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制氢氢气在线监测系统功能优化改进与

应用

摘要：制氢站作为火力发电厂的重大危险源，所配置的氢气在线监测系统实

时在线监测制出氢气的含氧量、纯度、湿度等重要品质指标外，还监视着制氢设

备氧侧的氢气含量和氢站的漏氢状况，直接关乎到发电厂的安全生产，并且制氢

机的氢气品质直接影响到发电机的安全、稳定运行。

关键词：氢气；在线监测系统；功能优化；改进与应用

一、引言

广东惠州平海发电厂有限公司（平海电厂）制氢站，目前使用两套电解水制

氢设备。制氢设备现场配套安装的在线监测系统监测仪表分别有：氧中氢分析仪

两套、氢中氧分析仪两套、氢气露点仪两套和漏氢监测探头四个。除了用于实时

在线监测制出氢气的含氧量、纯度、湿度等重要品质指标外，还监视着制氢设备

氧侧的氢气含量和氢站的漏氢状况，这些监测指标直接关系到制氢设备本身是否

运行良好和氢站的安全生产。

二、故障问题与分析

平海公司制氢站由于靠近煤场，周围存在大量煤粉，大量煤粉进入平衡阀，

引起平衡阀卡涩，导致碱液倒流进入在线监测仪表，最终监测仪表受到碱液腐蚀

而损坏，以致化学在线监测仪表长期无法正常投用，除了不能实时在线监测制出

氢气的纯度、湿度等重要品质指标外，还无法监视制氢机氧侧的氢气含量和氢站

的漏氢状况，导致制氢机长时间停用，如果氢气浓度达到氢气的爆炸极限（体积

浓度为4.1%～74.2%），严重影响机组制氢及制氢安全。

三、标准依据

（一）GB4962-2008《氢气使用安全技术规程》如下：

（1）氢气使用区域应通风良好，保证空气中氢气最高含量不超过1%（体

积）。

（2）氢气系统中氢气中氧的体积分数不得超过0.5%，氢气系统应设有氧含

量小于3%的惰性气体。

（二）DL5027-93《电力设备典型消防规程》如下：

（1）氢冷发电机及其氢冷系统和制氢设备中的氢气纯度和含氧量必须在运

行中按专用规程的要求进行分析化验氢纯度和含氧量必须符合规定的标准氢冷系

统中氢气纯度须不低于96%，含氧量不应大于2%；制氢设备中气体含氢量不应低

于99.5%，含氧量不应超过0.5%，如不能达到标准应立即进行处理直到合格为

止。

（三）《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求实施细则》如下：

（1）严格执行《电业安全工作规程（热力和机械部分）》中“氢冷设备和

制氢、储氢装置运行与维护”的有关规定。

（2）氢冷系统和制氢设备中的氢气纯度和含氧量必须符合《氢气使用安全

技术规程》（GB4962-85）。

（四）GB4962-2008《氢气使用安全技术规程》如下：

（1）制氢站应采用性能可靠的压力调整装置，并加装液位差越限联锁保护

装置和氢侧氢气纯度表，在线氢中含氧量监测仪表、防止制氢设备系统爆炸。

（2）氢气有可能积聚处或氢气浓度可能增加处宜设置固定式可燃气体检测

报警仪，可燃气体检测报警仪应设在监测点（释放源）上方或厂房顶端，其安装

高度宜高出释放源0.5m～2m且周围留有不小于0.3m的净空，以便对氢气浓

度进行监测。可燃气体检测报警仪的有效覆盖水平平面半径，室内宜为7.5m，

室外宜为15m。

（五）GB26164.1-2010《电业安全工作规程》如下：

（1）应在线检测制氢设备中的氢气纯度、湿度和含氧量，并定期进行校正

分析化验。氢纯度、湿度和含氧量必须符合规定标准，其中氢气纯度不应低于

99.5%，含氧量不应超过0.5%，氢气湿度（露点温度）应不大于-25℃，如果达

不到标准，应立即进行处理，直到合格为止。

三、功能优化改进

为了恢复制氢站氢中氧分析仪、氧中氢分析仪、氢气露点仪和漏氢监测探头

等仪表的正常使用，完全滤除碱液（或碱蒸汽），使仪表不受到腐蚀损坏，保证

仪表长期稳定运行。经研究分析，从仪表防护及工作原理基础上，提出了提高仪

表的集成度以及全新设计仪表取样、预处理、结构性监测等方案。具体优化和改

进措施如下：

（一）对已失效或部分失效的漏氢监测探头进行全面整改换型改进；同时恢

复制氢车间环境中氢气浓度的实时监测，以保障制氢环境和空间安全；

（二）将两台制氢机配套的氢中氧、氧中氢、氢气露点仪恢复投入使用，实

时在线监测制出氢气的纯度、湿度等重要品质