发电厂供氢站运行操作手册.docx

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发电厂供氢站运行操作手册

XXXXXXXX电厂

供氢站运行操作手册

编制单位：

南京晨虹氢业有限公司

2011年2月22日

1、供氢系统概述――――――――――――――――――――――――2

2、供氢站设计条件与环境条件――――――――――――――――――4

3、主要设备规范――――――――――――――――――――――――5

4、启动前应具备的条件―――――――――――――――――――――8

5、系统启动前的检查与准备工作―――――――――――――――――9

6、辅助系统启动步骤――――――――――――――――――――――9

7、氢气进系统操作程序―――――――――――――――――――――11

8、启动运行组织措施：

―――――――――――――――――――――12

9、启动运行安全措施――――――――――――――――――――――12

10、备品备件――――――――――――――――――――――――――13

11、系统常见故障原因及排除方法―――――――――――――――――13

12、汇流排电气控制系统使用说明书――――――――――――――――14

一、供氢系统概述

1、XXXXXXXX厂2×660MW燃煤发电机组工程的供氢设备，是由供氢汇流排、氢气纯度仪、氢气湿度仪、氢气检漏仪、控制柜、氢瓶组、氢瓶集装格、液压推车、氮气钢瓶及其固瓶架等组成。

2、供氢系统按现场无人值守要求设计，氢气纯度仪、氢气露点仪、氢瓶库氢气浓度检漏仪、一级减压前各供气单元母管压力、一级减压后供气总管压力、各补氢管压力检测、各瓶组单元运行工况（运行、备用、空置）除就地控制柜显示外，同时提供4～20mADC信号远传至买方集中控制室的硬接线接口和通讯接口。

3、供氢系统采用全自动切换，自动切换在三个瓶组单元间进行：

正常三个瓶组单元分别为：

运行单元、实瓶单元、空置单元，当运行单元供氢母管压力低于1.2MPa时，自动切换投入实瓶单元。

此后汽运调进瓶组接入空置单元，同时调走空瓶组形成新的空置单元，如此反复。

全自动切换通过三个单元供氢母管上配备相关气动球阀，当机组启动大量供氢时，系统控制可由自动切换至手动操作。

4、氢气纯度低、氢气露点高、氢瓶库氢气浓度检漏值高、一级减压后供气总管压力高低、各补氢管压力高低报警信号；设运行的供氢单元母管压力次低、但其它任一供氢单元母管压力非高报警信号。

5、本工程的供氢系统采用外购氢瓶供氢方式。

供氢设备主系统包括供氢单元组架、氢气汇流排、氮气瓶、惰性气体吹扫装置、相应的氢气工艺控制系统、氢气分析系统、供氢棚库及电动吊车等。

设置300个高压氢气瓶（水容积为40L，压力为15MPa），共15个氢气瓶组架。

6、贮存方式和运行方式

贮存方式：

本期工程氢汇流排和氢瓶集装格独立布置在氢气站内，并分别单独设置控制氢气瓶组的自动切换和漏氢的报警。

供氢厂家每次以汽车运输方式运送氢瓶组至电厂，再通过补氢汇流排经二级减压后补氢至发电机。

系统运行方式：

系统的动力是电力，切换动力是压缩空气；正常运行时，由氢瓶组经补氢汇流排供氢，主厂房供氢压力等检测信号则送至供氢站附近的锅炉补给水处理控制室，通过系统监控即可实现现场无人值守，系统运行安全可靠，基本实现免维护。

二、供氢站设计条件与环境条件

1、发电机氢气参数

发电机氢气系统充气容积：

96Nm3

发电机一次启动充氢量：

700Nm3

额定氢压：

0.50MPa（表压）

最大氢压：

0.55MPa（表压）

氢压允许变化范围：

0.5～0.55MPa（表压）

氢气泄漏量：

≤11.2Nm3/24h（在额定氢压下，折算为标准气压下）

氢气纯度：

≥99.99%（保证值）

氢气湿度：

运行氢压下，保证机内氢气露点≤-50℃－-25℃

根据中国电力行业标准DL/T651－1998/2005规定：

从2000年后新建300MW以上机组的电厂，发电机的新鲜氢气湿度在常温下要小－50℃,大于－70℃；发电机内部的运行湿度在－60℃~－25℃之间；氢冷发电机的氢气湿度过高，不仅危害发电机定子、转子绕组的绝缘强度，而且会使转子护环产生应力腐蚀裂纹；而氢气湿度过低，又可能导致对某些部件产生有害的影响（不确定），故要保证氢气的湿度在一定的范围；电厂用氢有电解纯化氢及甲醇制氢：

这两种制氢方式纯度高无杂质（最低4N），对系统运行无影响；目前化工厂尾气提纯氢也有普氢、纯氢及准高氢，尾气氢中的化学杂质多（P、S、Cl、HS等因国标不分析），且露点高对发电机系统的影响很大，这个已经得到设计院及系统专家的认同；根据以下国家标准可知300MW以上发电机组的氢气应该选用4N－5N纯度氢气；

2、环境条件

序号

名称

单位

数值

1

海拔高度

m

黄海高程6.00米

2

当地（平均）大气压力

HPa

1016.6

3

年平均最高气温

℃

27.0

4

多年极端最高温度

℃

39.8

5

多年极端最低温度

℃

-12.5

6

年平均气温

℃

14.4

7

年平均相对湿度

％

77

8

年平均风速

m/s

4.3

9

地震基本烈度

度

VII

三、主要设备规范

1、一级减压阀

型号：

R22SLBK-DGG-VM12-VM12

输入压力:

15MPa

输出压力:

1.0MPa

减压形式（直接/先导式）：

直接式

结构型式：

膜片式

流量变化时，出口压力变化：

≤5%

压力变化时，出口压力变化：

≤5%

阀座、阀杆及阀瓣阀座密封面材料：

316/316/四氟/316L

进气口径：

3/4

出气口径：

3/4

联接型式：

VCR式

联接型式：

VCR式

制造商：

美国GENTEC

2、二级减压阀

型号：

R22SLGK-DHG--VM12-VM12

输入压力:

1.4MPa

输出压力:

0.6MPa（g）/0.1-0.85MPa

减压形式（直接/先导式）：

直接式

结构型式：

膜片式

流量变化时，出口压力变化：

≤5%

压力变化时，出口压力变化：

≤5%

阀座、阀杆及阀瓣阀座密封面材料：

316/316/四氟/316L

进气口径：

3/4

出气口径：

3/4

联接型式：

VCR式

联接型式：

VCR式

制造商：

美国GENTEC

3、系统控制截止门（进口）

材质：

316

型号及规格：

SS-GV53-VM12－VM12

公称压力：

0-15MPa

密封型式及材料：

316/PTFE

制造商：

美国GENTEC

4、切换气动球阀

数量：

1只/根，共3只

材质：

0Cr18Ni9

型号及规格：

SS-65TF12-35C

公称压力：

0-15MPa

密封型式及材料：

316/PTFE

制造商：

美国Swagelok

5、氢气纯度仪

型号:

XMTC

数量:

补氢总管安装,1台

量程：

H2含量（0～100%）；

测量精度：

±0.1%F.S

测量原理：

热导型传感器测量

制造商：

美国GE

6、氢气露点仪

型号:

TransmetIS-HS

数量:

补氢总管安装,1台

量程：

-80-20℃

测量精度：

±1%

制造商：

英国密析尔

7、氢气检漏仪

型号:

EMOLCT20

数量:

氢瓶库安装,1台

工作方式：

24h连续监测，多路巡检，与氢站事故风机连锁

探头数量：

4只

量程：

0-2%

测量精度：

量程的1%

制造商及产地：

法国奥德姆

8、控制柜

数量：

1台

功能：

各气体分析仪测量参数显示及报警；各压力电信号及气体分析仪测量信号远传。

外形尺寸（长×宽×高）：

800×600×1800mm

供电功率：

3kW

供电电压：

220VAC

制造商：

南京东盟电力成套设备有限公司

9、氢气钢瓶

数量：

300只

容积：

40L

最高工作压力：

15MPa

灌氢压力：

13MPa

规格（外径×瓶高）：

φ219×1350mm

壁厚：

5.8mm

材质：

37MnMo2

重量：

52Kg

制造商：

北京天海压力容器制造有限公司

10、氢瓶集装格

数量：

15组，每5组构成一个运输、运行单元

每组钢瓶数：

20只/组

氢瓶集装格供氢总管配备就地显示压力表

外形尺寸（长×宽×高）：

1200×980×1880mm

重量：

300Kg

制作型钢规格：

60×40×4

制作型钢材质：

45#

制造商：

南京晨虹氢业有限公

11、液压推车

数量：

1台

载重量：

3吨

重量：

100Kg

制造商：

湖北京山金茂机械有限公司

12、氮气钢瓶及固瓶架减压系统

钢瓶6只，减压器二只，控制球阀三只，汇流排阀4只软管4根

四、启动前应具备的条件

供氢系统在启动调试前应按照《氢氧站设计规范》等规范的有关要求，完成以下的所有工作：

1、与系统启动有关的电气系统、报警系统、起重系统及其设备已全部安装完毕，符合设计和规程要求，并经质检部门验收合格。

2、与系统启动有关的氮气吹扫系统、工艺管线系统、减压系统及其设备已全部安装完毕。

3、供氢系统与发电机系统等使用设备联接均已按有关电厂条款要求完成。

4、供氢系统的控制系统相关安装工作全部到位，并进行了空投试验。

五、系统启动前的检查与准备工作

   系统调试组对系统启动条件进行全面检查并确认满足要求，各调试有关单位按分工完成以下试验准备工作：

1、检查各有关设备的绝缘电阻：

用500Ｖ兆欧表测量供氢系统的绝缘电阻，其绝缘电阻值应不低于0.5ＭΩ。

2、检查氮气吹扫系统、供氢工艺管线系统、减压系统及其设备新焊接部分压力密闭性（系统部分已在生产厂家做过了）；

3、检查电气系统、起重系统及其设备的操控性；

4、检查报警系统、远传控制系统及其设备的操作性能；

5、检查所有系统的关断阀门、排空系统可以及置换系统是否可独立操作；

6、检查氢气是否已经准备到位及纯度符合中国电力行业标准DL/T651－1998200MW以上机组使用要求；

7、检查吹扫系统用氮气是否到位及纯度符合要求；

六、辅助系统启动步骤

辅助系统调试是在前面所述的各项准备工作全部完成后为氢气充管进行的准备操作

1、系统试压

1.1、管道安装完毕后对管道进行压力试验，以检查管道机械性能的强度及管道连接的严密性。

试验介质采用氮气，高压管道强度试验压力为13MPa。

中压管道强度试验压力为1.2MPa。

1.2、试压步骤：

1.2.1、试压前，对全系统作外观检查，管道不得油漆、防腐，所有法兰连接处垫片应符合要求，螺栓应全部拧紧。

1.2.2、将氮气安装上氢气汇流排试压口（氢气汇流排右侧吹扫口），并用专用软管接好备用；

1.2.3、缓缓给系统增加压力，试压试漏须逐步加压进行，每加一次压，必须作详细的全面检查，无泄漏及其它问题后才可继续加压。

发现有问题，必须卸压处理，以免损坏设备或造成其它事故。

1.2.4、当压力达到设定值后保持压力1小时，观察压力下降情况。

并同时检查泄漏情况；

1.2.5、一个小时后压力无降低，系统密闭性正常，完成压力试验进入下一个环节；

2、系统吹扫； 

2.1、 管道试压合格后，必须对系统进行吹扫（使用氢气及存放过可燃、可爆、有毒、有害物料的设备及管道，在第一次使用及检修或动火前，必须吹扫、置换干净，分析合格后方能使用及检修）。

吹扫介质采用CO2气或氮气。

2.2 、吹扫时暂不吹或不允许吹的管道和设备应与吹扫系统要隔离或排空。

2.3、进行吹扫时，把氮气压力从提到0.4－0.8MPa，然后突然打开出口，让CO2或氮气进入管子或设备，在排气口处用分析设备检查，系统中空气含量小于0.5%时视为合格。

如此整个系统吹扫合格为止。

2.4、吹扫步骤：

2.4.1、检查所有系统阀是否全部保持在关闭状态；

2.4.2、将CO2或氮气安装上氮气汇流排上，并用专用软管接好备用；

2.4.3、缓缓给系统增加压力提到0.4－0.8MPa；

2.4.4、打开出口，让CO2或氮气依次打开阀门，让吹扫气顺序进入氢气减压系统管线或设备，最后打开排空阀；

2.4.5、在排气口处用分析设备检查，系统中空气含量小于0.5%时视为合格。

如此整个系统吹扫合格为止。

进入下一个工作环节。

3、控制系统调试

3.1、电气控制系统图审查，应满足系统控制实际情况；

3.2、电气控制接线图审查，应满足系统设备间的联接要求；

3.3、系统柜体受电，系统检查及复原调试；

3.3.1对系统过程变量进行投入；

3.3.2、检查系统内一次元件的安装情况；

3.3.3、检查从程控柜到就地设备的测点回路；

3.3.4、投入测点，就地控制柜能做到正确显示；

3.4、程序操作系统设备，并检查运行状态，如不正常在投氢之前要检查恢复；

3.5、远传系统安装调试

3.5.1、检查从程控柜到远传控制机的测点回路；

3.5.2、远传控制机安装程序；

3.5.3、程序操作系统设备，并检查运行状态，如不正常在投氢之前要检查恢复；

七、氢气进系统操作程序

在前面工作完成后，方可进行系统充氢工作

1．由汽车上卸至卸氢棚内

1．1当氢气钢瓶运到现场后，化学人员应取样分析氢气的纯度合格后，才能进行卸氢。

1．2合上电动葫芦的电源开关，检查电动葫芦运行是否正常。

1．3将电动葫芦的钩子与钢瓶组连接好，确保连接可靠。

1．4按动电动葫芦的上、下、左、右按钮，将钢瓶组从汽车上卸下来，放到充氢汇流排卸氢处。

1．5在钢瓶组移至卸氢口的过程中，电动葫芦运行要平稳，钢瓶组离地面不要太高。

1．6卸完氢瓶后电动葫芦的电源关掉。

2．由氢瓶经一二级减压后入供氢管

2．1、使卸氢间保持通畅，如果是室内的话要将门窗打开，并排风扇开启。

2．2、检查补氢汇流排上所有阀门处于关闭状态。

2．3、将氢瓶出口管接口与充氢汇流排卸氢口用软管连接好。

2．4、缓慢开启氢瓶出口门，向充氢汇流排充氢

2．5、依次开启充氢汇流排一级系统控制阀门，将二个一级减压器调整为出气压力在1.2MPa；

2．6、打开控制系统，手动打开二个二级控制阀，将二级减压器出气压力调整为0.8MPa，并打开除到发电机系统的主管线阀门静置几分钟；

2．7、关闭进气阀，缓缓开启充氢汇流排排空阀，使压力降至0.6MPa左右；再升压到0.8MPa静置几分钟；再使压力降至0.6MPa左右；如此三次左右；

2．8、打开在线氢气分析管阀，打开氢气纯度及湿度分析仪，对系统进行纯度分析；

2．9、当氢气纯度达标后，关闭氢瓶出口门,计划供氢。

2．10、氢瓶内的氢卸完后关闭所有阀门。

3．由钢瓶直接向主厂房供氢

3．1、使卸氢间保持通畅，如果是室内的话要将门窗打开，并排风扇开启。

3．2、检查补氢汇流排上所有阀门处于关闭状态。

3．3、将氢瓶出口管接口与充氢汇流排卸氢口用软管连接好。

3．4、缓慢开启氢瓶出口门，向充氢汇流排充氢

3．5、依次开启充氢汇流排一级系统控制阀门，将二个一级减压器调整为出气压力在1.2MPa；

3．6、打开控制系统，手动打开二个二级控制阀，将二级减压器出气压力调整为0.8MPa，并打开除到氢气贮罐及发电机系统的主管线阀门静置几分钟；

3．7、关闭进气阀，缓缓开启充氢汇流排排空阀，使压力降至0.6MPa左右；再升压到0.8MPa静置几分钟；再使压力降至0.6MPa左右；如此三次左右；

3．8、打开在线氢气分析管阀，打开氢气纯度及湿度分析仪，对系统进行纯度分析；

2．9、当氢气纯度达标后，缓慢开启系统出口门，向主厂补氢。

2．10、供氢结束后，关闭上述阀门，做好机组供氢的记录。

八、启动运行组织措施：

   整个调试工作是在试运组领导下进行，

8.1 调试单位负责系统试验的总体安排和各项具体试验的组织和指挥工作；

8.2 安装单位负责有关设备的安装，试验短路点、断开点的拆装，以及对各有关设备的监护；

8.3 运行单位负责有关操作票的填写、审批，有关设备的运行操作，以及与调度的有关联系工作。

九、安全措施：

9.1 所有参加启动试验的人员应熟悉本方案的有关步骤和方法，提前作好试验前的各项准备工作。

9.2 整个启动试验应根据试运组的命令，在试验负责人统一指挥下进行。

没有指挥人的命令，任何人不得擅自操作设备，无关人员不得进入试验区域。

9.3 各项操作应严格按《电业生产安全规程》的要求进行，任何时候工作都应有两人以上相互监护进行。

调试人必须精力集中，发现异常情况立即报告。

十、备件清单

序号

名称

规格和型号

单位

数量

产地

生产厂家

备注

1

氢气高压软管

SL6500-2500

根

2

南京

南京晨光

2

置换气高压软管

SL6500-600

根

1

南京

南京晨光

3

氢气高压截止阀

SS-BV15-1-NT4

只

2

美国

GENTEC

4

一级高压阀门

SS-BV18-1-TF12

只

1

美国

GENTEC

5

进气接口止回门

SS-CV12-1-NT4

只

1

美国

GENTEC

6

集装格总供气阀门

QF-30A

只

2

上海

上海气阀厂

7

集装格压力表

G25M-20B

只

1

美国

GENTEC

十一、系统常见故障原因及排除方法

1、自动切换系统不工作；

检查气动电磁阀是否工作，24V电源是否正常，动力源压力是否正常；

2、气体不流通

检查氢气集装阁是否有气，集装阁总阀及汇流排阀门是否打开，减压系统控制阀是否打开；

3、减压器出气压力爬升

系统在安装时有灰尘进入系统，引起减压器串压，要清洗减压器阀芯；如果不处理，压力表会坏；

4、减压器振动

发电机系统流量控制不好，系统流量超过减压器流量参数，此时要立即调小减压器压力，控制系统流量（系统正常是每小时10M3,特殊情况下二路系统同时使用流量要在255M3）,如果处理不及时减压器膜片会坏；

5、工控机故障

若出现死机现象请试着重新开机

6、安全栅信号闪烁

检查通讯回路是否断开

汇流排电气控制系统使用说明书

本汇流排电气装置采用北京昆仑通态自动化软件科技有限公司生产的“TPC7062K高性能嵌入式一体化工控机”和厦门海为科技有限公司生产的“HaiweiiPLC”组成一小型DCS控制系统。

它是专为两路气源之间的自动切换而设计的，该汇流排是通过压力传感器检测管路压力来实现切换工作的。

它采用二级减压结构设计，使输出的压力更稳定；管路气体的压力、工作状态指示，报警都在电脑屏上显示，并对相关数据实现定时记录。

整个配置先进可靠，简单调试即可实现自动切换；配置还装有机械切换阀，即使在断电的状态下仍可以正常工作。

一.工作原理：

气体从两端进气，在两个进气母管各接有一个压力传感器，用于检测进气压力。

进来的气体再进入减压器，两个减压器各带有一个低压压力表,用于指示一级减压后的压力。

设左侧的进气压力为左路压力P1，右侧的进气压力为右路压力P2，假定左侧先供气，左侧气动阀会打开，右侧气动阀会关闭。

当气瓶的气体逐渐用尽时，左路进气压力会逐渐减小，若P1<1MPa时，左侧气动阀关闭，右侧气动阀打开，系统转由右侧气瓶供气。

同样假定右侧的气瓶先供气，系统最终会在右侧气瓶气体用尽时换由左侧供气。

在系统断电时，两个气动阀都会打开，此时的切换就靠切换阀来实现。

对于切换阀而言，如果左右侧压力不相等时（即设定的一级减压器输出压力Pa与Pb不相等），压力较高侧的气瓶会通气，压力较低的一侧会因为切换阀阀芯的关闭而无法通气。

假定左侧先供气，当左侧的气瓶气体用尽，Pa减小，当Pa

二.系统使用说明：

1.正常供气状态（两边气瓶都有气）;

（1）系统安装好后，仔细检查各元件间的螺纹连接是否可靠，确认系统中的气瓶瓶阀、截止阀SS－NV12－TF4、截止阀SS－GV53－VM12均处于关闭状态；（阀门手轮顺时针方向关闭、逆时针方向开启）;打开左右两侧的瓶阀、二通截止阀；

（2）接通电源，此时屏幕显示如下图：

表示系统已准备好，（注意检查一下各路压力）。

（3）按下左设定如图

此时左侧的绿灯亮，左侧开始供气。

而如按下右设定，则右侧气瓶开始供气，

如图：

1、异常供气状态（一边气瓶没有气）：

（1）当左侧气瓶的气快用完时，其进气压力就会降低，当压力低于1MPa时，电磁阀就会动作，关闭左侧的气动阀，打开右侧的气动阀；同时切换阀关闭左侧通道，打开右侧通道。

这样，右侧的气源开始供气，切换过程结束。

此时屏幕上左侧的红灯会闪烁，并提示：

“请换气！

”。

如图：

报警器，则会报警；用户应及时更换空气瓶，避免因长时间未更换气瓶且另一侧气瓶用尽而影响生产。

（2）更换气瓶：

当一侧红灯亮并报警时，用户应及时更换气瓶。

关闭相应侧（空气瓶侧）的气瓶瓶阀、截止阀GMV-180和截止阀GMV-90F;旋松高压软管与瓶阀的螺纹连接，排除汇流管和高压金属软管内的残余气体；松开钢瓶链；换上新瓶，确认高压金属软管与瓶阀连接紧密、牢靠；旋松气瓶瓶阀、截止阀GMV-90F、截止阀GMV-180既可，此时该侧的气瓶作为备用组，屏幕上会由红灯变为黄灯，表示该侧现已准备好可以随时进行供气。

如图：

（3）当右侧气瓶的气快用完时，同样，如图：

注意：

1高压截止阀手轮、瓶阀手轮应避免正对人体，以防造成人身伤害；

2气瓶更换时应带干净手套操作，谨防油脂进入管道带来危害；

3更换完气瓶后，可按下消音键停止声音报警，如图：

3.查看运行记录，如图：

按下运行记录按纽，屏幕显示如图：

这里显示的是4个传感器的实时数据，单位是MPa，系统每小时自动记录一次数据，可以在历史记录中查看。

4.查看历史运行记录，如图：

按下历史记录按纽，屏幕显示如图：

按下设置按纽，：

屏幕显示如图

可以选择所有存盘数据或是指定时刻的存盘数据：

修改时间，

修改完后点确定：

就可查看历史数据了，点滚动条向下查看。

5.查看报警记录，点击

显示：

红色表示报警发生，蓝色表示报警解除。

当刚送电时；左路，右路切换时，通讯发生故障时，传感器断路时都会发生报警，要根据具体情况予以排除。

6.历史数据转存：

电脑中可储存三个月的历史数据，当内存存满后，自动消除前面的数据，因此需要把数据转存到U盘上，以便保存。

点击数据转存按纽，

显示（以下是借用图片，与实际略有不同）：

屏幕闪烁显示提示“请输入”，这时需要输入“数据起始时间”，“数据结束时间”，如图：

输好后点击数据导出按纽，

显示：

出现“导出成功”就表示数据已导出。

点击“返回”按纽，返回到运行状态。

导出的数据文件名为“压力组”：

可以在其他电脑上用Excel来打开：

然后可以进行编辑，打印：

欢迎您的下载，

资料仅供参考！

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