1、DQ-5/3.2 型电解水制氢装置在电厂中的应用部 门：巴基斯坦滨佳胜项目部姓 名：徐春浩摘 要本文章介绍和分析了电解水制氢技术在电厂中的应用现状。该工程采用 DQ-5/3.2 型电解水制氢系统为发电机制备合格氢气。系统每小时的产氢量 5m3/h，系统运行压力 3.2MPa，产品氢气纯度99.9%，氢气露点 -40，系统运行稳定，保证了发电机对氢气的需求。AbstractThe hydrogen production technology is introduced and analyzed in the power plant in this text. The DQ-5/3.2 model
2、 equipment is used to provide qualified hydrogen for generator. The H2 product capacity is 5m3/h, system operation pressure is 3.2MPa, concentration is greater than 99.9%, drew point is lesser than 40. This system can be operate stable and meet the demand of the generator. 巴基斯坦滨佳胜 560MW 联合循环电厂采用了 DQ
3、-5/3.2 型电解水制氢系统向发电机提供所需要的氢源。系统额定压力为 3.4MPa，实际系统运行压力为3.2MPa，纯化装置运行压力 3.0MPa，储罐系统压力 2.6MPa，由于储罐系统受当地温度影响较大，运行时降低了储罐系统的运行压力，以保证系统的安全稳定性。系统氢气纯度99.9%，氢气露点-40。一、工作原理：由于纯水的电离度极低，电阻率很高，因此强电解质 KOH 用到水电解中，提供丰富的 OH-，并将电极间的电阻值降至最小。应用的电解液的必须电阻值小，在电解电压下不分解，不因挥发与氢、氧一并溢出，对电解池材料无腐蚀性。KOH 减少水中的电阻，KOH 减少电解液中电极间的电解电压，工作
4、温度越高，工作电压越低，但对石棉隔膜腐蚀越厉害。不易超过 100，适宜在 80-90。工作电流根据所需氢气量来决定。氢气纯度依据电解槽工作状态和操作条件，如果电解槽状况良好（石棉隔膜无问题） ，操作条件好，纯度就很稳定。二、系统组成系统主要由制氢系统，纯化系统，氢储罐系统、气体分配系统、冷却系统及电气控制系统组成1. 制氢系统制氢系统主要是 DQ-5/3.2 型电解槽，氢气分离洗涤器 1 台，氧气分离洗涤器 1 台，碱液过滤器 1 个，2 台补水泵和 2 台碱液循环泵及相关在线分析仪表组成。主要作用是在直流电压作用下，将纯水电解成为氢气和氧气，经氢、氧分离洗涤器进行汽水分离后，氧气对空排掉，而
5、氢气由制氢三通阀控制进入到纯化装置或是对空排掉。碱液循环泵不断将气体分离器的分离出来的碱液循环到电解槽内，而损失掉的水由补水泵进行补充。2. 纯化系统纯化系统包括气水分离器 2 台，脱氧器 1 台，冷却器 3 台，干燥器 2 台，水封 1 个，气体过滤器 1 个，碱液过滤器 1 个，将制氢系统产出的氢气进行干燥，使其浓度达到99.9%，氢气露点-40。2 台干燥器交替处于工作状态和再生状态。3. 其他附属系统气体分配系统主要是由 6 个气动两位两通阀和相关管道组成，主要用于 2个储罐的充氢和补氢操作；电气控制系统主要包括电解槽的控制柜、水泵及干燥器等设备的低压控制柜组成；冷却水系统主要包括 2
6、 台冷却水泵，冷却水箱和板式换热器组成。三、控制参数：主要控制参数包括电解电流、电解电压、碱液温度、系统控制压力、系统纯化压力等。具体参数如系统参数一览表所示。系统参数一览表系统 参数 数值制氢装置 氢气产量 5m3/h氢气纯度（纯化后） （%） 99.9氧气纯度（%） 99.2DC 电流（A） 500DC 电压（V） 50工作压力（MPa） 3.2工作温度（） 85DC 电耗（kwh/m 3H2） 4.8纯化装置 纯氢气量 5m3/h纯氢纯度（%） 99.9系统压力主要是以氧气分离洗涤器内压力为控制标准，由氧气管路上的气动隔膜调节阀进行实时调节，保证系统压力维持在系统设定压力范围内。纯化系统
7、压力主要靠纯化系统的出口的启动隔膜调节阀进行实时调节，保证纯化系统压力维持在系统设定压力范围内。系统工作温度，即循环碱液的温度，在系统运行过程中是一项主要控制指标，温度越高，工作电压越低，但对石棉隔膜腐蚀越厉害，所以将温度控制在85。氢气的露点主要靠纯化系统的 2 台干燥器进行干燥纯化。2 台干燥器每 24小时进行轮换一次，共包括工作状态、再生状态、吹冷状态和备用状态。四、运行时易出现问题及应急处理氢气纯度仪前减压阀的阀芯漏气，导致系统启动后，氧侧液位下降，氢侧液位上升，液位差超过 100mm 导致系统紧急停机。因为系统处于高压下，不能通过手动方式进行氢、氧分离器液位平衡的调节，只能通过分离洗
8、涤器的气动排污阀进行调节。系统正常停机或是跳机后，都应将在线分析仪表的气体取样阀关闭。在运行过程中，取样阀没有关闭，导致系统跳机后，氧分离洗涤器内的液位为零，而氢分离洗涤器的液位达到最大值，同时氢分离洗涤器的差压变送器内进入了大量的碱液。通过分离洗涤器的气动排污阀进行调节，并将差压变送器内的碱液排掉，方可再次投入运行。五、系统存在缺点及需改进事项气体分离器的气液分离效果差，存在一定缺陷。需要每 2 个小时对氢气分离洗涤器和氧气分离洗涤器进行人工排污一次，排污时，需要先将分离洗涤器手动排污阀关闭，再打开气动排污阀进行排污，将分离器内的水排掉。如果不进行定时排污，分离器内的水积攒下来的水会影响到分离洗涤器的效果，最终影响到制氢系统的稳定运行。在其他电厂制氢站的操作规程中，在系统运行时，禁止人工排污的操作，保证现场的安全性。系统不能实现一键启动，而是需要先启动冷却水泵、补水泵、再启动整流柜。与其他电厂的设备相比，操作较繁琐，不能达到一键控制系统的目的。氢储罐系统没有在线显示压力的仪表，在设备运行和停运时，氢储罐压力都是反映系统是否正常的指标。由于系统没有现在监测，操作不便。
