氢系统培训教材

概述1.发电机采用水－氢－氢冷却方式，即发电机定子绕组采用水冷却，定子铁芯和转子绕组采用氢气冷却。

汇流排系统采用双母管供气，每根母管供气量为40m3/h。

汇流排分成甲、乙二段，每段带一根母管。

每段除设自动供氢系统外，还设有手动供氢接口，手动供氢接口满足母管供气量为40m3/h，并带减压装置。

2.防爆氢气分配系统由氢气减压分配单元、惰性气体吹扫单元、智能气体切换单元、气体品质分析单元和漏氢报警及强制排风单元组成。

3.整个系统采用高度自动化，运行实现无人值班。

氢气汇流排压力信号进入集控DCS控制系统，供氢的启动与停运操作人工操作。

设备规范及运行参数1.发电机氢气冷却参数2.氢气瓶所供氢气品质氢气瓶出口压力：1～12.5MPa补氢压力：0.5～0.8MPa每台预计补氢量：10～12m3/d（标准状态）运行监督2.氢气爆炸极限值H2和O2上限：含H2 94.3% O2 5.7%下限：含H2 5% O2 95%H2和空气上限：含H2 74.2% 空气 25.8%下限：含H2 4.1% 空气 95.9%4.发电机气体置换准备工作1.发电机气体置换的操作和二氧化碳等气体的准备由机组运行负责，化学人员负责各气体的检查、分析工作。

2.气体置换前4小时，值长和机组运行应通知化学人员。

值班人员应对分析仪器进行检查。

更换吸收液，对置换用的二氧化碳气瓶，应全部取样分析，纯度不低于95%。

3.在投氢前必须准备足够的合格氢气量。

最低储量不少于600m3可用气，且充氢装置运行正常。

4.气体置换工作重大、化学应至少有两人现场取样分析。

最后样品必须连续三次分析数值达到标准，才能判定为合格。

并填写分析通知单，交运行一份，留底一分。

供氢母管的气体置换1.用氮气置换供氢母管：关严氢气瓶出口总门，打开氮气瓶出口门，调整压力为0.5～0.6MPa 向供氢母管充氮气，在取样点取样分析，当氮气含量大于97%时进行吹死角后合格，关闭氮气瓶出口门。

2.用氢气置换供氢母管：关严氮气出口门，打开氢气瓶出口门，调整压力为0.5～0.6MPa 向供氢母管充氢气，用氢气将管路中的氮气顶出，在发电机处供氢母管取样门上取样化验，当氢气纯度≥96% 时，置换完毕关闭各阀门。

由空气状态置换至氢气状态1.用二氧化碳置换空气：从发电机外壳底部充入二氧化碳，从外壳上部排出气体。

在排气管道上取样分析，二氧化碳的含量＞80% 时，通知运行人员排死角，当二氧化碳的含量达85%，通知运行人员，停止充二氧化碳。

2.用氢气置换二氧化碳：从发电机外壳上部充入氢气，从发电机外壳底部排出氢气，在底部排气管道上分析氢气的含量达到95% 以上，可通知运行人员排各死角，当分析氢的含量达到96% 以上时，可通知操作人员置换完毕。

并填写分析通知单。

由氢气状态置换到空气状态1.用二氧化碳置换氢气：从发电机外壳底部充入二氧化碳，从外壳上部排出气体管道上取样分析二氧化碳含量达到90% 时可通知运行人员排各死角，当二氧化碳的含量达95%，通知停止充二氧化碳。

2.用空气置换二氧化碳：从发电机外壳上部充入空气，从发电机外壳底部排出，在底部排出气体管道上取样分析二氧化碳含量达到小于10% 时可通知运行人员排各死角，当分析二氧化碳的含量小于5% 时，可通知操作人员置换完毕。

并填写分析通知单。

气体分析1、原理：氢气纯度和被测气体纯度的测定是利用测定被测气体中的含氧量而确定的，氢气测定是利用焦性没食子酸的碱性溶液将氧气吸收，减少气体的体积就是氧气含量。

二氧化碳气体的测定是基于氢氧化钾溶液吸收二氧化碳气体，减少的体积就是CO2的含量。

2、仪器和吸收剂（1）奥氏气体分析仪一套。

（2）饱和食盐水。

（3）30%氢氧化钾溶液。

（4）焦性没食子酸的碱性溶液。

3、仪表的校正将安装好的气体分析仪装好氢氧化钾、焦性没食子酸吸收液，压力瓶注入经过滤的饱和食盐水（加两滴甲基橙用硫酸滴定至橙色），把吸收瓶两通考克关闭，在量气管中吸入若干量的空气，关闭吸空气考克，降低压力瓶位置，使量气管中产生负压，若仪器的全部考克和接头都严密，饱和食盐水先稍下降，而后稳定在一定的液位上，这说明没有漏的地方，如液位下降，说明有地方漏，吸收器考克在关闭位置，若吸收液上升，说明吸收液考克漏，应重新涂抹凡士林油（注意不要将考克孔堵塞），经检查仍不严，可用上述找漏法进行查找。

4、取样气体取样用球胆或气袋采取，取样时应将球胆（或气袋）用样品气体吹洗3--4次，冲洗中在排气时，应将球胆（或气袋）卷起来，最后采取适量的气体，用夹子夹好。

5、分析方法（1）先将吸收管中气体抽出，使吸收液保持在考克下2mm处。

（2）将封闭液提到考克2mm处（3）将气体样品接在取样管上，开进气考克，用量气管抽出气体样品，再用量气管三通考克排出，反复冲洗3--4次，最后抽取100ml气体样品，关闭进气考克，抽取气体样品，也可直接从压力瓶排出，时间大约10秒左右。

（4）首先经氢氧化钾溶液吸收，抽出压入4--6次，将吸收溶液面抽到吸收前原来液面，关闭吸收考克，停1--2分钟后，使压力瓶中液面和量气管中液面一样高的情况下，记录量气管内体积数，继续将气体样品经焦性没食子酸吸收，抽出压入4--6次后，将吸收液的液面抽到吸收前原来的液面，关闭吸收考克，停1--2分钟后，使压力瓶液面与量气管中液面一样高，记下量气管内体积数。

（氢站氢气纯度，不经氢氧化钾溶液吸收，直接用焦性没食子酸吸收）。

5、计算（1）制氢站氢纯度计算V2V H2%=----------X100%V1V1------气体样品体积（ml）V2-----经焦性没食子酸吸收后体积（ml）（2）二氧化碳纯度计算V1——V2V CO2%=----------- X100%V1V1--------样品体积（ml）V2--------经氢氧化钾溶液吸收后体积（ml）（3）氮气纯度计算V2V N2%=---------100%V1V1-------样品体积（ml）V2------经焦性没食子酸吸收后体积（ml）（4）发电机氢气纯度计算V H2=100%—（V CO2%+V O2%+V N2%）V CO2%------发电机氢气中CO2的百分含量V O2%-------发电机氢气中O2的百分含量V N2%-------发电机氢气中N2的百分含量氮气含量计算：V N2=4（V2%—0、3%）6、注意事项（1）分析中应注意吸收液是否失效，氢氧化钾是否失效。

（2）分析中注意各考克和胶皮管接头处是否严密。

（3）抽吸收液时，应注意防止吸收液跑出吸收瓶，进入吸收管路，以免影响分析结果。

二、气体湿度的测定测量氢气湿度采用CMS--Ⅲ智能湿度仪进行测量.1、测量原理氧化铝湿敏元件是用一片带有多孔氧化的铝片制成,铝片使用特殊阳极氧化工艺制成的,并在铝片上蒸发了薄薄的一层金.铝基片和金镀层形成了氧化铝电容的两个电极,当有液体或气体通过时,多孔的氧化铝层就可吸收水蒸汽,使两极间电容发生改变,改变量与水蒸汽浓度成一定关系,经过标定就可定量使用.由于实际工作中很少用水的蒸气压来表示气体或液体中的含水量. 露点是水蒸气结露时的温度,在露点下汽水混合物中的水分子进入气相的速率与水分子进入液相的速率相等,因此可直接测量介质的露点.2、主要技术参数（1）电源：交直流两用。

交流220V ±10%，50Hz；直流电池充满可使用15个小时以上。

（2）露点：-1100C—200C（校准范围：-750C—200C）（3）响应时间：5秒钟内达到测量介质最大温度的63%.(4)使用环境温度: -400C—800C(5)测量温度(环境温度)范围: -400C—800C(6)测量压力(环境压力)范围: 0—0、9Mpa（7）进气速度可调，并通过液晶显示出来。

（8）露点、温度、ppmV 压力，时间，日期同时显示并可随时打印出来。

（9）电池充电时间为24小时（仪器有过充保护装置）电池容量在液晶屏上显示。

3、液晶显示屏显示参数：从上到下依次显示为：(1) 露点（0C）(2)微水（ppmV）(3)流量（L/min）(4)压力（Mpa）(5) 环境温度（0C）(6) 电池容量(7)时间(8)日期说明：在实际测量过程中通过调节流量阀将流量调节在0.4—0.6 L/min，不要超过0.8 L/min。

4、露点温度测试方法方法（1）将仪器配套的开关接头与测试管道连接好，关闭测试管道的针型阀，再把开关接头与开关连接好。

（2）打开电源开关，先进行自校。

（3）把测试管道的针型阀与仪器的进气口相接，（如果测试管道长时间没有用过，则打开测试管道上的针型阀排放十几秒钟气，或者在去现场测试之前把测试管道用高纯氮吹一下，这样做是为了缩短测量时间。

）打开测试管道上的针型阀，这时显示屏上显示的压力即是被测开关里的压力。

（4）开始测量时，把测量保护旋钮上的箭头旋转到测量位置，然后打开流量控制阀，调节流量在0.4—0.6 L/min，最大不要超过0.8 L/min，这样就进入测量状态，测量的时间大约在3分钟左右。

再把测量保护旋钮上的箭头旋转到保护位置，（5）测量结束时应先关闭流量调节阀，最后关闭测试管道上的针型阀，取下开关接头。

（6）关闭电源，把测试管道放在仪器里。

5、注意事项（1）仪器应放在安全位置,避免剧烈运动,防止摔坏.（2）切勿测试有腐蚀性的气体.（3）探头使用一定时间后应进行清洗并校验, 校验时间间隔为一年.（由厂家校验）（4）调节气体流量时,控制针型阀应慢慢打开, 调节流量在0.4—0.6 L/min。

超过1 L/min超限提示，这时应减小流量到规定值。

（流量过大将损坏电子流量传感器。

）（5）仪器使用电池时，使用一天后电池容量低于30%，应及时充电，充电时只须将电源线插入220V插座，打开电源开关，仪器起将自动充电充电时间一般在24小时以上。

（6）打印数据，如果使用交流电测量，可直接按打印键打印，而使用直流电测量时，就必须把测量的数据先储存起来（一次储存数据可达26个）接上交流电源后即可打印出所储存的数据。