300MW制氢系统讲解.ppt

余秋良 2008年8月8日 概述 2×300MW发电机冷却方式为水-氢-氢，发电机氢气容积为66×2m3，额定氢压0.30MPa(g)运行时的漏氢量：≤10m3/24h。 制氢系统采用中船重工集团公司七一八研究所生产的CNDQ—10/3.2型中压微机控制水电解制氢一体化装置。整套装置由框架Ⅰ、整流柜、控制柜、配电装置、(计算机管理)自动控制系统、框架Ⅱ、框架Ⅲ等几部分组成。电解槽电源采用将380V交流电经可控硅整流装置变为56V直流电供给方式。 电解质采用氢氧化钾溶液。 电解制氢原理 由浸没在电解液中的一对电极中间隔以防止气体渗透的隔膜而构成的水电解池，当通以一定的直流电时，水就发生分解，在阴极析出氢气，阳极析出氧气。其反应式如下： 阴极反应： 2H2Ｏ + 2e → 2OH－ + H2↑ 阳极反应： 2OH－ – 2e → H2O +1/2 O2↑ 总 反 应： 2H2O → 2H2↑+ O2↑ 阳极电解产生氧气 阴极电解生成氢气 电解槽 工艺流程 氢气系统：在整流柜输出的直流电作用下，各电解小室的阴极上产生的氢气与强制循环的碱液，经过氢气气道环由两端端压板引出到氢气分离洗涤器，经气液分离和洗涤后，至氢气冷却器，再经水分离器，最后通过气动薄膜调节阀和手动阀进入氢气干燥系统，再分别送至各储氢罐。 氧气系统：在各电解小室的阳极上产生的氧气，与强制循环的碱液，经过氧气气道环，由两端端压板引出至氧分离器。经气、液分离后通过气动薄膜调节阀和手动阀排空。 碱液系统：氢、氧两个分离器内的碱液由内部设置的冷却蛇管进行冷却。通过二分离器底部的连通管混合，经碱液冷却器冷却，由碱液循环泵，经过滤器过滤后打回电解槽循环使用。 补给水系统：电解过程中消耗的水，由补水泵间断的送入氢分离洗涤器上部的筛板上，通过溢流管进入下部与碱液混合，以补充所消耗的水，并经常更换洗涤水层。 红色：氧气 黄色：氢气 虚线：水系统 电解槽 过滤器 碱箱 循环泵 氢分离洗涤 氧分离洗涤 补水泵 除盐水箱 氢气冷却器 气动差压调节器 氢气干燥装置 氢罐储存 冷却器 排空 氢气分配装置 #3、#4发电机 水电解制氢装置的结构 本装置由框架Ⅰ、整流柜、控制柜、配电装置、计算机管理自动控制系统、框架Ⅱ、框架Ⅲ等几部分组成。 由电解槽、氢、氧分离器、氢洗涤器、循环泵、汽水分离器、冷却器、干燥器、氢气过滤器等组成，电解槽为压滤式双极性结构，一端下部有进液管，另一端上部有氢气、氧气及碱液出口管，中间极板为正极，两端极板为负极。 碱液循环泵 循环泵启动在配电装置上启动，系统启动前，应先启动循环泵，碱液打循环。 碱液流量计：正常运行在500~550ml、min 放气阀：碱液打循环是应进行放气，排除碱液系统内空气 碱液循环泵 氢气过滤器 流量调节阀 氢氧分离器 氢、氧分离器主要作用利用重力分离氢气、氧气和碱液 氢气洗涤器的作用是冷却氢气和清洗氢气，防止氢气带碱 氧分离器 氢分离器 干燥器 压力调节阀 氧侧手动放空阀 氧侧紧急放空阀 氢侧紧急放空阀 液位调节阀 氧压力 系统压力 氢压力 洗涤器 减压阀：防止系统压力过高过快排空 充罐手动门 充罐 氢侧手动放阀 氧液位 氢液位 整流柜 整流柜由整流变压器、整流装置组成，用于供给电解所需直流电源。可控硅整流装置的主回路、控制回路、触发回路及变压器均装在一个柜子内。可控硅采用水冷方式，柜体对外有进、出水管。 主电源开按钮 装置正常运行触发电源、主电源灯亮 触发电源 主电源 左糟电流 输出电压 输出电流 右槽电流 计算机自动控制系统 储氢罐压力 发电机充氢压力 充罐气动阀控制 补氢气动阀控制 槽压设定 电流设定 氢液位 槽温 电流 电压 氢产量 氧液位 氢中氧 氧中氢 三通阀 配电装置主要设备为配电柜，用于对制氢系统所有动力装置的供电，对循环泵、加水泵、风机等动力设备的启停进行控制。(制氢站电源来自煤400VA、B段） 整流柜电源 框架Ⅱ 框架Ⅱ为氢气分配装置，与制氢装置、储氢罐及发电机供氢管道相连接。 冲罐气动阀 制氢系统来 压力变宋器，压力0.6MPa，自动关闭气动阀 充氢压力表一般控制0.4MPa 三通阀 充氢旁路阀 充氢减压阀，一般调整好不动 充氢手动门 #3发电机 #4发电机 充罐压力变送器 充罐母管 充氢母管 充氢气动阀 框架Ⅲ用于碱液的配制和储存、原料水的储存以及为制氢装置提供原料水及碱液。 补水电磁阀，水位250mm自动补水 管道泵来 补水手动门 碱液箱：为系统补充消耗的碱液 原料水箱：为系统补充消耗的除盐水 加水泵补水管 碱箱补水门 补水泵：实现系统碱液、原料水的补充 排污门 碱液去系统 碱液来碱箱 除盐冷却装置 用于冷却