1、中冶集团建筑研究总院焊接研究所 中 冶 焊 接 科 技 有 限 公 司 水电解氧发生器使用操作及维护手册 警告请认真阅读并理解如下安全条例。对于有关附加安全信息，我们强烈建议您参阅相关安全标准。本产品相关设备的安装、调试、操作、维护和维修都应由具备相应专业资质的人员来执行。本设备所在的站房内严禁烟火；本设备严禁在密闭空间内开机运行；本设备所在的站房内应强制通风，并设置灭火器材；为防止发生火灾或电击的危险，请勿让本设备暴露于雨中或受潮。本设备运行中，不要打开或取下散热风扇遮罩盖板；对散热风扇进行维修或更换时，请切断设备电源；保持所有设备安全看护、遮覆、位置牢固并且维修得当；本设备运行时，手、头发
2、、衣服和工具不得靠近带电体、风扇和所有运动部件。为避免灼伤，设备运行期间不要卸下泄压阀或泄压阀套；在对泄压阀、管路接头或控制阀门进行维修时，务必关闭氢氧发生器，并排空管道内剩余氢氧气体。中冶集团建筑研究总院 焊接研究所 水电解氢氧发生器使用操作及维护手册 1中冶集团建筑研究总院焊接研究所 中 冶 焊 接 科 技 有 限 公 司 水电解氧发生器使用操作及维护手册 电击致命为防止触电，请不要打开机壳；本设备运行时，在未采取防护措施情况下，严禁触摸任何带电部件；当必须接触电气元件或电解槽体时，应穿戴足够绝缘之防护装备，以防自身触电；为防止维护期间意外触电，必要情况下请切断电源；确保输入电源线缆和电极
3、输出线缆与接线柱牢固连接；确保本设备专用电源和电解部分均可靠接地。电磁场的危险性电流流过导体将导致局部磁化，在电源线和电极线周围将产生电磁场；电磁场将干扰起搏器的正常工作，操作员如使用起搏器请咨询专业医师；在电磁场中过长时间停留可能导致一些未知影响。 关于配件本产品所采用的电气和机械元件在规格及品质上均由设计人员择优选配，以保证整机在使用运行中获得最佳的工作性能和效果；在对本产品进行维修且必须对故障配件进行更换时，请务必使所选配件与原厂配件保持一致；由于用户自行选用的配件规格、品质发生改变或无法兼容等原因，导致本产品出现不能正常使用或工作性能下降等问题，均不在本产品保修范围之内！ 关于本手册中
4、的插图，仅供示意参考之用； 本手册中对被说明文字所在页数及章节的注释以（P 页码 章节）表示。中冶集团建筑研究总院焊接研究所 中 冶 焊 接 科 技 有 限 公 司 水电解氧发生器使用操作及维护手册 目 录 1. YJ 系列氢氧发生器的特点及用途 52. YJ-SB10000 型氢氧发生器的相关参数 62.1 性能参数 62.2 外形及重量 62.3 供电线缆及控制开关 62.4 电解用水水质要求 73. 工作原理 84. 氢氧气的安全性 105. YJ-SB10000 型氢氧发生器的组成结构 106. 相关操作内容速查 137. 氢氧发生器调试说明 147.1 电解电源电气功能检查与调试 1
5、47.2 供水系统的检查 157.3 气体输出系统的检查与调试 157.4 观察气体工作压力 168. 操作详解 178.1 开机 178.1.1 检查电解槽及安全水封的液位 17 安全水封静态液位和动态液位（工作液位） 17 电解槽和安全水封的液位要求 17 电解槽和安全水封的加、排水操作 178.1.2 确认相关控制阀门的开闭状态 188.1.3 闭合动力配电柜（箱）内相应空气开关 188.1.4 开启电源开关 188.1.5 调节电解电流 19被切割钢坯厚度与相应电解电流值对照表 198.1.6 观察电压表指示值 198.1.7 观察并调整安全水封工作液位 19中冶集团建筑研究总院焊接研
6、究所 中 冶 焊 接 科 技 有 限 公 司 水电解氧发生器使用操作及维护手册 8.1.8 观察压力表指示值 19 氢氧气工作压力范围 19 电接点气体压力表的作用及工作状态 198.2 点燃割炬 208.3 氢氧发生器工作状态中的巡检及操作 208.3.1 巡检内容 208.3.2 氢氧发生器工作状态下的补水及排水 208.4 氢氧火焰的熄灭操作 218.5 关机 219. 氢氧气的燃烧及其回火的预防和处理 219.1 氢氧气的燃烧和回火 219.2 现场操作中发生回火的原因 229.3 回火的紧急处理 2210. 氢氧发生器的维护 2310.1 一般性维护 2310.2 电解槽的维护 24
7、10.2.1 定期检查电解槽的密封 2410.2.2 电解槽内腔的定期冲洗 2410.2.3 电解槽内电解液的成分、浓度及配制说明 2410.2.3.1 电解液的成分及浓度 2410.2.3.2 电解液的配制 2510.2.4 电解液浓度偏低（缺碱）的判断 2510.2.5 电解槽的补碱 2511. 常见故障的判断及处理 2611.1 电解槽部分 2611.2 电源部分 2712. YJ-SB10000 系列水电解氢氧发生器的电路原理图 28附：连铸切割技术操作规程（推荐） 29中冶集团建筑研究总院焊接研究所 中 冶 焊 接 科 技 有 限 公 司 水电解氧发生器使用操作及维护手册 YJ-SB
8、10000 型水电解氢氧发生器使用操作及维护手册1. YJ 系列氢氧发生器的特点及用途YJ 系列水电解氢氧发生器是通过电解水的反应，获得氢气和氧气的混合气体（本手册中简称氢氧气）的专用设备，其中氢气和氧气的体积之比值为 21。氢氧火焰自身充分燃烧之后，生成物为水，绿色环保。由本产品获取的氢氧气可以代替其它燃气进行金属火焰加工及连铸坯火焰切割，是新型节能环保设备。氢氧火焰与传统的氧乙炔、氧丙烷等碳氢化合物火焰相比，具有诸多独特的优点：a 经济效益显著：水电解氢氧发生器只要有水、电就能工作，水电解产生的氢氧气点燃后直接用于金属火焰加工及连铸坯火焰切割，使用成本仅为氧乙炔焰（O C2H2）的2030
9、%、氧丙烷焰（O C3H8）的 4050%；而且，使用氢氧气进行火焰切割不增加切割氧消耗，并可省去预热氧消耗。b 安全可靠：水电解氢氧发生器所制备的氢氧气体工作压力低，气体无储存、随产随用，并且设有多级防、泄爆装置，使用安全可靠，不会发生任何人身及设备危害。c 无污染：氢氧气无毒无味，燃烧过程无烟尘，燃烧后生成水，无碳黑生成，设备运行及气体使用全过程无污染。d 切割质量高：使用氢氧气切割金属，切断面平整光洁、挂渣少。e 减少钢损失：氢氧气火焰挺直、集中，集束性好，割缝较其它燃气窄 10%20%，切割过程中的钢损失较小。中冶集团建筑研究总院焊接研究所 中 冶 焊 接 科 技 有 限 公 司 水电
10、解氧发生器使用操作及维护手册 2. YJ-SB10000 型氢氧发生器的相关参数2.1 性能参数YJ-SB10000 系列水电解氢氧发生器的性能参数输入电压 （V ） 380 三相交流额定电解电流 （A） 350额定输入功率 （kW） 38额定产气量 （ m 3 / h） 10.0工作压力 （ M p a） 0.03 0.09工作环境温度 （ ） 20 40切割厚度 （ mm） 300单机耗水量 （L / h） 5.0 7.0氢氧焰心温度 （ ） 280030002.2 外形及重量一体机外型尺寸（ mm）（ LWH） 148010001500重 量 （kg） 1200（含电解液）2.3 供电线
11、缆及控制开关专用电源输入电源线缆 325 mm 2 110 mm 2 四芯橡套电缆（三相四线制）专用电源电解输出线缆 1 95 mm 2单机电源控制空气开关 380V、100A中冶集团建筑研究总院焊接研究所 中 冶 焊 接 科 技 有 限 公 司 水电解氧发生器使用操作及维护手册 2.4 电解用水水质要求序号 项 目 单 位 指 标1 色 度 52 浑浊度 NTU 13 臭和味 描述 无异臭、异味4 肉眼可见物 描述 不得含有5 pH 7.06 总硬度 mg / L 2207 氯化物 mg / L 0.728 氟化物 mg / L 1.09 硫酸盐 mg / L 1.010 溶解性总固体 mg
12、 / L 1011 余氯 mg / L 0.0512 电阻率 cm 810 4注：a、电解槽中所使用的电解用水应符合上述指标要求；b、若所使用的电解用水中某项或若干项指标不符合上述要求，则可能会造成氢氧发生器的产气效率降低、电解槽的工作寿命缩短！中冶集团建筑研究总院焊接研究所 中 冶 焊 接 科 技 有 限 公 司 水电解氧发生器使用操作及维护手册 3. 工作原理水电解氢氧发生器工作原理如本节 图 1 所示。380V 三相交流电通过本机电源的电气控制部分经过变压、整流后以低压直流输出至电解槽正负极；H 2O 在电解槽内被电解而产生氢氧混合气体（即氢氧气） ；氢氧气由集气装置收集，然后经气压调控
13、装置、安全水封、滤水装置等，通过管道输出至火焰燃烧或切割装置。本机通过气压调节及控制部分，可实现自动控制输出气体工作压力，当工作压力达到 0.09MPa 时会自动停止电解，压力低于 0.05Mpa 时又自动开始电解产气。发生器采用安全水封及安全泄压阀组成的多级防回火装置防止回火的发生，当发生回火时，它们能够有效、可靠地阻火及泄压，即使水封缺水或其它原因使回火发生于电解槽内，电解槽两侧的安全泄压阀也能够迅速泄压，不会造成人身及设备损害。 电 解 槽 系 统电 解 液 水防 回 火安 全 装 置 输 出气 压 调 控 装 置集 气 滤 水装 置纯 净 水电 气 控 制系 统电 解电 源三 相 交
14、流380V图 1 YJ-SB10000 型水电解氢氧发生器工作原理中冶集团建筑研究总院焊接研究所 中 冶 焊 接 科 技 有 限 公 司 水电解氧发生器使用操作及维护手册 /S集 气 滤 水 装 置电 解 槽纯 净 水 /S(1)645/S( )13安 全 水 封/S3)4自 来 水580(7)9O2输 出2在对水电解氢氧发生器进行各项操作之前，请操作人员根据本节 图 2（水、气管路系统及控制阀示意图） ，详细了解由氢氧发生器电解部分至气体输出装置之间的气体输出管路的走向，以及管路上各控制阀门的作用和开闭状态。在对本机的气体输出部分进行调试、维护和修理时，应对本节 图 2 详加参考！图 2 水
15、、气管路系统及控制阀示意图图中 S 表示运行中为关闭状态； O 表示运行中为开启状态；-电解用水加注口 -泄压阀补碱口-电解槽排液阀-回火防止器（单向阀）-气压调空器-气体压力表-泄压阀-排气阀 -氢氧气输出控制阀-单向阀-泄压阀-排气阀-注水阀-排水阀-氢氧气输出控制阀中冶集团建筑研究总院焊接研究所 中 冶 焊 接 科 技 有 限 公 司 水电解氧发生器使用操作及维护手册 4. 氢氧气的安全性以下方面确保了水电解氢氧发生器及氢氧气在使用过程中的安全性： 设备的工作压力低。目前由中冶集团建筑研究总院焊接所提供的用于连铸坯切割的氢氧发生器工作压力不高于 0.09Mpa（0.09Mpa） ，因此，
16、按我国现行压力容器安全技术监察规程的管理要求，该设备不属于压力容器，也无须按压力容器的管理要求进行检测及管理。 我国现行标准 氢气使用安全技术规程 （GB4962-85）的有关规定，其使用范围是指包括瓶装氢气为气源的供氢站、供氢装置和供氢作业。而中冶集团建筑研究总院焊接所提供的 YJ 系列水电解氢氧发生器系现场电解水制取氢氧气，为了确保使用安全，在整个设备的产气、供气管路系统中无气体储存装置，气体随产随用，且设有多级安全防护装置，完全确保了使用安全。 水电解氢氧发生器产气量均匀恒定、使用压力低，不储存，随产随用，且氢气比重小（氢气与空气相对密度 15.6时，H 2 : 0.069、 C2H2
17、: 0.906、C 3H8 : 1.52、CO : 1.03） ，即使泄漏也不会聚积，不会发生燃气站爆炸等恶性事故。 氢气无毒无嗅，由水电解而成，燃烧后仍变成水，对环境没有任何污染，采用氢氧火焰切割连铸坯符合环保要求。 中冶集团建筑研究总院生产的 YJ-SB10000 型水电解氢氧发生器，严格按照水电解氢氧发生器行业标准 （JB 8795-1998）生产，符合该标准的所有技术要求。 基于以上说明，水电解氢氧发生站可以布置在厂房或连铸车间内，只要能保证发生站内通风良好，与热源隔离（主要是考虑站内散热）即可。注：中华人民共和国机械行业标准水电解氢氧发生器（JB 8795-1998） ，机械工业部哈
18、尔滨焊接研究所、中冶集团建筑研究总院（原冶金工业部建筑研究总院）等起草，国家机械工业局 1998 年 7 月 17 日发布。5. YJ-SB10000 型氢氧发生器的组成结构YJ-SB10000 型氢氧发生器主要由专用电解电源、电解部分、气体输出部分和防中冶集团建筑研究总院焊接研究所 中 冶 焊 接 科 技 有 限 公 司 水电解氧发生器使用操作及维护手册 回火安全装置组成。在对氢氧发生器使用操作之前，请务必参照 第 11 页 图 3（组成结构）对各控制部件及仪表仔细了解。中冶集团建筑研究总院焊接研究所 中 冶 焊 接 科 技 有 限 公 司 水电解氧发生器使用操作及维护手册 图 3A 组成结
19、构前面中冶集团建筑研究总院焊接研究所 中 冶 焊 接 科 技 有 限 公 司 水电解氧发生器使用操作及维护手册 图 3B 组成结构后面中冶集团建筑研究总院焊接研究所 中 冶 焊 接 科 技 有 限 公 司 水电解氧发生器使用操作及维护手册 6. 相关操作内容速查操 作 相关步骤或内容 详 见（页数/章节）开机（请按顺序进行） 检查电解槽及水封的液位,必要时加水 确认相关控制阀门的开闭状态正确无误 闭合动力配电箱内相应的空气开关 把开关拨到 开 位置 调节电解电流（顺时针，由小至大） 观察电压表 检查并调整安全水封工作液位 观察气体压力表P17 8.1.1P18 8.1.2P18 8.1.3P1
20、8 8.1.4P19 8.1.5P19 8.1.6P19 8.1.7P19 8.1.8点燃割炬 点燃氢氧火焰 P20 8.2使用中的巡检 电源工作状态 电流表、电压表指示值 工作指示灯状态 压力表指示值 冷却风扇是否正常工作 电解槽及安全水封工作液位P20 8.3.1使用中的操作 电解槽的加水操作 安全水封的加、排水操作 氢氧发生器工作状态下的补水及排水P17 8.1.1 aP18 8.1.1 bP20 8.3.2火焰的熄灭 关闭燃气输出控制阀 P21 8.4关机（请按顺序进行） 熄灭氢氧火焰 电解电流回零（逆时针，由大至小回零） 把开关拨到 关 位置 排放燃气管路内的残余气体 排放电解槽内的
21、残余气体 补足电解槽及安全水封的液位P21 8.5故障判断及排除 回火的紧急处理 电解槽故障 电气及电路故障P22 9.3P26 11.1P27 11.2相关技术说明 安全水封静态液位和动态液位（工作液位） 电解槽和安全水封的液位要求 气体压力调节装置的作用及工作状态 氢氧气的燃烧和回火 现场操作中发生回火的原因P17 8.1.1P17 8.1.1P19 8.1.8P21 9.1P22 9.2维护 氢氧发生器的一般性维护 电解槽的维护 电解液的成分、浓度及配制 电解液浓度偏低（缺碱）的判断 电解槽的补碱P23 10.1P24 10.2P24 10.2.3P25 10.2.4P25 10.2.5
22、中冶集团建筑研究总院焊接研究所 中 冶 焊 接 科 技 有 限 公 司 水电解氧发生器使用操作及维护手册 7. 氢氧发生器调试说明氢氧发生站的水、电、气管路全部安装完毕，并且确认水、电已供给后，方可对氢氧发生器进行使用前的调试。对氢氧发生器进行调试之前，请操作人员务必详细、完整地阅读本手册！调试步骤：7.1 电解电源电气功能检查与调试正式使用之前应检查氢氧发生器电解电源、散热风扇及仪表板部分是否正常工作。 进行此步骤时，务必打开氢氧发生器后部的排气阀（P9 或 P12 20 ）！氢氧发生站内切勿使用明火！ 确认氢氧发生器整机的地线已正确连接（P12 28 ） ； 确认动力配电柜（箱）内各空气开
23、关与各氢氧发生器电源的电缆线路连接无误后，可以接通电源，将电源开关拨到 开 位置（P11 16 ） ，此时，电源工作指示灯（绿色） （P1110 ）亮； 氢氧发生器电源启动后，电源后部的电源散热风扇和电解槽前部的电解槽散热风扇随即工作（三风扇的相应位置及工作旋向参见 图 4） ，电源散热风扇应由前向后进行抽风散热，电解槽散热风扇则应由前向后吹风散热。如风向不符，则必须调整发生器电源接线的相序（操作方法参见 P15） ，以得到 图 4 所示正确的旋向和风向！图 4 电源部分及电解槽部分散热风扇中冶集团建筑研究总院焊接研究所 中 冶 焊 接 科 技 有 限 公 司 水电解氧发生器使用操作及维护手册
24、 正确的旋转方向及进风方向调整散热风扇电源接线的相序的方法：将电源开关拨到 关 位置（P1116 ） ，并关闭动力配电柜（箱）内的总电源，由动力配电柜（箱）内所对应的空气开关上任意调换两个线头，以调换相序； （电源散热风扇和电解槽散热风扇接线一致，不必分别调换相序。 ） 各风扇相序或风向全部正确无误后，启动电源，按标识方向由小至大（顺时针）旋动电流调节旋钮（P11 14 ） ，观察电流表（P11 3 ）指针，应由小至大均匀变动，电压表（P11 4 ）指针应维持在 100 V 左右； 确认电流表和电压表（P11 3 、 4 ）指示正常后，按标识方向由大至小（逆时针）旋动电流调节旋钮（P11 14
25、 ） ，直至使电流表所指示的电解电流完全回零，将电源开关拨到 关 位置（P1116 ） ，电源工作指示灯（P1110 ）熄灭，使氢氧发生器完全停止工作；7.2 供水系统的检查检查供水管路及其中各接头和控制阀门处有无阻塞、泄漏或损坏，并及时整改和处理； 氢氧发生器供水系统投入使用前应对供水管道进行开放式冲洗，以免管道中的泥砂、焊渣等杂物进入电解槽或安全水封，阻塞管路； 当供水管路中的水质干净、清澈后，按本手册中规定步骤（P17 8.1.1）对发生器电解槽组及安全水封进行加水； 加水完毕后，关闭各加水阀门，并检查各阀门及接头处有无漏水或损坏，发现情况及时处理。7.3 气体输出系统的检查与调试 进行
26、此步骤时，氢氧发生器气体输出管路周围切勿使用明火！切勿试图点燃割炬！ 氢氧发生站各气体输出管路投入使用前，应检查其上各控制阀门和接头处有无损坏，管道和管件有无裂纹和细孔等明显的质量缺陷，发现问题及时处理；中冶集团建筑研究总院焊接研究所 中 冶 焊 接 科 技 有 限 公 司 水电解氧发生器使用操作及维护手册 按本手册中规定步骤（P17 8.1）开机； 检查气体压力表（P 9 、P1115 ）工作是否正常 关闭氢氧发生器后部的排气阀（ P 9 、P1220 ）和输出管路进气端的控制球阀（P 9 ） ，将电解电流调至 200250A，观察气体压力表指针是否正常升高； 当气体压力表指针升高至 0.0
27、9MPa 时，电流表（P113 ）指针应回零，发生器停止电解； 缓缓打开氢氧发生器后部的排气阀，使压力降至 0.05Mpa 以下时，电流表指针应恢复至 200250A，发生器开始电解； 关闭氢氧发生器后部的排气阀，并开启输出管路进气端的控制球阀（P 9 ） ，继续进行下步检查。 检查氢氧气输出管路的密封情况 关闭输出管路输出末端或能源介质箱中的氢氧燃气控制阀（P 9 ） ，待氢氧发生器产出气体压力再次达到 0.09MPa，发生器停止电解时，观察压力是否变化，如果在 2 分钟内压力表（P 9 、P1115 ）指针维持在 0.080.09MPa，说明该输出管路密封良好； 如果压力表指针下降，说明有
28、漏气现象。此时，可从发生器出气管路开始，至能源介质箱，对气体输出管路逐级检查，可用肥皂液均匀涂抹管路外壁及接头，查找泄漏点。漏气主要发生于各管件连接处或焊缝处，其次考虑管壁的质量缺陷（如裂纹和细孔等） ； 当各气体输出管路达到中所叙述的条件后，方可进行下步调试！7.4 观察气体工作压力 割枪和割嘴正确安装后，保持氢氧气输出管路以及燃气管路上各控制阀门开启（参考 P 9 图 2） ，电解电流 200250A，观察气体压力表（P 9 、P1115 ）指示值是否在正常工作范围（0.030.07Mpa） ； 如气体压力表指示值低于正常工作范围，则表明切割车燃气管路有泄漏，应及时检查并处理。当以上调试内
29、容全部进行完毕后，方可将本机投入常规运行，可按本手册 8.1 中冶集团建筑研究总院焊接研究所 中 冶 焊 接 科 技 有 限 公 司 水电解氧发生器使用操作及维护手册 开机 中相关内容进行操作，并点燃氢氧火焰。8. 操作详解8.1 开机8.1.1 检查电解槽及安全水封的液位 安全水封静态液位和动态液位（工作液位）氢氧发生器停止电解或电源处于关闭状态时，安全水封内的自来水液位是静止不动的，此时通过水封观液管观察到的液位固定不动，即静态液位；当氢氧发生器电源开启并电解产气后，电解槽内发生电解产生的氢氧气经输出管道进入安全水封，氢氧气体以气泡的形式自下而上透过水面，从安全水封顶部的出气口输出，气泡的
30、连续流动会使安全水封内自来水的液面上下浮动，此时通过水封观液管观察到的液位因上下浮动而变化，即动态液位（或工作液位） 。在对氢氧发生器开机之前，对安全水封加水，使静态液位达到观液管刻度线，当氢氧发生器开机并电解产气后，动态液位会有所升高，此时应适当对安全水封进行排水，使动态液位处于观液管中部。 电解槽和安全水封的液位要求操作人员在开启氢氧发生器之前应认真检查电解槽和安全水封中的液位是否正常，可以通过电解槽及安全水封上与其相连通的观液管来观察液位。a. 电解槽的液位要求电解槽观液管上有上、下两条刻度线，分别指示电解槽内电解液的上限液位和下限液位。电解液液位处于观液管上、下两条刻度线之间时均属正常
31、液位。b. 安全水封的液位要求安全水封的观液管上有一条刻度线，指示安全水封内自来水的下限液位，自来水液位应不低于观液管下限刻度，建议应使液位处于观液管刻度线以上 1 cm 处。当发生器开始工作并有氢氧气输出后，应适当排水或加水，以确保安全水封内水的动态液位处于观液管的中下部。 电解槽和安全水封的加、排水操作a. 电解槽的加、排水操作中冶集团建筑研究总院焊接研究所 中 冶 焊 接 科 技 有 限 公 司 水电解氧发生器使用操作及维护手册 当电解液液位接近下限时，发生器专用电源前面板上的缺水告警灯（红色）（P11 13 ）闪亮，此时，应由人工开启电解用水加注阀（P12 23 ） ，对电解槽进行手动加水；由于电解槽液位的上升会有延迟现象，因此，当电解液液位接近上限（未达到上限刻度）时，关闭电解用水加注阀，停止
