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1、制氢原理及设备培训资料一、制氢原理氢气（H2）是无色无味的气体。它是气体中最轻的（只有同体积空气重量的1/14.28）,具有最大的扩散速度，容易通过各种细小的空间。因而氢气具有高导热性，氢气的导热系数是空气的6.69倍,CO2的10.5倍，N2的6.2倍。在氢气中噪音较小，而且绝缘材料不易受氧化和电晕的危害。经过严格处理的氢气可以保证发动机内部的清洁。氢气的优良特性使它非常适合作为大型发电机的冷却介质。工业上制取氢气的方法有以下几种：一是将水蒸气通过灼热的煤焦炭，可取纯度只有75%左右的氢气；二是将水蒸气通过灼热的铁，可制纯度在97%以下的氢气；三是由水煤气中提取氢气，它的纯度也较低；四是电解
2、水制取氢气，它的纯度高达99%以上。因此，用于冷却发电机的氢气，都是由电解水制取的。所谓电解，就是借助直流电的作用，将溶解在水中的电解质分解成新物质的过程。简单的说就是利用直流电分解物质的过程。有些溶有电解质的水溶液通电以后，分解出来的两种新物质，与原来的电解质完全没有关系，被分解的是作为溶剂的水。例如：硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾等。这是因为纯水的电离度很小，导电能力极差，是弱电解质，没有以上的电解质，就不会被分离成氢气和氧气。当氢氧化钠水溶液通电时，在阴极上电解液中的H+（水电解后产生的）受阴极的吸引而移向阴极，最后接受电子析出氢气，就会有如下反应：4H+4e=2H2t在阳极上，电解液中的OH
3、受阳极吸引而向阳极移动，最后放出电子而成为水和氧气：40H-4e=20+O2t阴阳合起来的总反应式为：240二=二=2H2t+O2T从总反应式中可以看出，电解水制氢时每产出两体积的氢气，同时就会产生一体积的氧气。二、制氢设备生产的ZHDQ-3210以其优良的性能在发电企业得到较广泛的应用。下面对这一系统作以简要介绍：（一）制氢设备主要技术参数：氢气产量：H760mmHg氧气产量：5Nm3h;氢气纯度：299.8%（经干燥纯化后可达99.998%）；氧气纯度：299.2%；氢气湿度：4g/Nn?H2电解槽工作压力：3.14Mpa（可在0.8314MPa之间任何压力下运行）电解槽工作温度：90oC
4、电解小室数：62个；小室电流：370A循环碱量：400900Lh;循环碱温：70；分离器液位：600800mm；差压：-20+20mm;电解液：26%NaOH水溶液或者30%KOH水溶液整流柜：电流W740A,电压6272V;电解槽直流电耗：4.8KWhNm3Hz;未含干燥器功率2.2KW制氢机电源：AC380V50Hz;干燥器工作压力：3.0Mpa0.83.0Mpa（干燥/再生）干燥器工作温度：室温/160230C（干燥/再生）干燥器电源：AC220V50Hz;供氢母管压力：0.81.OMPa；压缩空气气源：压力0.307MPa,含油量V5mgm3,露点比环境温度低10；冷却水源：温度W30
5、C,压力20.3MPa;漏氢量：0.21.0%（二）制氢设备规范:表1131ZHDQ-32/10-W2制氢装置设备规范序号设备名称设备规格及型号单位数量备注1电解槽ZHDQ-32/10-W2台12框架I套13框架套14送水泵JZ200/40台15氢气贮罐1800,V14m3,P3.2MPa只36压缩空气贮罐1800,V10m3,P0.8MPa只17砾石阻火器个58冷却水泵GDS50-200,Q11.3m3H,H41mH2O台19除盐水罐506,V219L只110碱液罐506,V219L只111碱液循环泵台112氮气瓶V44L,219,P2.94Ma只813微机控制装置586型，带CRT显示套1
6、配喷墨打印机14氢气干燥装置QG3210-A型套1河北电力机械15吸附器只216可控硅电源装置KSZ-WJ套1（三）主要设备简介1 .电解槽（1）电解槽的外形及各零部件的作用电解槽是压滤式结构，由六（八）根大螺栓和二块端压板夹紧成一体，从外表正面看是圆柱体结构。大螺栓、大螺母、弹簧座、碟形弹簧等把各小室之间的垫片压紧，使槽体能承受内压力，为保证槽体不漏，必须使各碟形弹簧受有一定的力，而且各螺栓受力均匀。端压板：左右端压板是承受槽体内部压力的端盖，因电解槽将在32Mpa压力下工作，端板中心处弯矩很大，所以中心设计得较厚。输电板：从电解槽一侧上可以看到中间极板和左右端极板上都焊有钢质的厚板，这就是
7、电解槽的正负输电板，中间极板处接上铜排或电缆与整流柜的直流输出正极相接、两个端极板用铜排或电缆连通后与整流柜的负极相接。法兰孔：在左右端压板（或端压板）两侧各有六个法兰,对称而设，左右手端压板（或端极板）对应位置的法兰作用相同，端压板（端极板）下部有两个法兰，其中之一是盲板法兰，另一个法兰与阀门相接，阀门平时关闭，只有电解槽清洗检修时专门排放废液。端板下部的两个法兰是电解槽的碱液进口，端板上方两个法兰是气体和碱液的出口。（2）电解槽的输电特点电解槽可以理解为两组电解池的并联。电解槽的最高电位处在槽体正中、最低电位处在电解槽的两端，与地面等电位。一般工业用的水电解槽大部分是一端为正极，另一端为负
8、极，为了对地绝缘，正极下端对地有极严格的绝缘要求，从正极端流出碱液气体的接头处也必须设有绝缘零件，而该装置电解槽没有这些弊病，槽体可以直接放在地上，但为防止偶然事件发生，在端板下垫有绝缘板。(3)电解槽的内部结构电解槽的每个小室由阳极板，阳付极网，氟塑料石棉隔膜布垫片，阴付极网，阴极板组成。在电解槽中，每个左极板和每个右极板都是阴极，中间极板是阳极，左右端极板是阴极，左右极板的板都是阳极也都是阴极，中间极板是阳极,左右端极板是阴极，左右极板的板面面向中间极板的一侧为阴极，另一侧为阳极。左阴板上产生氢气，在阳极上产生氧气。在槽体上除了中间极板，左端极板，右端极板外，按极板所处位置不同又分为左极板
9、和右极板，I它们的区别在于出气孔的位置不同。极板：2mm厚的08钢板焊在极框上然后镀银而成因银是非消耗性电极，在碱液里不会造成腐蚀，超电压又低，所以镀镣非常必要。极板上的乳头起支承付极网和隔膜布的作用，电解液可以在乳头与隔膜布形成的空间里流动，乳头还有输电作用。阳付极网：它是由纯银丝编织而成的，电化学反应时，氧气大部分在它表面产生。阴付极网：它是由纯银丝编织而成的网，又用等离子喷上雷尼镇活化层，使用前还要用稀碱液处理。电化学反应时,氢气大部分在它表面产生。氟塑料垫片：电解产生的氢氧气体必须隔开，否则混在一起，后果不堪设想，但反应时，电解液电离出的正负离子还要不断运动，所以隔膜布还不能阻止离子运
10、行，隔膜石棉布则能满足以上两个条件。隔膜石棉布是专门为电解而织成的，是由W温石棉特级纤维I织成布。工业石棉用处很大，如保温、耐火、绝热，很多地方都需要石棉制品，在水电解槽里是因为它具有一定的耐碱性和对碱液的浸润性。在烧碱溶液里耐碱性有一定的温度限制：能在90以下长期使用，若温度过高，则寿命大大缩短。实验证明，在25%NaOH溶液内煮沸五小时后。某些隔膜石棉布就会“烂掉”。电解槽内隔膜布的损坏会引起氢氧气体混合。隔膜石棉布周边上有一圈厚度为4mm宽度一定的塑料边，这层塑料具有很好的耐热性，耐腐蚀性，弹性，介电性,是很理想的密封材料，它是用膜压的方法生产出来的。压片：用来保护极板上的进液孔和出气孔
11、，当垫片压紧时，如果没有压片支撑，各通道会被了垫片的塑料所填充阻塞。电解槽内各种孔道的设置：在左右端极板的中下部有四个法兰接头，它们是电解槽的进口。电解液从端极板进入槽体，穿过左、右极板和氟塑料隔膜石棉布垫片工艺孔叠加形成的液道环到达中间极板内，再通过中间极板下部的孔，经极板下部液道环，通过进液孔分配到各小室里去。碱液电解后在阳极室生成氧气，碱液和氧气通过出气孔，经气道环一同流出氧气出口管；在阴极室生成的氢气和碱液一同流出氢气出口管。2 .氢气分离洗涤器、氧分离器(1)分离器的作用分离器借助于重力，使水电解产生的氢气、氧气与循环碱液分离。借助于氢、氧分离器的压力控制、保持电解小室中阴极侧和阳极
12、侧的压力平衡。氢分离洗涤器的筛板上有30mm高的水层，利用筛板上水层的优质洗涤作用，吸收氢气中一定的碱雾及液滴。维持水电局解过程中一定的碱液容量，利用分离器及其安装的仪表控制和调节电解过程中装置运行的各种参数。通过分离器内设置的蛇管还可以冷却循环碱液。(2)分离器的构造由壳体、筛板、溢流管、布散管、蛇管、筒体法兰、液面计、外接管等焊接而成。壳体：由筒体、封头、法兰等组焊而成一个压力容器。筛板、溢流管：筛板上开有一定数量、一定规格、按一定方式排列的孔，孔的大小、数量与气体产量、水层厚度、介质性质有关，可通过有关资料计算求出，筛板中心焊有一根溢流管直插分离器液相下部，上面高出筛板30mm,以保持筛
13、板上面液层厚度，水层的来源是电解过程中补充的电解纯水、通过柱塞泵、输送管道、布散管定时、定量地均匀地打进筛板上，通过溢流管不断更新上面液层、保证传质效率。蛇管：蛇管置于分离器液相部位，蛇管内通入冷却水，起冷却循环碱液的作用。3 ,碱液过滤器碱液过滤器的作用在于过滤掉循环碱液中的机械杂质和石棉绒毛。碱液过滤器由筒体、滤筒、滤网、法兰等组成，过滤器中滤筒、滤网的有效通流面积应使其过滤效果好且电解液通过时阻力尽可能小，根据经验。过滤网选用100-120目的不锈钢丝或银丝网。4 ,气液冷却器通过气液冷却器可以把氢气（氧气）从90冷却到45以下；把循环碱液从90冷却到70左右；将氢（氧）气中混合的水蒸汽
14、冷凝，降低气体含湿量。冷却器可采用蛇管、螺旋板、列管等型式的换热器。蛇管冷却器的结构简单，密封、耐压性能好，一般用于工作压力较高，热负荷较小的场合。螺旋板换热器结构复杂，造价高耐压强度较低，但传热效果好。本装置的气液冷却器选用蛇管冷却器。5 .气水分离器（GaSwatersepareter）气水分离器由筒体、封头、气体进出口管、流体回流管构成。经气体冷却器冷却后的氢（氧）气夹带着泠凝滴进入气水分离器。蛇管冷却器，因气速降低，液滴靠重力沉降与气体分离，经回液管流入分离器液相底部，气体经上出口进入捕滴器。运行中应注意严禁分离器内碱液沿回液管上升至气运短路，沿回液管上升至气水分离器中。为此，运行中维
15、持氢氧压差正常稳定；保持氢氧分离器液位处于正常状态，不能低于回液管口；防止筛板及上部气路堵塞。6 .捕滴器捕滴器用于分离氢（氧）气中夹带的直径为0.3-0.5或5以上微液滴。捕滴器的原理是一定直径的圆筒内装填一定规格和数量的不锈钢网。当进入捕滴器的气体流速控制在一定范围内时，气体中夹带的液滴撞到丝网并附在其上，当水滴聚集到一定程度，在液滴重力作用下沿丝网向下流不凝聚，又不断下流达到气液分离的目的。7 .阻火器阻火器安装在氢气贮罐放空管道上和制氢机氢气放空来防止外部火焰窜入贮罐、制氢系统或阻止火焰在制氢系统与其它系统设备上蔓延，保证制氢设备及系统的安全运行和正常供气。阻火器有金属丝网阻火器，波纹
16、金属阻火器，砾石阻火器等形式。装有金属丝网阻火器和砾石阻火器。8 .碱液循环泵制氢间属于有可能产生爆炸性混合气体的场合，所以必须选用HHHH0泵的性能指标决定于装置的性能。不同型号的水电解装置根据有关的参数选用不同规格型号的屏蔽电泵。本装置选用32CPB-16型屏蔽电泵。碱液循环泵使循环碱液获得一定的扬程以克服循环通道上的阻力，得到一定的碱循环量，以满足制氢机的正常运行要求。碱液循环泵电动机的定子内圆和转子外圆各有一个非磁性的不锈钢屏蔽套保护，严防液体的侵入和腐蚀；轴承的润滑靠输送的一部分液体；电机的冷却通过定子外表面覆盖的一层夹水套通入冷却水来完成；设有防爆接线盒；泵叶轮直接装在电动机轴上，
17、泵壳用螺栓固定于电机法兰上，构成一个密封的整体。9 .柱塞泵柱塞泵的作用是输送电解纯水到氢分离器筛板上，补充电解碱液至循环碱液中、供屏蔽电泵开车时灌液，驱除气体。柱塞泵是由蜗轮一一蜗杆传动机构，泵缸头、托架、配轴器及电机等主要零部件组成。电动机通过蜗轮带动曲轴，经过连杆，十字头使柱塞作往复运动。吸与排出泵阀为双层密封球阀，材料为9Crl8不锈钢。柱塞密封采用方型YAB9030石棉浸油四氟填料，密封可靠，寿命长。系统选用的JZ200/40柱塞泵额定流量200升卜时，出口压力0-4Okgf/cm2,吸入压力：-0.1-Okgf7cr2,滑油最高温度：60oC（润滑油为20号或30号机油）。10 .
18、氢气干燥装置本设备由干燥器框架和控制箱两部分组成，主要包括气体吸附器（2只）、冷凝分离器、排污器、气动二位四通阀、可编程序控制器、气体压力、温度测调仪表等。氢气干燥装置的型号为（QG32/10IlA型）。原料氢气进入吸附器A进行再生，吹冷，再进入冷凝分离器E,到吸附器B进行吸附，此时产品氢气含湿量已降到0.094gm3以下，经压力调节后送入氢气储罐。当进行吸附的吸附器饱和需要进行再生时，原料氢气先进入需再生的吸附器，升温带出饱和的水分，再经冷凝分离器将水分冷凝分离，随后进入第二只吸附器，经吸附后，将合格的产品气送入储罐。氢气干燥器是清除发电机内部冷却用氢气所含水蒸汽的专用设备。吸附式氢气干燥器
19、对氢气进行干燥处理的原理是利用固态干燥剂活性铝的吸湿能力，将发电机中冷却用氢气通过填充高疏松活性氧化铝的吸湿塔而实现的。活性铝的重要性是其具有的化学惰性，并且无毒，当它吸收水分达到饱和后，可通过加热来驱除水分，从而恢复吸湿性能。活性铝具有再生还原的性能，不受重复再生的影响。干燥器，再生是由埋置在活性铝中的电加热装置定时对干燥器加热，使饱和的活性铝中的水分汽化，同时让氢气流过吸湿层，从而带走加热释放出来的水蒸汽，然后将氢气冷却，冷凝出的水份将通过分离器和疏水阀将水排出系统。本设备有两个吸收塔，因此能够对氢气进行不间断的干燥除湿，当其中一个吸收塔工作在吸湿状态时，而另一个吸收塔则工作在再生状态。在
20、预定的工作周期中，先进的工业控制机应用于设备中控制氢气流向，把氢气流从已饱和的吸湿塔中转移到刚完成再生过程的吸湿塔中，这个转换过程将已饱和的吸湿塔中置于再生循环中再生，周而复始，反复循环。这套装置完全自动化运行。(四)主要工艺流程ZHDQ-32/10(5)W2型水电解制氢装置的主要设备可分为十个系统。L氢气系统由电解槽各电解小室阴极分解出来的氢气随碱液一起,借助于碱液循环泵的扬程和气体本身的升力，从主极板阴极侧的出气孔进入氢气管道，再从左右端极板流出并汇合，进入氢分离洗涤器，在其内与碱液分离，然后从氢分离洗涤器顶上的氢气管道进入在冷却器中将氢气由7590冷却至40左右，再进入气水分离器分离出冷
21、凝水滴，使含湿量降到4g/Nn?H2以下，最后经气动薄膜调节阀流向干燥器进一步干燥，使含湿量降至（Hg/Nn?H2以下后从框架进入贮罐。2 .氧气系统由电解槽各电解小室阳极分解出来的氧气随碱液一起，从主极板阳极侧的出气孔进入氧气管道，再从左右端极板流出并汇合，进入氧分离器，在其内与碱液分离，然后经气动薄膜调节阀排空（也可回收使用）。3 .碱液循环系统为了随时带走电解过程中产生的氢气，氧气和热量，并向极板区补充蒸储水，必须要求系统内的碱液按一定的速度和方向进行循环。此外，碱液的循环还可增加电极区域电解液的搅拌，以减少浓差极化电压，降低碱液中的含气度，从而降低小室电压，减少能耗。由于本系统所用的电
22、解槽体积小、管道细，碱液流动阻力较大且电流密度较高，故要求碱液循环次数能达到每小时23次以上。所以在本系统中采用循环泵进行强制循环。碱液在氢分离洗涤器和氧分离器中分离出氢气和氧气后，在两分离器底部的连通管内汇合，经碱液过滤器除去固态杂质，再经碱液过滤器冷却进入循环泵，由泵加压后回到电解槽。在电解槽中，碱液先从液道进到中间极板，再由中间极板底部的通道，从各主极板的进液孔进入各电解小室，在各电解小室中进行电解，而后与电解出来的氢气或氧气一起，分别从各自的出气孔进入氢气道或氧气道，再分别进入氢分离洗涤器或氧分离器，从而构成完整的碱液循环系统。4 .气体排空系统制氢装置在每次刚开车运行时，其氢气纯度不
23、可能马上达到所需标准，所以一般是先将其排空，待纯度达到标准后再充氢。正常运行时，排空由气动薄膜调节阀后的二通阀完成。微机检测氢气纯度合格且各项指标符合要求后，给出信号，二通阀关开始充氢，当故障或紧急情况停车卸压时，微机又给出信号，二通阀打开，将系统内气体排空。但如情况紧急时，也可直接打开氢气和氧气系统的直接排空阀排空，但此时必须密切注意氢、氧分离器中的液位差，严防氢氧压差过大造成氢氧混合发生事故。5 .补水系统电解过程中，蒸储水不断消耗，必须及时向系统内补充蒸储水。补水系统主要包括蒸储水箱和送水泵，水箱中的水通过送水泵打入氢分离洗涤器从而进入碱液循环系统。在正常情况下，补水可自动进行，特殊情况
24、下也可手动操作。为保证系统中的气体和碱液在送水泵停转期间不回流，在送水管道上装有止回阀。6 ,冷却系统冷却水系统分为四路：第一路：进入循环泵以冷却屏蔽电机。第二路：通过气动薄膜调节阀先进入碱液冷却器以冷却过滤后的循环碱液，从碱液冷却器中出来的冷却水再分成两路分别进入氢分离洗涤器和氧分离器以冷却分离器中的碱液。电解过程中的电解槽温度的控制就是通过改变该路冷却水的大小来实现的。第三路：进入氢气冷却器冷却电解后的氢气。第四路：进入整流柜，冷却可控硅整流元件。7 ,排污系统排污系统分为三路第一路：从氧分离器底部，排出氧气系统冷凝下来的液体。第二路：从气体冷却器底部，排出氢气系统冷凝下来的液体。第三路：
25、从碱液过滤器底部，排出碱液过滤器中过滤下来的杂质等污物和残液。此外，电解槽两端、蒸储水箱、碱液箱底部以及氢氧排空管底部也都有各自的排污口。8 .贮氢系统本系统由框架I、干燥器、框架和氢气贮罐组成，当电解槽产生的氢气满足充罐要求后，微机自动控制框架I上自动充氢阀门关闭，氢气由框架I出来，经干燥器干燥后，经框架进入氢气贮罐，完成氢气的贮存。9 .充氢系统本系统由框架II和氢气贮罐组成当发电机侧压力低于08MPa时，框架上发电机侧压力开关将压力信号传送到控制柜上的继电器，继电器动作，控制框架II上自动充氢阀门打开，氢储罐中的氢气通过框架II开始往发电机补氢。当发电机侧压力达LOMPa时，压力开关动作
26、，控制柜发出信号，切断自动充氢阀门，系统停止往发电机补氢。10 .蒸储水箱补水系统制氢设备运行过程中，水箱液位信号由磁翻转液位计传送给微机，微机根据水箱液位情况自动控制水箱补水的电磁阀，实现了水箱补水的自动化。(五)制氢设备的自动控制系统及其特点L微机控制的自控系统(1)调节系统电解控制：电解控制的操纵量为整流柜输出电流，参考量为电流给定，整流电压，氧侧液位，氢侧液位，连锁信号。在开机过程中，如果不存在连锁信号则从150A开始以自动最优方式（最快电流）升电流，电流上升将导致液位上升至给定值或整流电压升至70V后，将会限制电流上升；否则，整流电流将升至给定值。在正常运行过程中，如果出现连锁信号，
27、则整流电流立即跳至OA并监视连锁信号，连锁信号一旦消除则立即以最优方式升电流至给定值。停机过程中，一旦停机操作被确认，电流立即跳至0A。压力控制：压力控制量为氧气出口流量，参考量为压力给定，氧槽温，氢氧差压。在开机过程中，当氧槽温低于50时，限制系统压力不高于0.8MPa;当氧槽温升至50。C后,系统压力将升至给定值。升至给定值后，当检测压力高于设定值时，氧侧调节阀打开，当检测压力低于设定值时，氧侧调节阀关闭，使系统压力维持在设定值。在停机过程中，当氧槽温高于50时，按程度规定分段降压。同时检测氧槽温,当槽温高于50时，系统压力维持在08MPa,直到槽温低于50时，系统压力将逐渐降为零。当氢氧
28、差压超限后（异常情况），系统自动转换到降压处理，以使系统压力脱离不安全压力（0.8MPa）,便于维护人员进行检查维修。即：氧侧压力变送器一输入安全栅一测量压力与系统压力比较一调节氧侧调节阀一从而达到控制系统压力。液位控制：液位控制的操纵量为氢气出口流量，参考量为氢侧液位，氧侧液位。以氧侧液位为基准。当氢侧液位高于氧侧液位时关闭氢侧调节阀，当氢侧液位低于氧侧液位时打开氢侧调节阀，从而达到控制氢氧液位平衡的目的。系统液位在20mm其控制过程为：氢氧侧液位变送器一氧液位与氢液位比较一调节氢侧调节阀一从而达到控制温度控制：温度控制的操纵量为冷却水流量，参考量为碱液温度。其目的是控制电解槽的槽温在规定的
29、范围内。当碱温高于其设定值时打开冷却水调节阀，当碱温低于其设定值时关闭冷却水调节阀，直接控制碱温从而达到控制电解槽温度的目的。即：碱液循环泵出口温度一测量温度与设定温度f调节冷却水调节阀一从而达到控制电解槽的工作温度在90以下。(2)检测系统氢槽温、氧槽温、氢气温度都是由伯电阻作为传感器，计算机显示。氢液位、氧液位由变送器作为传感器，计算机显示O总气源、冷却水、储罐压力用就地压力表来测量。氢管压、氧槽压由就地压力表来显示压力，变送器作为传感器输出420mA信号给计算机，微机既能显示压力又可能进行调节或控制。氢气中氧气含量用氧分析仪测量，仪表显示纯度；当氧气含量越上限时报警。氧气中氢气含量用氢分
30、析仪测量，仪表显示纯度，当氢气含量越上限时报警。同时仪表都能输出420mA信号给计算机，微机既能显示纯度值又可能进行相应控制。电解间，干燥间漏氢量检测用固定式氢气检漏报警仪，仪表显示氢气含量，当氢气含量越上限时报警，报警时输出开关信号给微机，微机对整流柜实行控制。(3)信号报警及连锁系统信号报警和连锁系统有冷却水越下限；气源压力越下限；槽压越上限；氧槽温越上限，氢槽温越上限；碱液循环量越下限；槽压到设定值时，氢、氧气纯度越上限，当参数越限时微机发出报警信号由峰鸣器报警，同时完成连锁功能停整流柜使系统自动泄压。报警信号水箱液位越上、下限；氢管压越上限；氢氧液位越上下限；整流柜自身故障报警；框架1
31、阀位报警，一旦系统有故障，在按确认按钮时，可以查看报警一栏，报警一栏中记录近20条报警记录，从上而下，自远而近，便于操作人员查看。(4)控制框架I两通阀控制：1)系统运行中下列条件其任意一条件出现，框架I两通阀打开，排空氢气以便系统安全运行:整流柜自身故障；冷却水越下限；气源压力越下限；槽压越下限；氧槽温越上限；氢槽温越上限；碱流量越下限；系统压力达到设定值时氢氧液位越上下限。2）当框架I氢气纯度299.5%时，槽压与氢气管压差大于其设定值且槽压达到50以上的设定值，整流柜正常运行，系统关闭框架I两通阀开始充罐。补水控制：补水控制的操纵量为补水泵的开或停，参考量是氧液位。补水泵的控制分手动和自
32、动两种，自动和手动实现通过转换开关，自动控制当氧液位低于补水设定值时打开补水泵进行补水；当氧液位高于补水上限时关闭补水泵，手动控制根据实际液位；当液位低时，手操按钮打开补水泵;当液位高时，手操按钮关闭补水泵，整流柜发生连锁故障停掉的同时自动停掉送水泵，否则液位过高，下次开机升流速度减慢。原料水控制：电解所需的除盐水来自水箱，在水箱入口安装一个电磁阀，当水箱液位低于下限时自动打开进水电磁阀，当水箱液位高于上限时关闭进水电磁阀。同时，水箱上液位计能输出420mA电流信号，当水箱液位低于设定下下限时停整流柜。循环泵控制：循环泵的控制分自动和手动两种控制方式，自动和手动通过微机转换实现。在自动状态下，
33、微机开机时自动打开循环泵。冷却水越下限除停整流柜外，循环泵运行5分钟停泵，防止循环泵损坏。2.控制系统的特点和功能(I)自动化程度高开机自动化：在做好开机前准备后,打开微机电源，系统进入开机状态，操作整流柜以最优值给出电流值，并自动控制系统的各项参数达到最佳值并趋于稳定，运行人员可以在线干预，也可以不干预。运行自动化：屏幕上将显示整个系统的框架结构并动态显示各点参数，各种运行参数，报警参数，连锁参数等均无须人工干预，但必要时也可在线修改。三个调节阀在必要时也可由软手动或硬手动强制调节。自动记录：可以定时或不定时地记录运行参数，并可以记录报警和连锁情况，同时记录报警时间，日期，由打印机输出。另外
34、在远方控制微机上，可自动记录31天的历史数据，用户可以按天查询，也可以局域放大，便于事故分析。自动充罐：当氢气纯度299.5%,槽压与氢管压之差大于其设定值，而且槽压达到其50度以上的设定值时，而且在整流柜正常运行时即系统正常时，自动关闭框架I两通阀，开始充氢，否则，当上述条件不满足时自动打开框架I两通阀排空。自动充氢：框架II充罐压力控制在0.8MPaLOMPa之间，当发电机压力降为08MPa时，框架两通阀自动打开。当发电机压力升到1.0MPa时,框架II两通阀自动关闭。(2)可靠性强冗余设计：特殊参数的监控采用各自独立的硬件回路，关系到系统安全运行的回路采用100%冗余，以槽压为例：回路一
35、：压力变送器一采集卡一工控机一报警连锁装置回路二：电接点压力表一报警连锁装置两套报警连锁装置并行工作，保障系统安全可靠。正确性检测：系统将对所有可修改参数的修改进行正确性检测，并将拒绝接受非法数据的输入。如果不在系统设定范围或输入非法字符，则弹出数据对话框进行提示。（3）智能故障处理操作人员的操作分级分权限管理，如果在其给定的权限内，在输入正确的口令后，才能进行操作，否则其操作属非法操作，系统不予执行（响应）。在系统运行时，如果某个不关键的子系统出故障，控制核心会将其脱离，并提示在线维护。在异常情况下（如强电磁干扰）程序飞出，硬件“看门狗”会使程序在5秒内重入，如果属机器故障，则会自动切断整流
36、柜输出，并将3个调节阀门关死，打开框架I两通阀排空，并在远方出现通讯故障的语音报警，保障系统的稳定运行。（4）微机自动检测与控制调节及报警功能的参数表（参数设定值均为可调）（见表1132）。表1-13-2ZHDQ-32/10-W2制氢装置微机自动检测与控制调节及报警功能定值序号名称(单位)调节范围检测参考值报警上限报警下限1电解槽压MPa0-3.143.342氢液位(mm)600-8008505503氧液位(mm)600-8008505504差压(mm)-20+205氢槽温()90956氧槽温()90957循环碱温()708碱液流量(m3h)0.40.90.39气源压力(MPa)0.30.70.310氢气纯度99.899.511氧气纯度N99.298.612供氢母管乙压力(MPa)0.8LO1.00.813供氢母管甲压力(MPa)0.8LO1.00.814漏氢里甲(%)0.2-11.215漏氢量乙(%)0.2-11.216整流柜电压(V)6272(3042)17整流柜电流(A)740
