电解水制氢工艺描述说课讲解

电解水制氢工艺描述电解水生产氢气氧气是一个比较成熟的工艺。

其主要组成部分有：电解槽、气水分离罐、加碱罐、洗涤罐、脱水罐、缓冲罐、冷却水箱等，电气、仪表及配套的设备元器件主要有：直流电解电源（简称电解电源）、电源冷却循环泵（简称电源冷却泵或电源泵）、电解液循环泵（简称循环泵）、电解系统冷却循环泵（简称电解冷却泵或冷却泵）、补水泵、电磁阀、压力变送器、温度变送器、差压变送器、流量计、压力表、减压阀、回火防止器、纯净水生产装置等。

电解水制氢工艺流程示意图见图1。

电解水制氢工艺流程示意图1 图压力的单位为Mpa，小数点后面保留3位。

差压的单位为kPa，小数点后面保留2位,流3/h，小数点后面保留2位。

温度的单位为°C，小数点后面保留1位量单位为m,累计流量的3，小数点后面保留1位，累计工作时间的单位为h m，小数点后面保留1位。

单位为所有的电磁阀均为电开阀，通电开启，断电关闭。

一、电解电源DDY、电源冷却泵DLB、循环泵XHB及冷却泵LQB控制1、氢气压力P由压力变送器PT101变送为4~20mA直流信号，根据氢气压力P 控制电HH解电源DDY（电解电源DDY由一个开关量信号控制运行与停止）、电源冷却泵DLB和循环泵XHB（电源冷却泵DLB和循环泵XHB与电解电源DDY同步受氢气压力P控制）的通断，氢气压H力可以在触摸屏上设置：氢气压力上限设定值○（简称压力设定上限）P的设置范围0~3.00Mpa（参考值0.40Mpa）；1HH氢气压力下限设定值○（简称压力设定下限）P的设置范围0~3.00MPa（参考值0.35Mpa）。

2HL参考值就是第一次开机设置时（或者长时间断电数据丢失时）推荐使用的数值。

当氢气压力P高于压力设定上限P，P＞P，DO1输出为OFF,电解电源DDY、电源泵○3HHHHHH DLB和循环泵XHB停止运行；氢气压力P低于压力设定下限P，○P＜P， DO1输出为ON,电解电源DDY、电源泵DLB4HLHHLH和循环泵XHB通电运行。

2、当电解系统温度（实际为电解系统电解液的温度，简称电解温度）T由温度变送器TT101E变送为4~20mA直流信号，根据电解温度T控制电解电源DDY的通断，电解温控温度可在触E摸屏上设置：电解系统温度上限设定值○（简称电解温控上限）T设置范围55~95°C（参考值90°C）；1EH电解系统温度下限设定值○（简称电解温控下限）T设置范围50~90°C（参考值85°C）。

2EL当电解系统温度T超过电解温控上限T，T＞T，发出报警信号，DO9输出为ON，同○3EHEHEE时DO1输出为OFF，电解电源DDY、电源泵DLB 和循环泵XHB停止运行，但这时其他系统继续正常工作。

．当电解系统温度T低于电解温控下限T，T＜T，解除报警， DO9为OFF，电解系统○4ELEELE恢复正常工作。

3、根据电解温度T控制冷却泵LQB的通断，冷却温控温度上下限可在触摸屏上设置：E电解冷却温度上限设定值○（简称冷却温控上限）T设置范围30~90°C （参考值90°C）；1CH电解冷却温度下限设定值○（简称冷却温控下限）T设置范围30~90°C（参考值85°C）。

2CL当电解温度T超过冷却温控上限T，T＞T，DO2输出为OFF，冷却泵LQB停止运行。

○3CHECHE当电解温度T低于冷却温控下限T，T＜T，解除报警， DO9为OFF，电解系统恢复○4CLCLEE正常工作。

电解与冷却控制流程框图如下：PT101)氢气AI1HHTT101) ＞TT OR电解温度AI2(电解停止OFF,DO10为EHE DO9 )产生报警(共8个报警力PPT101)＜P 氢气压AI1( HLHTT101)T T＜AND系统温度AI2(电解开始ON,DO11为ELE)8个报警解除报警 (共OFF水电磁阀．碱罐液位开关的下限接点为L1L（对应数字量输入编号为DI1），氢气加碱罐液位开关的上限接点为L1H（DI2），氧气加碱罐液位开关的下限接点为L2L（DI3），氧气加碱罐液位开关的上限接点为L2H（DI4）。

1、补水电磁阀BV1、BV2的开阀条件（同时开阀）液位开关L1L接通（DI1为ON）或者液位开关关L2L接通（DI3为ON），DO3、 DO4输出为ON，同时打开补水电磁阀BV1和BV2。

2、补水电磁阀BV1、BV2的关阀条件（分别关阀）当加碱罐的液位开关L1H断开（DI2为OFF）时，DO3输出为OFF，关闭补水电磁阀BV1。

当加碱罐的液位开关L2H断开（DI4为OFF）时，DO4输出为OFF，关闭补水电磁阀BV2。

3、氢气加碱罐的液位状态显示三种：低液位、正常、高液位低液位：液位开关L1L接通（DI1为 ON ）+液位开关L1H接通（DI2为ON）。

正常：液位开关L1L断开（DI1为OFF）+液位开关L1H接通（DI2为ON）。

高液位：液位开关L1L断开（DI1为OFF）+液位开关L1H断开（DI2为OFF）。

4、氧气加碱罐的液位状态显示三种：低液位、正常、高液位低液位：液位开关L2L接通（DI3为 ON ）+液位开关L2H接通（DI4为ON）。

正常：液位开关L2L断开（DI3为OFF）+液位开关L2H接通（DI4为ON）。

高液位：液位开关L2L断开（DI3为OFF）+液位开关L2H断开（DI4为OFF）。

气水分离罐补水流程框图如下：L1H氧气加碱罐液位关闭OFF,BV1DO3为0OFFL2H氧气加碱罐液位关闭DO4为OFF,BV20OFF·三、补水泵BSB及补水电磁阀BV3、BV4控制氢气洗涤罐和氧气洗涤罐上分别安装了一套液位开关，氢气洗涤罐上的液位开关的下限开关为L3L（DI5）、上限开关为L3H（DI6），氧气洗涤罐上的液位开关的下限开关为L4L（DI7），。

BV4、BV3和补水电磁阀BSB），用于控制补水泵DI8（L4H上限开关为L3L的下限开关（DI5）和L4L的下限开关（DI7）任意一个接通或者两个全部接通，接通补水泵电源（DO7为ON ），同时打开补水电磁阀BV3、BV4（DO5、DO6为ON ）。

2、关阀和关泵条件当氢气洗涤罐高液位接点L3H （DI6）断开，关闭补水电磁阀BV3（DO5为OFF ）。

当氧气洗涤罐高液位接点L4H （DI8）断开，关闭补水电磁阀BV4（DO6为OFF ）。

当两个电磁阀BV3、BV4全部关闭后，关闭补水泵（DO7为OFF ）。

3、氢气洗涤罐的液位状态显示三种：低液位、正常、高液位低液位：液位开关L3L 接通（DI5为 ON ）+液位开关L3H 接通（DI6为ON ）。

正常：液位开关L3L 断开（DI5为OFF ）+液位开关L3H 接通（DI6为ON ）。

高液位：液位开关L3L 断开（DI5为OFF ）+液位开关L3H 断开（DI6为OFF ）。

4、氧气洗涤罐的液位状态显示三种：低液位、正常、高液位低液位：液位开关L4L 接通（DI7为 ON ）+液位开关L4H 接通（DI8为ON ）。

正常：液位开关L4L 断开（DI7为OFF ）+液位开关L4H 接通（DI8为ON ）。

高液位：液位开关L4L 断开（DI7为OFF ）+液位开关L4H 断开（DI8为OFF ）。

洗涤罐补水流程框图如下：开启ON,BV31DO5为ON 氢气洗涤罐的液位 为L3L 开启ON,BV4DO61为OR ON氧气洗涤罐的液位 L4L 为 开启为DO71ON,BSB L3H 氧气洗涤罐液位关闭0DO5OFF,BV3为OFFL4H 氧气洗涤罐液位关闭OFF,BV4为DO60OFF氢气洗涤罐液L3H OFF AND关OFF,BSDO L4H 氧气洗涤罐液OFF四、差压调节系统（氢气与氧气压力平衡）氧气与氢气压力的差压P 由压力变送器PdT101变送为4~20mA 直流信号，根据差压P dd 控制排氧电磁阀PV1的通断。

氧差压dHd 下限设定值（简称压差设定下限）可以在触摸屏上设置：压差设定上限P 的设置范围为-3kPa ~ +3kPa ，参考值0.50kPa ； ○1dH 压差设定下限P 的设置范围为-3kPa ~ +3kPa ，参考值-0.50kPa ）； ○2dL 当差压P 超过压差设定上限P ，P ＞P ，DO8输出为ON ，排氧电磁阀PV1开启。

○3dHdHdd 当差压P 低于压差设定下限P ，P ＞P ，DO8输出为OFF ，排氧电磁阀PV1关闭。

○4dLdddL 报警压差设定值P 的设置范围为3.00 ~ 5.00kPa ，参考值3.50kPa ，当氧气与氢气的⑤dA 差压P 的绝对值│P │＞P ，发出报警信号，DO9为ON ，DO1为OFF 。

dAdd 差压调节阀ON排DO d氧OFF,DO dd五、瞬时流量与累计流量直流信号，要求在触摸屏上显示瞬时4~20mA变送为由流量变送器Q氢气的流量FT101H流量和累计流量QQ。

AH表氢气流量信号与输六、报警显示、记录与查询要求在触摸屏设一个报警记录查询页面，将所有报警按时间顺序记录下来，在触摸屏上能够查阅，存储器记录满了，循环抹除前面的记录，另外在该页面设一个报警消除按钮，按一下消除按钮，停止报警，DO9为OFF，但若仍然满足报警条件，间隔60秒，继续报警（DO9为ON）。

为了防止处于报警临界点时继电器频繁动作，以及干扰引起的报警，要求满足报警条件达到3秒以上，才能发出报警信号（DO9为ON），同一个报警源每两次报警之间需要间隔3秒，也就是说，当报警条件消除后，报警自动消除，如果又达到报警条件，至少延迟3秒才能再次报警，如果是人工消除报警，同一报警源需要延迟60秒才能再次报警。

1、当氢气压力P＞（P+0.05MPa）时报警，DO9为ON，同时DO1为OFF；报警时显示的HHH报警名称为“氢气压力过高”。

2、当系统温度(AI1)超过温度设定上限时报警,报警名称为“电解液温度过高”3、当氢气加碱罐液位过低，同时氧气加碱罐液位过高时报警，DO9为ON），DO1为OFF，因为加碱罐与气水分离罐连通，加碱罐与气水分离罐的液位完全相同，报警名称为“两个气水分离罐水位相差过大（氧高氢低）”4、当氧气加碱罐液位过低，同时氢气加碱罐液位过高时报警，DO9为ON），DO1为OFF，报警名称为“两个气水分离罐水位相差过大（氧低氢高）”。

5、当氢气洗涤罐液位过低，同时氧气洗涤罐液位过高时报警，DO9为ON，同时切断电解电源，DO1为OFF，报警名称为“两个洗涤罐水位相差过大（氧高氢低）”。

6、当氧气洗涤罐液位过低，同时氢气洗涤罐液位过高时报警，DO9为ON， DO1为OFF，报警名称为“两个洗涤罐水位相差过大（氧低氢高）”。