用水和油。下面分析比较冷却介质的特性：
1.1 空气
空气优点是低廉，所需的附加设备简单，维修方便；缺点是机组的容量受到限制，而且机组容易脏污。
1.2 氢气（H
2
）
氢气冷却有如下优、缺点：
1.2.1优点：
1.2.1.1 通风损耗低，机械（指发电机转子上的风扇）效率高。这是因为在标准状态下，氢气
的密度是0.08987kg/m3，空气的密度是1.293kg/m3，CO
2的密度是1.977kg/m3，N
2
的密度是1.25kg/m3。
由于空气的密度是氢气的14.3倍，二氧化碳是氢气的21.8倍，氮气是氢气的13.8倍，所以，使用氢气作为冷却介质时，可使发电机的通风损耗减到最小程度。
1.2.1.2散热快、冷却效率高。因为氢气的导热系数是空气的1.51倍，且氢气扩散性好，能将热量迅速导出。因此能将发电机的温升降低10-15℃。
1.2.1.3 危险性小。由于氢气不能助燃，而发电机内充入的氢气中含氧又小于2%，所以一旦发电机绕组被击穿时，着火的危险性很小。
1.2.1.4 清洁。经过严格处理的冷却用的氢气可以保证发电机内部清洁，通风散热效果稳定，而且不会产生由于脏污引起的事故。
1.2.1.5在氢气冷却的发电机，噪音较小，而且绝缘材料不易受氧化和电晕的损坏。
1.2.2 缺点：
1.2.2.1 氢气的渗透性很强，易于扩散泄露，所以发电机的外壳必须很好的密封。
1.2.2.2氢气与空气混合物能形成爆炸性气体，一旦泄露，遇火即能引起爆炸。因此，在用氢冷却的发电机四周严禁明火。
1.2.2.3采用氢气冷却必须设置一套制氢的电解设备和控制系统，这就增加了基建投资及维修费用。
氢气冷却虽有以上一些缺点，但只要严格执行有关的安全规章制度和采取有效的措施还是可靠的，而其高效率冷却则是其它冷却介质无可比拟的，所以大多数发电机还是采用氢冷方式。
1.3 二氧化碳（CO
2
）
CO
2的密度是空气的1.52倍，显然，使用CO
2
作冷却介质，将会使通风损耗成正比地增加，发电
机的温度也会显著升高。
CO
2的表面散热系数是空气的1.132倍，且有较高的强行对流作用，但CO
2
的传热能力比空气弱，
仅是空气的0.638倍。两项综合比较，用空气冷却和用CO
2
冷却，对发电机的温升影响基本是一样的。
CO
2
与机壳内的水分化合后，其反应的生成物会在发电机各部分结垢，使通风恶化，并弄脏机件，
对绝缘有腐蚀作用。所以，不允许使用CO
2作为冷却介质长时间运行。但是，我们可以利用CO
2
与氢
气或空气混合时不会发生爆炸的特点，作为气体置换的中间介质。
1.4 氮气（N
2
）
氮气的密度、热传导率及表面散热系数都接近空气，所以，作为冷却介质使用时，其允许的最大负荷值与空气冷却时相同。另外，氮气具有比空气轻，比氢气重，并且不助燃的特点，可用来代替二氧化碳作为中间介质使用，这时对其纯度的要求是：氮的含量在96%以上，氧的含量应低于4%。
氮气作为化工副产品，常含有腐蚀性杂质，对发电机的绝缘材料起腐蚀作用，所以，氮气作为发电机的冷却介质不允许长期使用。
2. 氢气和水的特性比较
发电机在采用直接冷却方式时，普遍采用氢气和水作为冷却介质。它们与空气的性能比较如下：
表13-1 空气、氢气及水性能比较
从表中的吸热和散热能力看，液体冷却介质比气体冷却介质好。水具有较高的散热性能、粘度小，能通过小而复杂的截面。水的化学性能稳定，不会燃烧，而且具有价廉的特点。但它增加了水路系统，容易腐蚀铜线和漏水，使运行的可靠性降低。
氢气冷却具有通风功率和励磁功率低；装配方便，结构简单，负荷能力高，温度分布均匀等优点，使运行可靠性大为提高。
第三节电解制氢原理及其系统、设备
1. 电解制氢的原理及其工艺
1.1 制氢原理
高纯度的氢气是通过电解纯水而获得的，由于纯水的导电性能较差，则需加入电解质溶液，以促进水的电解。常用的电解质一般为NaOH或KOH。
将直流电通入加入NaOH水溶液的电解槽中，使水电解成为氢气和氧气。其反应式为：
1.1.1阴极反应：电解液中的H+（水电解后产生的）受阴极的吸引而移向阴极，最后接受电子而析出氢气，其放电反应是：
2H++2e → H
2
↑
1.1.2 阳极反应：电解液中的OH–受阳极的吸引而向阳极移动，最后放出电子生成水和氧气，
其放电反应是： 2OH–-2e → H
2O + 1/
2
O
2
↑
1.1.3 阴、阳极合起来的总反应式为：
2H
2O → 2H
2
↑+ O
2
↑
2．工艺流程
高纯度的氢气是通过电解纯水而获得的，由于纯水的导电性能较差，则需加入电解质溶液，以促进水的电解。电解产生的氢气和氧气，分别进入氢气分离洗涤器和氧气分离洗涤器，使气体与携带的碱液分离；分离出的碱液经过滤、冷却后，通过碱循环泵打至电解槽。分离后的氢气进入冷却器冷却，与氧气一同经气动差压调节后，经冷却、干燥进入贮存罐；氧气经过水封直接排入大气；电解消耗的水经过柱塞泵打入氢、氧分离洗涤器进入电解槽内。
3．氢氧化钠的作用
氢氧化钠等电解质是强的电解质，溶解于水后便电离，其电离反应式为： NaOH = Na++ OH-这
样是水溶液中有了大量的Na+与OH-。促进溶液的导电性能，便于水的电解。
氢氧化钠等电解质在水发生电解时，为何不被电解而仍留在溶液中呢？现简略说明如下：
3.1 金属离子在水溶液中的活泼性是不相同的，我们将它们依活泼性的大小排列起来，得到下列活动顺序：
K＞Na＞Ca＞Mg＞Al＞Mn＞In＞Fe＞Ni＞Sn＞Pb＞H＞Cu＞Hg＞Ag＞Au 上面排列中，前面的金属比后面的活泼，越往后的金属活泼性越差。
在以上活动次序中，H之所以列为金属，这是因为它能起金属的作用，在水中常成H+存在，而
且确实能被它前面的的金属置换。例如： Zn + H
2SO
4
= ZnSO
4
+H
2
↑
3.2 电极电位。金属的活动次序说明越活泼的金属越容易失去电子，活泼性较差的金属则容易
得到电子（前后金属比较而言）。从电化学理论上讲就是：容易得到电子的金属离子与不容易得到电子的金属离子相比较，因前者的电极电位高能得到电子而转为原子，而后者的电极电位低不能得到电子转为原子。这种电位叫“电极电位”。
H+和Na+比较，Na+的电极电位为-2.86，而H+的电极电位为-1.71。所以在同一水溶液中若同时存
在Na+和H+时，H+先放电而成H
2
。
3.3 离子的水化。水是极难电离的，但水中溶解有NaOH时，在Na+的周围。围绕着水的分子而成水合Na+，而且因Na+的作用使水分子有了极性方向。
当Na+带有极性方向的水分子迁向阴极时，H+首先放电而成H+，而Na+则仍存在于水中。
3.4 电解液中加五氧化二钒的作用
电解液配制时，须加入一定量的五氧化二钒（千分之二浓度）。五氧化二钒的加入，可对电极的活化起催化作用，能改变电极表面状态，增加电极的电导率；有利于除去电极表面的气泡，降低电解液的含气度；在铁、镍金属表面产生保护膜，从而起到缓蚀作用。
4. 制氢系统
电解水制取氢气的主要设备为电解槽。在电解槽后连有若干系统，其中主要是氢侧系统、氧侧系统及补给水系统，另外还有碱液系统。
4.1 氢侧系统。由电解槽各间隔分解出来的氢气汇集于总管，经氢侧分离器洗涤器、冷却器、压力调节阀，再经两级干燥吸附后，存入氢罐备用。
4.2 氧侧系统。由电解槽各间隔分解出来的氧气汇集于总管，经氧侧分离器洗涤器、压力调节阀和水封槽后，排放大气或存罐备用。
4.3 补给水系统。在电解水的过程中，水陆续地被消耗掉，所以必须连续不断地补充除盐水。系统通过加水泵将除盐水打至氢分离洗涤器中，来补充电解消耗的除盐水。
4.4 碱液系统。电解氢氧化钠水溶液时，各系统中的分离洗涤器中分离和洗涤下来的NaOH，经过过滤、冷却后重新打回电解槽中，所以从理论上讲， NaOH是不消耗的，但实际上因为泄露、氢和氧的水量携带等，NaOH的浓度在逐渐减小，因此每隔一定时期必须补充碱液。
5. 我厂制氢系统的主要设备
我厂一期4×600MW机组发电机冷却方式为水—氢—氢冷却，氢气由制氢站集中供给。
5.1 系统概述
本期工程设置两套10Nm3/h的水电解制氢装置及相应的设备。设置6台13 m3的贮氢罐。制氢系统设备布置在一独立的建筑区内，水电解制氢装置、氢气干燥装置、闭式除盐冷却水装置及电源控制装置布置在室内，贮氢罐及压缩空气储存罐露天布置。
制氢系统的启动、停止及运行采用微机进行控制。各设备及系统在启停、运行及事故情况下有工艺参数显示，系统各设备的正常启停、安全运行及事故设有报警功能，实现系统及各设备自动控制和连锁功能，包括送、补氢罐的自动切换等，与辅助车间水系统控制室进行通讯，能够执行远方监控。
电解水制氢系统的产品氢气达到如下品质指标：
纯度：≥99.9% 温度：≤40℃湿度：露点≤-50℃绝对湿度：≤0.0949g/ m3H
2水电解制氢系统中的碱液循环次数能达到每小时4~6次以上。制氢系统运行时氢（氧）气压力稳定，其数值随各装置的额定压力和运行情况而定；氢、氧气压差的波动范围小于0.5kPa，必须装设压力调节器。
5.2 系统组成
本工程制氢系统由三套装置组成。分别是制氢装置；氢气充罐及发电机补氢装置；加水、加碱装置。制氢装置主要负责制取氢气，由下述部件组成：电解槽、氢气干燥器、氢分离洗涤器、氧分离洗涤器、氢气气体分离器、氧气气体分离器、排水器、空气过滤器、碱液循环泵等。氢气充罐及发电机补氢装置由：管路、出口减压器、压力开关、压力表等组成。加水、加碱装置由：纯水箱、碱液箱、柱塞式注水泵等组成。
电解槽
电解槽的额定产氢量10Nm3／hr，运行氢压3.2Mpa。电解槽能在1.5~3.2MPa间压力下运行；电解槽的出力能在50％-110％范围内可调。电解槽隔膜的技术说明：气泡不能通过；能被电解液润湿，使溶液中的离子能顺利地通过；有足够的机械强度；在电解液中不被碱液腐蚀，不影响电解液的纯度．且化学稳定性强。
氢气干燥器
配备两套干燥系统，其中一套运行，另一套再生备用；再生方式选用原料气加热再生，且再生过程中无氢气放空；由下述部件组成：吸附器，工艺管路、阀门及一次仪表等；操作压力与制氢系统的运行压力相匹配；氢气流经该装置的阻力损失小于0.1MPa。
注水泵
注水泵选用柱塞式，且其流量能自动可调节，电机选用防爆电机。
储气罐
设置有8台容积13.9m3氢气储气罐和1台容积为5m3的空气储气罐。
氢气排水水封(2台)
氢气排水水封上设有一根排空管、一根补水管、一根溢流管及一根冷凝水接管。除排空管外，补水管、溢流管及冷凝水管与水封筒体的内接管均采用插入式，且补水管、溢流管的内部管端比冷凝水管的内管端低。
阻火器
一般设在氢气系统的设备放散管及用氢设备的氢气支气管上，以防止回火，阻止火焰蔓延，保证氢氧站及其贮送系统的安全生产及正常供气。
氢气检漏测定仪
该仪器能对两个及以上样点的氢含量进行自动巡回连续分析。当检测出氢气浓度达到某一定值时，能自动送出信号到控制系统，通过控制系统自动启动排风装置工作。当检测出的浓度已超过该定值，达到另一高值时，能送出报警信号，在控制系统中进行声光报警。该设备的测点响应时间不大于10s，巡回周期不大于2min；凡有氢气设备的房间或容易集聚氢气的地方都设置测点。
冷却系统
制氢冷却系统采用除盐水闭式循环冷却方式。该系统主要由螺旋板式换热器、循环冷却水泵、除盐水箱、电控柜、工艺管路、阀门及配件、一次仪表等组成。该系统中除盐水的流量需满足制氢系统冷却水总量的要求,为10m3/h。经循环冷却水泵后的除盐水压力应为0.3MPa 0.5MPa,除盐水入口水温≤45℃,经闭式循环热交换后的除盐冷却水温度应不超过33℃。工业冷却水流量需满足冷却系统设备所需冷却水量的要求，为20m3/h，工业冷却水进口温度≤30℃。循环冷却水泵应为两台，有联锁装置，互为备用。当工作水泵出现故障时备用水泵自动投入，并发出远传报警信号。
氮气系统（氮气瓶两组、8个）
提供制氢系统吹扫和置换用气；氮气瓶的最高工作压力为15MPa，容积为40L，气瓶外径为219mm。
第四节技术指标
1．氢氧化钠的质量标准
电解质NaOH的纯度，直接影响电解后产生气体的品质和对设备的腐蚀。当电解液中含有碳酸盐和氯化物时，会在阳极上发生下列有害反应：
2CO
32- + 4e = 2CO
2
↑+O
2
2Cl- + 2e = Cl
2
↑
这种反应不但消耗了电能，而且因氧气中混入了氯气，而降低其纯度。同时生成的二氧化碳立
刻又被碱液吸收，而又复原成碳酸钠，致使CO
3
2-的放电反应反复进行下去，白白地消耗了大量电能。另外，反应生成的氯气，也可被碱液吸收变成次氯酸钠和氯化钠，它们又有被阴极还原的可能，也要消耗电能。
为了提高气体纯度，降低电能消耗，要求氢氧化钠的纯度达到如下要求：
表13-2 氢氧化钠的纯度要求
2．补充水的质量标准
电解液中的杂质除来源于药品外，若补充水不纯净也会带入杂质。常用的补给水是汽轮机的凝结水，其质量要求如下：
外状：透明清洁；
电阻率: ＞105Ω.cm；
氯离子: ＜2mg/Ｌ；
铁离子: ＜１mg/Ｌ；
悬浮物: ＜1mg/Ｌ。
3．电解液的质量标准
电解液的主要质量指标是NaOH的浓度。在配制和运行监督中，为方便起见，重点是掌握其比重。因为NaOH浓度越高比重越大。其具体标准如下：
NaＯＨ电解液浓度: 20～26％；
含铁量: ＜3mg/Ｌ；
氯离子: ＜800mg/Ｌ。
为碱轻电解槽的腐蚀，在电解液中应加入0.2-0.3%的重铬酸钾或千分之二浓度五氧化二钒。重铬酸钾能在阴极表面生成三氧化铬保护膜，从而保护了阴极，并可防止阳极生成的次氯酸盐和平共处氯酸盐而在阴极上还原而消耗电能；五氧化二钒的加入，可对电极的活化起催化作用，能改变电极表面状态，增加电极的电导率，有利于除去电极表面的气泡，降低电解液的含气度，在铁、镍金属表面产生保护膜，从而起到缓蚀作用。
4．制氢系统中的气体纯度指标
《电业安全工作规程》规定，氢气纯度不低于99.5%，含氧量不应超过0.5%。如果达不到标准，应立即进行处理，直至合格。另外，氢气绝对湿度不大于5克/米3。
5．氢冷发电机内的气体纯度指标
《电业安全工作规程》规定，发电机氢冷系统中氢气纯度应不低于96%，含氧量不大于2%；如果达不到标准，应立即进行处理，直至合格。
6．氢冷发电机内的氢气湿度指标
发电机内氢气在运行氢压下的允许湿度的高限，应按发电机内的最低温度由表13-3查得；允许
湿度的低限为露点温度t
d
=-25℃。
供发电机充氢、补氢用的新鲜氢气在常压下的允许湿度为：新建、扩建电厂（站）：露点温度
t d ≤-50℃；已建电厂（站）：露点温度t
d
≤-25℃。
表13-3 发电机内最低温度值与允许氢气湿度高限值的关系
7．置换用中间气体的纯度
7.1 氮气纯度不低于95%，水分的含量不大于0.1%。
7.2 二氧化碳气体纯度不低于95%，水分的含量不大于0.1%，并且不得含有腐蚀性的杂质。
8. 电解槽的运行控制标准
8.1 氢气和氧气侧导气管内的温度不得超过80±5℃，一般控制在60±5℃，正常运行中不得低于45℃。
8.2 电解槽的电流只允许在厂家规定范围内变化。
8.3 电解槽的电压范围应控制在厂家规定的范围内，不得起过其最高值，相邻两极电压应控制在1.8-2.4伏，其差值不得超过0.3伏。
8.4 两个压力调节器的水位差不得超过100毫米。
8.5 电解系统的压力和贮氢罐的压力是相等的，其压力允许在1～10公斤/厘米2的范围内变化。
第五节氢冷发电机的气体置换
1. 气体置换的目的和方法
氢气与空气混合气是一种危险性的气体，在混合气体中，氢气含量达4%～76%范围内，就有发生爆炸的危险，严重时可能造成人身伤亡或设备损坏的恶性事故，因此，严禁氢气中混入空气。但在氢冷发电机由运行转入检修，或检修后起动投入运行的过程中，以及在某些故障下，必然存在着由氢气转为空气或由空气转为氢气的过程。这时，如不采取措施，势必造成氢所和空气的混合气体而威胁安全生产。
为防止发电机发生着火和爆炸事故，必须借助于中间气体，使空气与氢气互不接触。这种中间气通常使用既不自燃也不助燃的二氧化碳气体或氮气。这种利用中间气体来排除氢气或空气，或最后用氢气再排除中间气体的作业，叫做“置换”
另一种方法是采用抽真空的办法，将发电机内的气体抽出，以减少互相混杂。
为了便于进行置换和抽真空的操作，在发电机外部装了一套系统，即所谓的氢冷系统。
2. 机内气体的置换
2.1 概述
气体置换应在发电机静止或盘车时进行，同时密封油应投入运行。如出现紧急情况，可在发电机减速时进行气体置换，但不允许发电机充入二氧化碳气体在高速下运行。
2.2 排除发电机内的空气
气体在爆炸范围的上限时，混合气体中氢占76%，空气占24%，而空气中的氧占21%，所以爆炸上限的混合气体中，氧的含量为24%×21% = 5.04%。因此在充氢前，必须用惰性气体排除空气，使气体中氧气含量降低到小于5.04%。按此规律进行气体置换，发电机内将不存在爆炸性的混合气体。
充入两倍发电机容积的CO
2
气体，空气的含量将降低到14%，因此氧的含量也随之降为21×14% =
3%。在转子静止或盘车时，利用CO
2比重为空气的1.52倍的关系，把CO
2
从机座底部充入机内，则
充入约1.5倍发电机容积的CO
2
就足以排除空气，此时机内只有极少量的空气与二氧化碳混合。从发电机顶部采样，二氧化碳纯度读数应为95%左右。
注：二氧化碳必须在气体状态下充入发电机。
在水冷定子中，应注意防止二氧化碳与水接触，因为水中溶有二氧化碳将急剧增加定子线圈冷却水的导电率。
3．发电机充氢
氢冷发电机在正常运行时，氢气纯度应在95%或以上，在发电机高速旋转气体充分混合下进行气体置换时，把3.5倍发电机容积的氢气充入发电机，则发电机内的氢气纯度将能达到95%，然而在发遇机静止或盘车情况下，从发电机顶部汇流管充氢，只需加入2.5倍发电机容积的氢气，发电机内就能达到95%的氢气纯度，此时取样管路接通到机座的底部汇流管。
4．发电机运行时补氢
氢冷发电机在正常运行期间，当氢侧密封泵运行时，氢气纯度通常保持在96%或以上，当氢侧密封油泵关闭时，氢气纯度通常保持在90%或以上，必须补氢的原因是：
4.1 氢气的泄露。由于发电机运行中氢气的泄露，这就需要补氢以维持氢气压力（称漏补）。
4.2 空气的渗入。由于空气的漏入，因此要求补氢以维持氢气纯度（称纯补）。对于双流密封瓦密封系统，氢侧密封油压跟踪空侧密封油压基本保持相等。理论上，氢侧密封油和空侧密封油之间不能互相交换，但是由于两个油源之间压力上的变化，在双流密封瓦处将发生一些油量交换。进入空侧回油中的氢气，在空侧回油箱内由排烟机排除；进入氢侧回流的空气逸出汇入机内氢气中，时间长将导致氢压和纯度下降，为了保持氢压和纯度便必须漏补和纯补。
5．发电机排氢
发电机的排氢，是通过在机座底部汇流管充入二氧化碳，使氢气从机座顶部汇流管排出去。为了使机内混合气体中的氢气含量降到5%，应充入足够的二氧化碳。排氢应在发电机静止或盘车时进行，需要两倍发电机容积的二氧化碳。充二氧化碳时，纯度风机从发电机机座顶部汇流管采样，充入的二氧化碳应使二氧化碳纯度读数达到95%。
6．发电机排二氧化碳
发电机排氢后，二氧化碳也不宜长时间封闭在机内，如机内需要进行检修，为确保人身安全，必须通入空气把二氧化碳排出。由于空气比二氧化碳轻，可以通过临时橡皮管，二氧化碳排除后即拆除，把经过滤的压缩空气引入机内上方的汇流管，把二氧化碳从底部排出。
也可以打开机座顶部的人孔，用压缩空气或风扇把空气打入机内驱出二氧化碳。
如果须立即通过人孔观察或进入机内检查，应采取预防措施防止吸入二氧化碳，不允许用固定的压缩空气连接管来清除二氧化碳气体和氢气，因为如果不小心空气漏入氢气内，就会带来危害，造成产生爆炸性混合气体的可能性。
氢压机培训
1.压缩机简图 1 。压yā缩s uō机jī简介 压缩机组主要由机身，中体，气缸；曲轴，连杆，十字头，活塞组件，填料和气阀。 1）机身本体采用铸铁件铸造成型，在每个主轴承上部开口，以便拆装曲轴和连杆，在靠近电机端的主轴承为曲轴轴向定位轴承，轴承端有密封装置，防止润滑油泄露，轴承是铝质的，上面覆盖一层薄薄的巴式合金，主轴瓦采用轴承合金薄壁瓦。曲轴箱盖在发生紧急停车的情况下，30分钟后才能打开，过早的打开会发生爆炸的危险。 2）中体是连接机身与气缸的关键部件，由铸铁件铸造成型，在中体两侧开有大小窗口，主要是拆装填料及调整活塞间隙，检查活塞在往复运动时活塞杆平行度，（即活塞杆的偏心率0.04毫米，最高不超过0.07毫米），在滑道后端装有刮油装置，其功能是让曲轴箱
内的空气不与气缸和填料函内的氮气相混淆，使曲轴箱内的润滑油能够回收循环使用。 中体上部与底部开有专孔，可为隔离填料函通过氮气保护和压力填料函的水冷却及氮气保护提供通道和接口。 3）气缸表面采用水冷却，其内部有水套。冷却水在循环时，把压缩过程中产生的热量部分给带走，以改善气缸体的受热状况，气缸中气体管道接口流向均为上进下出，冷却水接口的流向均为下进上出，气缸内的缸膛，其工作面均为镜面且耐磨，要用干净的无纺布擦拭缸膛。 4）曲轴是压缩机的一个重要部件，采用优质碳钢整体锻造，曲轴箱内分别设有两个主轴颈和两个曲拐颈，两个曲拐颈成180度，提高其动力平衡性，主轴颈与曲拐颈分别有斜油孔，油孔与轴颈表面相惯处均倒圆抛光以提高曲轴的疲劳强度，润滑油由主颈轴压出，通过主轴斜油孔到达曲拐颈，然后再通过连杆上的油孔压到十字头轴销，以确保运动部件的润滑和冷却。 5）连杆是十字头与曲轴的连接件，它是由杆身，连杆大头轴承和连杆小头轴承及连接螺栓等组成，杆身采用机械性能较好的优质碳钢锻造成型，连杆螺母是冕型螺母，开有槽口，用开口销定位。连杆曲柄销轴承是两片壳体式铝质轴承，可以装在曲柄销上，连杆肘销轴承是一个整体的坚固的铝质衬套，是缩进连杆的眼里的。连杆的大小头有油孔贯通，润滑油可沿油孔直通大小头轴承，对大小头轴承进行润滑和冷却。如果运行间隙变的过大且轴承发出噪声，则应将其更换。 6）十字头为铸钢剖分式结构，十字头外侧有两个铝制衬套，十字头在滑块下设有垫片，便于安装和使用中调整，十字头与活塞杆通过连杆螺母进行连接，并用内齿形固定盖防松（A03），(A08)采用柱销式螺栓防松。螺栓十字头销采用碳化钢，通过与十字体锥度连接并借助与销钉使锥面紧贴，锥面上的键是用来防止销在孔座中转动，（如果衬套至销钉之间隙变过大，而使衬套发出噪声，则应将其换掉）。十字头与中体上下滑道间的润滑，是靠十字头的油眼通到中体上下滑道来达到。 7）活塞组件由活塞杆，活塞体和活塞环组成。活塞杆采用氮化合金钢，表面经过氮化处理，以提高其耐磨性，活塞环是压缩机中一个重要且容易磨损的零件，其作用是防止气体从气缸高压侧泄露到低压侧，它的材质，加工精度以及装配的好坏，均将直接影响压缩机的工作，现场的氢压机的活塞环采用填充聚四氟乙烯+碳-石墨的材料，适用于高压无油润滑的要求。 8）填料是阻止气缸内气体自活塞杆与气缸之间泄漏的组件，活塞杆密封的好坏直接影响压缩机的性能，对填料的基本要求是密封性能良好并耐用。现场的刮油器和压力填料箱的前端的密封填料是铜制填料，而后端的密封填料和隔离填料均为填充聚四氟乙烯+碳-石墨的材质。抛油环是当刮油环经过长期磨损，使机油泄漏沿着活塞杆渗出，此时抛油环在活塞杆往复运动的惯性下，将附着在活塞杆上的润滑油抛出保护活塞杆清洁，同时，也防止润滑油窜入气缸，引起气缸爆炸。当压缩机停止不用时，要打开氮气阀，使压缩机内部充满氮气，保护活塞杆及防止压缩机内部上锈。
发电厂新员工进入制氢站的安全要求
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发电厂新员工进入制氢站的安全要求由于氢气的重量轻，导热系数大，具有良好的冷却特性，采用氢气做发电机的冷却介质，能有效地将发电机产生的热量传导给冷却器，散发到发电机体外。 1．制氢设备及工艺流程 图2-16为DQ—4型电解氢系统图。制氢系统主要设备有电解槽、分离器、洗涤器、调压器、补水箱、氢气冷却器、氧气水封管及存氢罐等。 电解槽的作用是在极板上加入一定的电压，使槽中的氢氧化钾电解液电离产生氢气和氧气。 分离器是将氢(氧)气与电解液分离的装置，并确保电解槽运行温度在允许温度范围内。 洗涤器的作用是将带有微小雾滴的氢(氧)气通过水洗，将碱溶入水中回收，使氢(氧)气得到进一步的纯净。
调压器的作用是将电解槽中电解产生的氢气和氧气的压力调至相等。因为电解产生氢气的体积是氧气体积的2倍，若电解槽小室两侧压力不等，则氢侧压力升高而会渗入氧侧。 补水箱一方面为电解槽补充水，另一方面对氢气也有冷却和净化作用。 氢气冷却器是进一步冷却氢气温度至常温，然后送人贮氢罐。 制氢系统产生的氧气一般不再利用，因此一般不设水封管。水封的作用主要是与大气隔绝，也有净化、冷却作用。 贮氢罐是储存氢气的压力容器，应在其周围设有围栏。 2．安全注意事项 氢气虽然具有良好的冷却特性，但氢气的扩散性很强，一旦泄漏便会很快扩散开。同时氢气的渗透性也很强，且随温度、压力的升高而增大。
氢气易着火、燃烧和爆炸是氢气的重要特性，由此而引出了不少事故。1992年1月16日，某电厂氢区外的氢气管道泄漏，一行人路经这里，将烟头扔在泄漏氢气的管道附近引起氢气爆炸，草坪着火。 以上介绍，不难看出，制氢设备的安全特性是防止泄漏、禁止烟火。 防止制氢设备以及发电机氢冷系统氢气泄漏的措施，就是严格执行电业安全工作规程(热力和机械部分)中有关氢冷设备和制氢、贮氢装置运行与维护的规定。 禁止烟火。要求进人制氢现场的每一个人都遵守以下规定： (1)进入制氢站要进行登记，并交出随身携带的火种，同时不准穿带钉子的鞋，以防产生火花，发生氢气爆炸。 (2)禁止在制氢室中或氢冷发电机与贮氢罐近旁进行明火作业，或做能产生火花的工作，更不得在贮氢罐及氢管道附近点火除草或放炮等。 (3)电解槽是电解生成氢气的设备，不能向电解槽喷水，同时禁止用两只手分别接触到两个不同的电极上，以防发生电击伤事故。
发电厂电力安全培训资料
电力安全培训资料 重点了解《安全生产法》与从业人员的的相关内容，可以维护自身权益主要内容：（1）总则；（2）生产经营单位的安全生产保障；（3）从业人员的权利和义务；（4）安全生产监督管理；（5）安全生产事故的应急救援与调查处理；（6）法律责任；（7）附则。从业人员的权利和义务：权利①有权了解作业场所和工作岗位存在的危险因素、防范措施及事故应急措施；②有权对木单位安全生产工作中存在的问题提出批评、检举、控告、拒绝违章指挥和强令冒险作业；③发现直接危及人身安全的紧急情况时，有权停止作业或在采取可能的应急措施后撤离作业场所。义务①在作业过程中，应当严格遵守本单位的安全生产规章制度和操作规程，服从管理，正确佩带和使用劳动防护用品；②应当接受安全生产教育和培训，掌握木职工作所需的安全生产知识，提高安全生产技能，增强事故预防和应急能力；③发现事故隐患或其他不安全因素，应当立即向现场安全生产管理人员或则本单位负责人报告；接到报告的人员应及时予以处理。 三、安全管理基础1、安全术语（2）本质安全：通过设计等手段使生产设备或生产系统木身具有安全性，即使在误操作或发生故障的情况下，也不会造成事故。（3）安全管理：是为了在生产过程中保护劳动者的安全和健康，改善劳动条件，预防工伤事故和职业危害, 实现劳逸结合，加强安全生产，使劳动者安全顺利地进行生产所采取的一系列法制措施。（8）违章操作：员工不遵守规章制度，冒险进行操作的行为。（11）三级安全教育：入厂教育、车间教育、班组教育。（12）四不伤害：不
伤害自己、不伤害别人、不被别人伤害、帮助别人不受伤害。（14）职业安全：是指人们进行生产过程中没有人员伤亡、职业病、设备损坏或财产损失发生的状态，是一种带有特定含义和范畴的“安全”。（16）危险化学品：是指易燃易爆、有毒有害及腐蚀特性，会对人员、设施、环境造成伤害或损害的化学品，包括爆炸品、压缩气体和液化气体、易燃液体、易燃固体、自然物品和遇湿易燃物品、氧化剂和有机氧化物、有毒品和腐蚀品等。（17）重大危险源：是指长期或临时地生产、加工、搬运、使用或贮存危险物质，且危险物质的数量等于或者超过临界量的单元（包括场所和设施）。物的不安全状态、人的不安全行为、作业环境缺陷、管理缺陷。 生产厂区内的十四个不准一、加强明火管理，厂区内不准吸烟。二、生产区内不准无关人员进入。三、上班时间，不准睡觉、干私活，离岗和干与生产无关的事。四、在班前班上不准喝洒。五、不准使用汽 油等易燃液体擦洗设备，用具和衣物。六、不按规定穿戴劳动保护用品、不准进入生产岗位。七、安全装置不齐全的设备不准使用。八、 不是自己分管的设备、工具不准动用。九、检修设备时安全措施不落实、不准开始检修。十、停机检修后的设备、未经彻底检查、不准启用。十一、未办高处作业证、不带安全带，脚手架、跳板不牢不准登 高作业。十二、有限空间工作，未经批准, 不准作业。十三、未安装触电保安器的移动式电动工具，不准使用。 十四、未取得安全作业证的职工，不准独立作业；特殊工种职工，未经取证，不准作业。
煤制氢装置工艺说明书
浙江X X X X X X 有限公司 培训教材 煤制氢装置工艺说明书 二。一O年九月 第一章概述 1 设计原则 1.1本装置设计以无烟煤、蒸汽、空气为主要原料生产水煤气，然后经过一系列的净化变换处理生产工业氢气；生产规模：30000Nm3/h 工业氢气。 1.2本装置采用成熟、可靠、先进的技术方案，合理利用能源，降低能耗，节省投资。 1.3认真贯彻国家关于环境保护和劳动法的法规和要求，认真贯彻“安全第一、预防为主”的指导思想，对生产中易燃易爆、有毒有害的物质设置必要的防范措施，三废排放要符合国家现行的有关标准和法规。 1.4采用DCS集散型控制系统。 2 装置概况及特点 2.1装置概况 本装置技术采用固定床煤气发生炉制气、湿法脱硫、全低温变换、变压吸附 VPSA脱碳和（PSA提纯氢气的工艺技术路线，其中的变压吸附脱碳和提氢技术采用上海华西化工科技有限公司的专有技术。 本装置由原料煤储运工序、固定床煤气发生炉制水煤气工序、水煤气脱硫工序、水煤气压缩工序、全低温变换工序、变换气脱硫工序、变压吸附脱碳和提氢工序、造气和脱硫循环水处理工序以及余热回收等部分组成。 2.2装置组成 原料煤储运T造气T气柜T水煤气脱硫T水煤气压缩T全低温变换T变换气脱硫-变压吸附脱碳-变压吸附提氢 2.3生产规模 制氢装置的生产规模为30000NmVh ,其中0.6MPa产品氢7000 Nm3/h , 1.3 MPa 产品氢23000 Nm'/h。装置的操作弹性为30—110%年生产时数为8000小时。 2.4 物料平衡简图 本装置的界区自原料煤库出来的第一条输煤皮带的下料开始，至产品氢出口的最后一个阀门为止。
制氢题库
一．填空题 1.氢腐蚀有（）（）（）三种现象。 2.热传递的基本方式有（），（），（）。 3.锅炉的三大安全附件是指（）（）（） 4.转化催化剂中加入钾碱的作用是（） 5.影响转化催化剂寿命的最主要因素是（） 6.对于转化炉的风机，应先开（），后开（） 7.压力容器分为（）（）（）三类。 8.、锅炉系统的排污分为（）和（）两种 9.燃烧必备的三要素是（）（）（） 10.原料经过加氢脱硫的目的是（） 11.氢气的爆炸极限是（） 12.加氢催化剂预硫化介质是（） 13.转化催化剂还原条件：入口（），床层出口温度( )，循环气中H2( )，H 2空速( )，H 2 O/H( ),在达到上述条件后( )小时 14.制氢装臵开工前催化剂要经过（）、（）、（）、（） 等几个阶段处理。 15.影响加热炉热效率的主要因素有（）和（） 16.影响催化剂寿命的主要因素是（）和（） 17.转化炉点火要遵循（）、（）的原则，防止（） 18.加热炉的“三门一板”是（）、（）、（）和（） 19.氢脆的条件是：必须有（）存在，且温度适宜，并且有水存在 20.转化引蒸汽时，转化入口温度应大于（）℃ 21.、汽包液位应保持在（） 22.汽水循环方式主要有（）（）两种 23.转化降量的原则先降（）再降（）后降（） 24.润滑油的作用有（）（）（）（）（）（）（） 25.转化催化剂结盐主要是（） 26.离心泵的工作点不恰当的话很容易产生（）现象 27.计量泵属于（） 28.转化和PSA系统臵换合格的标准是（） 29.灭火的四种基本方法（）（）（）（） 答案1氢蚀、氢鼓泡、氢脆 2传导、对流、辐射 3安全阀、压力表、水位计4抗积炭 5结炭 6引风机、鼓风机 7一级、二级、三级 8连续排污、间断排污 9可燃物、助燃物、着火源 10避免转化催化剂中毒 11.4-74%12氮 气 13. 入口480－500℃、床层出口温度≤750℃、循环气中H 2≥60％)，H 2 空速(≥300/时)，H 2 O/H (≤7), 在达到上述条件后8－12小时14. 装填、干 燥、预硫化、还原15烟气出炉温度、过剩空气系数 16中毒和结碳 1 7均匀、对称，转化炉管受热不匀18风门、油门、汽门和烟道挡板 19硫化物20. 320℃21. 40%——70% 22. 自然循环强制循环23燃料原料蒸汽24润滑冷却冲洗保护减震卸荷密封25蒸汽质量不合格26气蚀 27往复 式泵 28氧气O 2 <0.5%，烃类含量<1%29隔离、窒息、冷却、抑制 30，我装臵转化催化剂型号为（），活性组分为（）。
电厂制氢站爆炸应急预案
电厂制氢站爆炸应急预案 批准： 审核： 编写： ××××发电厂 目录 1 总则 2 概况 3 应急预案内容 3.1 应急指挥机构及其职责 3.2 危急事件的预防 3.3 应急预案的启动 3.4 危急事件的应对 3.5 生产、生活维持或恢复方案 1 总则 1.1 制氢站如发生爆炸危害极大，直接威胁机组安全运行,会导致严重后果，制氢站多是因为氢气漏泄而引起爆炸。为了最大限度减轻制氢站氢气系统爆炸事故，避免因氢系统爆炸造成人身伤亡及设备损坏的发生，加强对氢系统爆炸事故处理的综合指挥能力，提高快速反应和协调能力，最大限度地减轻爆炸造成的损失，根据《大唐集团公司安全生产危机事件管理工作规定》的通知，制定《×××电厂制氢站爆炸应急预案》。 1.2 本预案按照“安全第一、预防为主”的方针，以“保人身、保电网、保设备”为原则，结合《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》内容。 1.3 制氢站氢气系统爆炸是指发电厂制氢站内氢电解系统、氢储系统的爆炸。换言之，氢气系统爆炸是指制氢站氢气发生爆炸从而引起的事故。 1.4 制氢站氢气系统爆炸的应急处理，需要动员厂内的公安、消防、医院、物资部门及各单位的力量，厂长是本危机事件管理工作的第一责任人，全面负责本单
位的危机事故管理工作。化学分场主任是本单位危机事件的第一责任人。化学分场各班组和个人都有参与危机事件处理的责任和义务。 2 概况 2.1化学分场制氢站负责对厂内6、7、8、9号机组的发电机供氢工作，氢是发电机的冷却介质。及时补充充足、合格的氢气是现场发电机稳定、可靠运行的重要组成部分。因为氢气渗透性强，与空气混合后易发生火灾、爆炸等严重后果。因此，做好氢气系统防火、防爆是保证发电机正常运行和保证周围生产、生活正常进行的一项非常重要的工作。 2.2 化学分场制氢站采用电解水制氢的工艺，制氢设备为哈尔滨机联机械厂生产的DQ-4型制氢设备，正常出力为每小时产氢4m3,最大工作压力为1.0Mpa，共两套设备切换运行。制氢设备制备符合要求的氢气后，导入储氢罐内储存，根据现场需要，通过管路输送到现场。 3 应急预案内容 3.1 应急指挥机构及其职责 3.1.1应急指挥机构的组成： 组长： 副组长： 成员： 3.1.2应急指挥机构的职责： (1)在氢站氢系统发生爆炸事故后，立即按本预案规定的程序，组织有关力量赶赴现场进行事故处理，使损失降到最低限，迅速进行恢复和满足现场送氢的需要。 (2)负责向****发电股份有限公司报告本厂的事故情况和事故进展情况。 (3)负责氢气系统爆炸发生后，涉及到临时封闭道路及其它影响到附近居民的解释和宣传工作。爆炸扑救后，负责组织对现场的恢复工作。 (4)各应急小组在氢气系统爆炸发生后，应立即按职责分工，赶赴现场组织事故处理，首先，要按照保人身、保设备的原则，如现场发电机氢系统指标不符合要求，应考虑停止机组运行，避免重大设备损坏事故；尽快恢复氢系统运行。 (5)事故处理期间，要求各岗位尽职尽责，联络渠道要明确畅通，联络用语规范，认真做好有关情况的记录工作。
制氢站使用维护说明书(天津大陆)
制氢站 1 水电解制氢装置用途 ---------------------------------------------------------- 2 2 水电解制氢装置工作原理 ----------------------------------------------------- 3 2.1 水电解制氢原理--------------------------------------------------------- 3 2.2 氢气干燥工作原理 ------------------------------------------------------ 3 3 FDQG10/3.2-IV型水电解制氢干燥装置系统详述：------------------------ 3 3.1 氢气制备及干燥系统---------------------------------------------------- 3 3.2 除盐水冷却系统--------------------------------------------------------- 4 3.3 气体分配系统 ----------------------------------------------------------- 5 3.4 储气系统 ---------------------------------------------------------------- 5 3.5 仪表气系统-------------------------------------------------------------- 5 3.6 制氢干燥部分主要设备的功能简述------------------------------------- 5 4 制氢干燥系统工作流程-------------------------------------------------------- 7 4.1 制氢干燥设备作业简介 ------------------------------------------------- 7 4.2 制氢干燥设备加水、补碱简介------------------------------------------ 8 4.3 配碱：------------------------------------------------------------------- 8 4.5 碱液从系统回收至碱箱 ------------------------------------------------- 9 4.6 制氢干燥过程 ---------------------------------------------------------- 10 4.7 N2置换流程------------------------------------------------------------- 13 5 FDQG10/3.2-IV型循环水电解制氢及干燥操作规程----------------------- 14 5.1 工艺部分开车前准备--------------------------------------------------- 14
加氢班长题库
加氢班长试题 一、填空题 1、反应系统压力波动的影响因素有新氢量变化、原料带水、反应温度变化。 2、加氢装臵的主要腐蚀来自于硫化氢与氢。 3、停工时反应器要进行热氢汽提，目的是为了赶走沉积在催化剂表面的油气分子，防止其在静态下缩合结焦，这一过程中要求循环氢中H S的体积含量≮ 2 0.1V％。 4、加氢催化剂再生是放热反应，再生过程中不仅焦炭与氧反应放出大量热量，而且硫化态催化剂与氧反应也放出热量，因此，再生时要控制好空气注入量，其比例一般在0.5-1V％之间为宜。 5、提降反应器进料量和入口温度应遵循原则。先提量再提温、先降温后降量 6、加氢反应的特点是耗氢、放热和体积减小。 7、影响加热炉热效率的主要因素有排烟温度和过剩空气系数 8、用火管理和要求中的三不动火是指没有经过批准的动火票不动火，没有落实防火措施不动火，没有监火人不动火； 9、上岗禁止穿铁钉类鞋和化纤类衣服，在易燃易爆区检修不得使用黑色金属或能产生发生火花的工具； 10、锅炉的三大安全附件是指安全阀、液位计、压力表 11、我装臵的产汽设备有废热锅炉、余热回收器、对流室废热锅炉段； 12、润滑油作用有润滑、冷却、冲洗、保护、减震、泄荷、密封； 13、影响催化剂寿命的主要因素是硫中毒和结碳 14、转化降量原则是先降燃料气，再降原料量，最后降蒸汽量； <0.5%，烃类含量<1%； 15、转化和PSA系统臵换合格的标准是氧气O 2 16．对吸收来说，适当降低操作温度，提高吸收质的分压是有利的。 17、吸收传质中扩散的两种方式是分子扩散、对流扩散。 18．精馏塔分为板式塔、填料塔两种。 19.管壳式换热器有三种,固定管板式列管换热器,浮头换热器,U型管式换热器。 20.换热器试压时通过观察压降的变化来检验是否内漏。 21. 火嘴的一次风门主要作用是提供燃烧空气。 22. 火嘴的二次风门主要作用是补充空气，并起调节火焰角度的作用。 23. ＣＳ2常温常压下为无色液体，容易挥发 ,难容于水。 24. 对于以干气为原料的制氢流程，一般脱硫采用氧化锌催化剂。 25. 防硫化氢有毒气体的过滤罐用灰色的4#或黄色的7#罐。 26. 压力容器所用的压力表每年至少要检验一次，检修完毕应填写检验记录和检验合格证，并加铅封。 27. 压力表表盘刻度极限值为容器最高工作压力的1.5-3倍，中压容器压力表精度不低于1.5级。 28. 汽油馏分<200℃，煤、柴油馏分200℃-350℃，润滑油馏分350℃～500℃。 29. 物质的密度与规定温度水的密度之比称为比重。 30. 气体在标准状态下的密度与空气标准状态下密度之比称气体比重。
电厂安全教育培训制度
仅供参考[整理] 安全管理文书 电厂安全教育培训制度 日期：__________________ 单位：__________________ 第1 页共4 页
电厂安全教育培训制度 一、目的 提高参加电厂建设的各级各类员工的安全素质和安全技术技能，确保全体员工能够完成其承担的安全健康、环境保护和文明施工的任务。 二、适用范围 本细则适用于大同煤矿集团塔山2660MW坑口电厂（二期扩建）工程脱硫系统EPC项目的各级各类人员和与大同煤矿集团塔山2660MW坑口电厂（二期扩建）工程脱硫系统EPC项目有合同关系的外协单位和个人。 三、职责 1安保部负责对项目部领导、部门负责人、二级单位第一安全责任人，主管生产技术负责人和安全员进行安全教育与培训考试；对各外协单位经理、生产经理、安全员进行安全教育和培训考试。 2各二级单位的安全专工负责所属单位的全体员工、临时用工的安全教育和培训考试；各外协单位的安全员对本单位的进场员工进行安全教育和培训考试；所有考试成绩报项目安全保卫部。 3安全保卫部对3.1、3.2全体员工的教育、培训考试进行统一登记备案、归档。 4一年一度的全员安规考试由安全保卫部进行统一组织，统一试卷，统一时间，统一进行。 四、细则 1开工前所有进场的人员必须进行不少于2个工作日的安全教育培训。 2按照国家与行业的法律、法规、规章制度的内容，组织安全考试。 第 2 页共 4 页
3安全考试合格人员，通过项目部登记，办理身份胸卡，才能进场作业。无证人员入场将视为安全隐患的因素，进行处理。 4按照电力行业、业主的要求，每年组织一次全员安规考试，并上报公司安保部和业主。 5每周一上午两小时为全员安全学习时间，进行系统的学习培训。不管工期多紧，任务多重，安全学习时间必须得到保证，以增强员工的安全和自我保护能力，各单位做好学习记录。 6经允许临时进入施工现场的人员，由接待单位进行安全交底和安全教育，发给临时通行证和安全防护用品，方可进入现场，离开时归还发放单位，严禁未经允许的任何人员进入施工场地。 7经允许来访的上级领导，参观考察人员，综合办公室应提前通知安全保卫部，安全保卫部向上述人员介绍施工场地的基本情况和注意事项，提供必需的安全进场用品。并由接待部门派专人陪同方可进入施工现场。 8项目安全保卫部要定期或者不定期的对各所属施工单位的安全教育和每周的安全学习情况进行检查，并指导工作。 9项目安全保卫部综合运用安全录像、幻灯、电视、计算机网络、广播、板报、实物、图片、演讲、竞赛等多种形势进行宣传，普及安全技术，环境保护、劳动卫生知识，提高员工的安全意识。 10项目部和所属各单位要按各自的职责建立完整的安全教育、培训档案。 五、记录管理 1培训记录由各主办单位保存。 2考试成绩统一由安保部登记保存。 第 3 页共 4 页
气制氢装置工艺流程简介及主要设备情况说明
制氢装置工艺流程简介及主要设备情况说明 天然气制氢装置于2008年从中石化洞氮合成氨车间原料气头部分搬迁至神华。当年设计、当年施工，当年投产。目前运行良好。 工艺流程简要说明如下。 界区来的1.5MPa压力等级的天然气或液化干气在0101-LM和116-F脱液和除去杂质，进入原料气压缩机102-J压缩至4.2MPa， 通过调节进入转化炉对流段加热至350℃左右，进入加氢反应器 101-D加氢（有机硫转化为无机硫），氧化锌脱硫反应器108- DA/DB除去无机硫（H2S），然后与装置内中压蒸汽管网来的 3.5MPa等级的蒸汽混合，在转化炉对流段加热至500±10℃，进入一段转化炉101-B，在镍系催化剂和高温的作用下反应，约80%左 右的原料气转化生成CO、CO2、H2，工艺介质的温度从810℃降至330℃，其中的热量在废热锅炉101-CA/CB、102-C中得到回收利用，副产10.0MPa压力等级的蒸汽，减压并入装置内3.5MPa蒸汽管网。降温后的工艺介质进入高变反应器104DA将大部分的CO变换成 CO2，回收部分氢气，再在低变反应器104DB中反应，将少量的 CO变换成CO2和H2，经过热量回收和液体脱除后，工艺介质进入脱碳系统吸收塔1101-E，与上部下来的碳酸钾溶液对流换热、脱除CO2，吸收了热量和CO2的碳酸钾溶液从塔底进入再生塔1101-E 再生，脱除CO2后的工艺介质（氢气含量大于93%）从吸收塔顶去PSA工序，经过变压吸附得到纯度为99.5%以上的氢气，经压缩至3.0MPa送至全厂氢气管网，经过变压吸附吸附下来的富甲烷气作为燃料送至装置内转化炉燃烧。流程简图如下：
氢气安全知识题库
氢气知识题库 氢气在生产现场中属于重大危险源，全面学习并掌握好相关知识，对保证安全生产有重要意义。我厂的#3、4发电机的冷却介质为氢气，而对氢气系统的认识、运行、维护等等，对我们来说是个全新的课题。因此，本年度冬季安全培训活动将其列为学习重点。 氢气本身的性质,决定了其对发电机的优越冷却效果。但众所周知，氢气一旦与少量氧气(或空气)混合,会形成极具破坏性的爆炸气体,导使设备损坏及人身伤亡事故。但充分认识安全使用氢气的重要性，加强安全教育，从理论上理解发生事故的机理、按规程操作，小心谨慎从事，是可以避免事故的。 1、氢气的一般知识 氢气是无色无嗅无味无毒的气体，密度为0.09kg/m3（标准状况），是各种元素中质量最轻的一种，沸点-253℃，熔点-259℃。看不见、摸不到、闻不着。 氢气，微溶于水，渗透性强、扩散快、易着火、燃烧和爆炸，是一种窒息性气体。当空气中含量达50%时，人有明显症状，浓度达75%即可致死。氢气在空气中着火点所需的能量仅为20微焦，很容易着火，而一般化纤织品摩擦所产生的静电火花的能量就比20微焦大好几倍，所以在一般想象不到的情况下
即可引起氢气的燃烧。 爆燃，是氢气燃烧的瞬间，扩散而且在扩散的范围内有连锁反应，燃烧所供给的氢气不继续，爆燃时有爆鸣声，爆燃时火焰的速度是音速范围。 爆轰，是爆燃的进一步扩大，即爆轰时氢气的量比爆燃充足，爆轰的冲击波是超音速范围。爆炸是爆燃、爆轰的合并现象，即爆炸时氢气的量比爆轰更大，尤其在封闭状态下则危险性更大。氢能自燃而不能助燃，氢与氧的的混合气体点燃时有爆鸣声，氢与氧（或空气）混合时在极短的时间内就能形成均匀状态，燃烧时放出大量的热，体积急剧膨胀造成爆鸣声。 氢与氧的混合气体中，氢的含量在4～7%时就能爆炸.纯氢在空气中燃烧呈兰色火焰，温度1000～12000C。 2、我厂制氢设备的特点 采用ZhDQ-32/10-W2的中压水电解制氢设备。体积小而出力大，压力为3.2Mpa ，每小时产氢量10立方米。采用微机控制模式，自动化程度高，液位、压力、碱液流量、补水及温度调节全部自动。主要设备：电解槽、气体冷却及分离装置、氢气干燥装置、除盐水冷却装置、氢气储罐等。 氢气爆炸是由于氢气不纯,氢气中混入氧气或空气,形成爆炸的条件,这种爆炸的范围很广，如在不同温度下氢气和空气混合后的爆炸界限,氢气的浓度增大、环境温度升高爆炸区都在扩
水电解制氢设备系列说明书
水电解制氢设备 操 作 使 用 手 册 \ 苏州竞立制氢设备有限公司
1、简述 1.1、氢气的性质和用途： 氢是自然界分布最广的元素之一，它在地球上主要以化合状态存在于化合物中。在大气层中的含量却很低，仅有约1ppm（体积比）。氢是最轻的气体,它的粘度最小，导热系数很高，化学活性、渗透性和扩散性强（扩散系数为0.63cm2/s，约为甲烷的三倍），它是一种强的还原剂，可同许多物质进行不同程度的化学反应，生成各种类型的氢化物。 氢的着火、燃烧、爆炸性能是它的特性。氢含量范围在4-75%（空气环境）、4.65-93.9%（氧气环境）时形成可爆燃气体，遇到明火或温度在585℃以上时可引起燃爆。 压力水电解制出的氢气具有压力高（1.6或3.2MPa）便于输送，纯度高（99.8%以上）可直接用于一般场合，还可以通过纯化（纯度提高到99.999%）和干燥（露点提高到-40～-90℃）的后续加工，可以作为燃料、载气、还原或保护气、冷却介质，广泛应用于国民经济的各行各业。 1.2、水电解制氢原理： 利用电能使某电解质溶液分解为其他物质的单元装置称为电解池。 任何物质在电解过程中，在数量上的变化服从法拉第定律。法拉第定律指出：电解时，在电极上析出物质的数量，与通过溶液的电流强度和通电时间成正比；用相同的电量通过不同的电解质溶液时，各种溶液在两极上析出物质量与它的电化当量成正比，而析出1克当量的任何物质都需要1法拉第单位96500库仑（26.8安培小时）的电量。水电解制氢符合法拉第电解定律，即在标准状态下，阴极析出1克分子的氢气，所需电量为53.6A/h。经过换算，生产1m3氢气（副产品0.5m3氧气）所需电量约2393Ah，原料水消耗0.9kg。 将水电解为氢气和氧气的过程，其电极反应为: 阴极: 2H 2O + 2e →H 2 ↑+ 2OH- 阳极: 2OH-- 2e →H 2O + 1/2O 2 ↑ 总反应: 2H 2O →2H 2 ↑+ O 2 ↑ 由浸没在电解液中的一对电极，中间隔以防止气体渗透的隔膜而构成水电解池，通以一定电压（达到水的分解电压1.23V和热平衡电压1.47V以上）的直流电，水就发生电解。根据用户产量需求，使用多组水电解池组合，减小体积和增加产量，就形成水电解槽的压滤型组合结构。 本公司生产的压力型水电解槽采用左右槽并联型结构，中间极板接直流电源正极，两端极板接直流电源负极，并采用双极性极板和隔膜垫片组成多个电解池，并在槽内下部形成共用的进液口和排污口，上部形成各自的氢碱和氧碱的气液体通道。由电解槽纵向看，A、B系列的氧气出口设计在中心线靠直流铜排一侧（氧铜侧），C、D、E、F系列的氢气出口设计在中心线靠直流铜排一侧（氢铜侧）。 我公司生产的压力型水电解槽，目前标准产品操作压力为1.6MPa和3.2MPa两种。具有结构紧凑，运行安全，使用寿命长的特点，电解液采用强制循环，电解消耗的原料水由柱塞泵自动补充，相关参数实现自动监测和控制。。正常生产时采用30％KOH水溶液作为电解液，槽温控制在85-90℃左右，兼顾隔膜垫片的使用寿命和降低能耗的要求。 水电解制氢的电解需要低电压、大电流的可调直流电源。工业上采用带平衡电抗器的
制氢试题库
一、名词解释： 1.绝对湿度：单位体积气体中所含水蒸气的含量，单位为g/m3。 2.相对湿度：指在某一温度下，每立方米气体所含水蒸气的质量与同温度下每立方米气体所能含有的最大水蒸气质量 之比。相对湿度用%表示。 3.露点：指气体在水蒸气含量和气压不变的条件下，冷却到水汽饱和结露时的温度。 4.电解：在电流的作用下，将溶解或熔融状态下的电解质分解成新物质的过程。 5.催化剂：能改变化学反应速度而本身反应前后的组成和质量均保持不变的物质。 6.电解质：在熔融状态或溶液状态下能导电的化合物。 7.阳极：在电化学反应中，发生氧化反应的电极为阳极。 8.阴极：在电化学反应中，发生还原反应的电极为阴极。 9.正极：在原电池中电流自阴极经外电路流向阳极的放电过程，阴极电位较高，为正极。 10.负极：在原电池中电流自阴极经外电路流向阳极的放电过程，阳极电位较低，为负极。 二、填空题 1.氢站电解液中以五氧化二钒为添加剂，加入量按所配制电解液重量的（2‰）。 2.氢站电解槽工作温度控制在（85～90）℃。 3.氢站电解槽直流额定电流控制在（920）A。 4.氢站电解液浓度要求为（26%）的NaOH溶液或（30％)的KOH溶液。 5.氢站启机过程中待氧槽压升至（0.8）MPa时投液位联锁。 6.氢站启机过程中当氧槽温达（68）℃时氢中氧分析仪送电。 7.氢站停机过程中，若干燥器温度大于(100)℃，干燥器需强制吹冷。 8.当强碱溅到眼睛内和皮肤上时，应迅速用大量的清水冲洗，再用（2%稀硼酸）溶液清洗眼睛或用（1%醋酸）溶液清 洗皮肤。 9.氢气与空气混合（按体积比）爆炸上限是（75%），下限是（4%）。 10.发电机氢冷系统中氢气纯度不低于（96%），含氧量不应超过（2%）。 11.电解水制氢，当电解液浓度降低时，电解槽的（电流）、（温度）和（产气量）都会降低。 12.常用的氢气瓶规定外表涂漆颜色应是（深绿色）。 13.发电机由二氧化碳臵换空气，排气中二氧化碳的含量小于等于（10％）。 14.制氢系统需动火时，应保证系统内部和动火区氢气含量布超过（0.4%）。 15.我厂制氢设备氢气产量（10）Nm3/h。 16.我厂制氢设备总电流（920）A。 17.我厂制氢设备总电压（68）V。 18.我厂制氢设备每个贮氢罐容积为（13.9）m3。 19.发电机由氢气倒为CO2时，排气中CO2含量应（>95）%。 20.发电机由空气倒为CO2时，排气中CO2含量应（>95）%。 21.发电机由CO2倒为空气时排气中CO2含量（≤10）%。 22.发电机由CO2倒为H2时H2纯度（>96）%。 23.CO2瓶中CO2的纯度（≥97）%。 24.N2瓶中N2的纯度（>97） 25.制氢站空气的含H2量应（<3）%。 三、选择题： 1.氢、氧分离塔内的电解液液位，在正常运行时应该是（ B ）。 （A）氢略高于氧；（B）氧略高于氢；（C）氢处在高位；（D）氧处在高位。 2.电解槽的电源采用（A）。 （A）直流电；（B）交流电；（C）交、直流两用；（D）交、直流切换。 3.整流柜的作用是为电解制氢装臵提供（C）。 （A）控制信号；（B）交流电源； （C）直流电源；（D）恒流电源。4.氢气冷却器后的出口温度应不大于（C）。 （A）10℃；（B）20℃；（C）30℃；（D）40℃。 5.制氢系统补入的水是（D）。 （A）生水；（B）软化水；（C）净水；（D）除盐水。 6.氢气和氧气的混合气体是一种爆炸性气体，其爆炸下限为（B）。 （A）3.65%H2+94.5%O2; （B）4.65%H2+93.5%O2; （C）5.65%H2+92.5%O2; （D）6.65%H2+91.5%O2. 7.氢气干燥器再生程序是（D）。 （A）自冷、吹冷、加热；（B）吹冷、自冷、加热； （C）加热、自冷、吹冷；（D）加热、吹冷、自冷。 8.氢气干燥装臵在再生过程中用的再生气是（B）。 （A）氮气；（B）氢气；（C）二氧化碳；（D）惰性气体。 9.水电解制氢过程中“氢中氧”表计指示应小于（A）才合适。 （A）0.2%；（B）0.3%；（C）0.4%；（D）0.5%。 10.水电解制氢过程中“氧中氢”表计指示应小于（A）才为合格。 （A）0.8%；（B）0.7%；（C）0.6%；（D）0.5%。 11.氢冷发电机检修前，必须进行冷却介质（D）。 （A）冲洗；（B）排放；（C）回收；（D）臵换。 12.电解室要保持良好的通风以防止氢气（C）。 （A）着火；（B）燃烧；（C）聚集；（D）爆炸。 13.补水泵的启动与停止是由（A）决定的。 （A）氢分离塔液位；（B）氧分离塔液位； （C）补水箱液位；（D）碱液箱液位。 14.使空气中水蒸气刚好饱和时的温度称为（D）。 （A）湿度；（B）相对湿度；（C）绝对湿度；（D）露点。 15.氢气干燥器内吸附剂的再生实际上是（D）。 （A）恒温干燥；（B）减温干燥；（C）变温干燥；（D）加热干燥。 16.二氧化碳臵换排氢是从发电机的（D）。 （A）顶部进入；（B）上部进入；（C）中部进入；（D）下部进入。 17.在制氢设备运行过程中，槽温过高的主要原因是（B）。 （A）补水量不足；（B）冷却水量不足；（C）电解液浓度低；（D）整流柜输出电流大。18.电解槽产生的氢气纯度略高于氧气纯度，氢气中的主要杂质是（A）。 （A）氧气和水蒸气；（B）二氧化碳和氧气；（C）二氧化碳和水蒸气；（D）氮气和氧气。 19.能比较彻底地除氢气中水分的方法是（D）。 （A）冷却法；（B）变温法；（C）吸附法； （D）发电机外吸附法和发电机内冷却法两者配合。 20.不能作为中间气体的是（A）。 （A）氧气；（B）氮气；（C）二氧化碳；（D）氦气。 21.氢站在线氢中氧气体分析仪中装有硅胶，正常未吸潮时的颜色应为（A）。 （A）蓝色；（B）黄色；（C）红色；（D）黑色。 22.因工作需要进入氢站的人员必须（D），并不得穿化纤服和带铁钉的鞋子。 （A）经有关领导批准；（B）使用铜制工具；（C）持有动火工作票；（D）交出火种。 23.在制氢站、氢冷设备、储氢罐等处进行检修工作时，应使用（B），以防止产生火花。 （A）铁制工具；（B）铜制工具；（C）木制工具；（D）钢制工具。 24.制氢设备着火时，应立即停止运行，并切断电源、排除系统压力，用（B）灭火。 （A）清水泡沫灭火器；（B）二氧化碳灭火器；（C）酸碱泡沫灭火器；（D）四氯化碳灭火器。 *****发电分公司发电运行部化水专业 制氢系统试题库
电厂制氢站调试及问题探讨
电厂制氢站调试及问题探讨 发表时间：2017-10-19T15:17:34.497Z 来源：《防护工程》2017年第16期作者：贾博潘好伟王雪梅[导读] 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。 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。 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。