新建燃?xì)怆姀S化學(xué)供氫系統(tǒng)的調(diào)試

摘 要：化學(xué)供氫系統(tǒng)是燃?xì)怆姀S中的重要組成部分，可以起到冷卻發(fā)電機(jī)組的作用，對(duì)維護(hù)電廠發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定具有重要作用。同時(shí)因?yàn)闅錃獾奶厥饣瘜W(xué)性質(zhì)，存在易燃易爆性，所以必須加強(qiáng)監(jiān)管。因此電廠化學(xué)供氫系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、安全與否不僅關(guān)系到電廠的正常生產(chǎn)運(yùn)行效率，還會(huì)對(duì)電廠運(yùn)行的安全性產(chǎn)生影響，因此必須重視化學(xué)供氫系統(tǒng)調(diào)試工作的開展，保證其運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。鑒于此，本文對(duì)燃?xì)怆姀S化學(xué)供氫系統(tǒng)的調(diào)試工作進(jìn)行研究。首先對(duì)新建燃?xì)怆姀S項(xiàng)目進(jìn)行了概述，然后介紹了該電廠化學(xué)供氫系統(tǒng)的基本特點(diǎn)，最后對(duì)整個(gè)調(diào)試過程進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，旨在通過研究介紹，幫助提升化學(xué)供氫系統(tǒng)調(diào)試效果。

關(guān)鍵詞：燃?xì)怆姀S;化學(xué)供氫系統(tǒng);調(diào)試

化學(xué)供氫系統(tǒng)是新建燃?xì)怆姀S中承擔(dān)著提供生產(chǎn)所需“氫”的重任，因?yàn)闅錃庖兹嫉奶匦裕嬖诤芏嗟陌踩L(fēng)險(xiǎn)，因此更增加了相關(guān)人員對(duì)該系統(tǒng)運(yùn)行設(shè)計(jì)、調(diào)試的重視。作為管理人員不僅要重視化學(xué)供氫系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的維護(hù)管理，還要做好新建系統(tǒng)的設(shè)計(jì)調(diào)試工作，保證氫氣制備和儲(chǔ)存等環(huán)節(jié)處于一個(gè)穩(wěn)定、安全的狀態(tài)[1]。因此本文以上海某新建燃?xì)怆姀S為例，對(duì)該電廠的化學(xué)供氫系統(tǒng)調(diào)試工作進(jìn)行全面分析研究。

1 項(xiàng)目概述

上海某新建燃?xì)怆姀S工程裝機(jī)容量是4套400MW級(jí)蒸汽--燃?xì)饴?lián)合循環(huán)機(jī)組，而化學(xué)供氫系統(tǒng)規(guī)劃分一期、二期兩條線共計(jì)8臺(tái)機(jī)組組建而成。其中一期、二期系統(tǒng)實(shí)際設(shè)備生產(chǎn)容量均是4臺(tái)機(jī)組。該電廠內(nèi)發(fā)電機(jī)采用的冷卻方式是水--氫--氫，設(shè)計(jì)額定氫表壓0.5MP。而匯流排單元的實(shí)際設(shè)計(jì)是一期、二期每期2套匯流排，將閥門、管道安裝分布在同一個(gè)不銹鋼材質(zhì)的框架上。而單元匯流排實(shí)際應(yīng)用中可以支持2臺(tái)機(jī)組運(yùn)行，同時(shí)設(shè)置了2套單元匯流排互為備用來防止突發(fā)事件的發(fā)生。當(dāng)然，單元匯流排也可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)支持4臺(tái)機(jī)組同時(shí)作業(yè)，4臺(tái)機(jī)組中包含1臺(tái)啟動(dòng)充氫機(jī)組。實(shí)際運(yùn)行中使用減壓裝置或通過手動(dòng)調(diào)節(jié)將集裝格鋼瓶組內(nèi)的氫氣壓力由原來的15MPa減到的0.5-0.8MPa。一旦氫瓶組架單元中的氣體使用完畢后，設(shè)備管理運(yùn)行人員便可組架。實(shí)際電廠中使用的氣體品質(zhì)分析系統(tǒng)組成則主要包括取樣系統(tǒng)、在線氫氣純度儀、在線氫氣濕度儀、便攜式氫氣濕度測(cè)量?jī)x、便攜式氫氣純度測(cè)量?jī)x等。給所有匯流排配備了專門的氫氣質(zhì)量流量計(jì)[2]。同時(shí)系統(tǒng)內(nèi)部還設(shè)計(jì)安裝了漏氫報(bào)警和強(qiáng)制排風(fēng)系統(tǒng)，以便在所處工作環(huán)境匯總氫氣濃度達(dá)到設(shè)定臨界值以后使用，達(dá)到降低氫氣濃度的目的。與此同時(shí)，這一設(shè)置還可以實(shí)現(xiàn)報(bào)警信號(hào)向化水PLC的輸送。實(shí)際工作中，如有必要?jiǎng)t可以人工按動(dòng)按鈕來啟動(dòng)排風(fēng)系統(tǒng)。該燃?xì)怆姀S供氫系統(tǒng)已經(jīng)完成調(diào)試工作，調(diào)試周期大概1周。

2 系統(tǒng)基本特點(diǎn)

2.1 系統(tǒng)流程

電廠化學(xué)供氫系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行流程為：電廠采購的氫氣通過專用汽車運(yùn)輸?shù)诫姀S的供氫站。再由供氫站工作人員使用專業(yè)性較強(qiáng)的電動(dòng)單梁起重機(jī)將氫瓶組架吊運(yùn)到電廠內(nèi)部的氫氣存儲(chǔ)點(diǎn)。并對(duì)入庫的氫氣進(jìn)行取樣檢測(cè)，檢測(cè)合格后方可正常使用。然后氫瓶組架氫氣經(jīng)過減壓后輸入到匯流排，再輸入到需要?dú)錃獾陌l(fā)電機(jī)組中對(duì)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行冷卻[3]。整個(gè)流程中，壓力變送器可以將匯流排壓力輸送到化水PLC，且一旦匯流排壓力臨近設(shè)定值，對(duì)應(yīng)的運(yùn)行管理人員就可以進(jìn)行組架更換工作。但是要特別注意的是為了提升氫氣匯流排的檢修工作的安全系數(shù)，需要在檢修前后分別用惰性氣體進(jìn)行氫氣置換，減少管道中氫氣的殘留[4]。

2.2 系統(tǒng)出力、運(yùn)行壓力

第一，外購來的氫氣瓶壓力是15MPa;第二，操作中使用的補(bǔ)氫壓力保持在0.5-0.8MPa之間;第三，無特殊情況的情況下，正常補(bǔ)氫量是18Nm3/天/臺(tái)（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）。同時(shí)發(fā)電機(jī)組電機(jī)內(nèi)充氫水容積大概是105m3;第四，控制啟動(dòng)最大補(bǔ)氫量在840Nm3/天/臺(tái);最后，一般而言每4臺(tái)機(jī)組配置2套氫氣匯流排，且確保匯流排系統(tǒng)使用雙母管管徑約為Φ38×3.5的管道供氣，同時(shí)每一套匯流排都需單獨(dú)接一根氫氣母管。

3 調(diào)試過程實(shí)際操作

3.1 調(diào)試前準(zhǔn)備工作

第一，按照規(guī)范對(duì)供氫系統(tǒng)內(nèi)部及相關(guān)設(shè)備的設(shè)計(jì)及安裝工作進(jìn)行檢查。具體檢查記錄包括安裝記錄、設(shè)計(jì)記錄等，對(duì)照的檢查驗(yàn)收文本是《施工驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》;第二，檢查土建施工質(zhì)量和完成度，保證土建工程質(zhì)量及完好性的同時(shí)，確保施工過后現(xiàn)場(chǎng)溝道蓋板等覆蓋完善;第三，檢查供氫系統(tǒng)安全閥是否校驗(yàn)并合格，要看到具體的合格證;第四，檢查供氫站中應(yīng)用的燈具及開關(guān)等電器設(shè)備是否具有防爆性，保證所有電氣設(shè)備具有防火防爆的效用;第五，檢查供氫室周圍禁火禁煙告知牌是否齊全;第六，檢查壓力表等測(cè)量?jī)x表是否能夠正常使用。第七，通訊工具是否安全可靠，供氫系統(tǒng)設(shè)備、管道、閥門等是否安裝齊全;第八，檢查系統(tǒng)設(shè)備命名編號(hào)是否完成，是否掛牌;第九，檢查現(xiàn)場(chǎng)是否配備氮?dú)猓湔镜葓?chǎng)所是否配備可移動(dòng)的滅火器等消防器材[5]。

3.2 調(diào)試過程要點(diǎn)

調(diào)試過程一般分為六步：

第一步，氫氣管道置換吹掃同時(shí)除油，這一步驟完成的標(biāo)準(zhǔn)是潔白紙張擦拭管道無污點(diǎn)。第二步，在兩套氫氣匯流排的末端組架上接入純度高于98%的氮?dú)怃撈俊ｊP(guān)閉供氫管道到主廠房位置的總閥門，將其他供氫閥門打開并使用氮?dú)膺M(jìn)行各組的供氫管道空氣置換。這一操作可在出口排氮?dú)饧兌冗_(dá)到98%以上時(shí)結(jié)束。結(jié)束后即可進(jìn)行系統(tǒng)氣密性檢驗(yàn)，氣密性檢驗(yàn)的具體步驟和要點(diǎn)是：往氣口充氮?dú)猓⒁獬錃膺^程要緩慢，并同時(shí)做好就地壓力表及氮?dú)鈿馄可系膲毫Ρ頂?shù)值觀測(cè)，待系統(tǒng)壓力達(dá)到1.5MPa時(shí)，用肥皂水檢測(cè)各接頭、法蘭處的嚴(yán)密性。若有肥皂泡出現(xiàn)則說明漏氣，需要進(jìn)一步處理。然后在重復(fù)試壓，直到不漏氣為止。這時(shí)可以將壓力設(shè)置到0.8MPa并進(jìn)行壓力觀察，24h內(nèi)壓力未下降即為合格，否則需要重新檢驗(yàn)，直到合格[6]。第三步，做好減壓閥的校驗(yàn)工作，保證減壓閥減壓效果。第四步，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行壓力變送器、在線分析儀表和報(bào)警遠(yuǎn)控信號(hào)正確性的校對(duì)。第五步，用氫瓶集裝格中的氫氣來置換氮?dú)猓⒈ＷC每小時(shí)進(jìn)行一次取樣檢測(cè)，保證氫氣純度。直到系統(tǒng)氫氣濃度達(dá)到97%以上時(shí)再進(jìn)行1-2min的吹掃置換，確保死角置換到位即可結(jié)束。這個(gè)過程中需要做好供氫系統(tǒng)化學(xué)監(jiān)督。第六步，做好系統(tǒng)氫補(bǔ)充工作。在補(bǔ)充氫匯流排減壓閥后保持氣動(dòng)門處于打開的狀態(tài)。對(duì)充氫匯流排減壓閥進(jìn)行檢查，保證其處于旋松狀態(tài)且減壓閥后壓力正常。再將其中一個(gè)氫氣鋼瓶的初始?jí)毫M(jìn)行詳細(xì)記錄，保證儲(chǔ)罐壓力大于等于1MPa。然后慢慢地依照規(guī)定順序手動(dòng)開啟氫氣鋼瓶上的出氫手動(dòng)門、將氫通過匯流排輸入到氫氣動(dòng)門中，再向機(jī)組減壓閥前氣動(dòng)門補(bǔ)氫。按照順時(shí)針的方向來轉(zhuǎn)動(dòng)減壓閥旋柄直到減壓閥壓力達(dá)到0.8MPa上下，然后觀察系統(tǒng)的穩(wěn)定性。穩(wěn)定以后即為補(bǔ)氫結(jié)束。補(bǔ)氫結(jié)束后則又需要按照順序來關(guān)閉充氫通道上的匯流排進(jìn)氫氣動(dòng)門、減壓閥前氣動(dòng)門等，再關(guān)閉氫氣鋼瓶出氫手動(dòng)門，并將氫氣鋼瓶壓力進(jìn)行記錄，進(jìn)行補(bǔ)氫量計(jì)算并登記備案。

4 結(jié)語

電廠化學(xué)供氫系統(tǒng)承擔(dān)著冷卻電廠內(nèi)部發(fā)電機(jī)的作用，對(duì)維持電廠的穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。作為管理人員必須認(rèn)識(shí)到該系統(tǒng)在電廠中起到的重要作用，并認(rèn)識(shí)到氫氣的特殊物化性質(zhì)，加強(qiáng)供氫系統(tǒng)的安全管理，提升系統(tǒng)本身的運(yùn)行安全穩(wěn)定性，保證電廠發(fā)電工作的正常進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：

陳加龍（1988- ），漢族，男，湖北洪湖人，本科，中級(jí)工程師，研究方向：火力發(fā)電廠化學(xué)、環(huán)保調(diào)試及性能檢測(cè)。