制氢培训讲义
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氢气的制取和发电机的冷却第一节发电机的冷却方式1. 发电机冷却的重要性发电机运转时要发生能量消耗,这是有一种能(机械能)转变为另一种能(电能)时所不可避免的。
这些损耗的能量,最后都变成了热量,致使发电机的转子、定子、定子绕组等各部件的温度升高。
因为发电机的部件都是有铜质和铁质材料制成的,所以把这种能量消耗叫做铜损和铁损。
为了保证发电机能在绕组绝缘材料允许的温度下长期运行,必须及时地把铜损和铁损所产生的热量导出,使发电机各主要部件的温升经常保持在允许的范围内。
否则,发电机的温升就会继续升高,使绕组绝缘老化,出力降低,甚至烧坏,影响发电机的正常运行。
因此,必须连续不断地将发电机产生的热量导出,这就需要强制冷却。
2. 发电机常用的冷却方式发电机的冷却是通过冷却介质将热量传导出去来实现的。
常用的冷却方式有:2.1 空气冷却。
容量小的发电机(两万千瓦以下)多采用空气冷却,即使空气有发电机内部通过,将热量带出。
这种冷却方式效率差,随着发电机容量的增大已逐渐被淘汰。
2.2 水冷却。
把发电机转子和定子绕组线圈的铜线作成空心,运行中使高纯度的水通过铜线内部,带出热量使发电机冷却。
这种冷却方式比空气冷却效果好,但必须有一套水质处理系统和良好的机械密封装置。
目前,大型机组多采用这种冷却方式。
2.3 氢气冷却。
氢气对热的传导率是空气的六倍以上,加以它是最轻的一种气体,对发电机转子的阻力最小,所以大型发电机多采用氢气冷却方式,即将氢气密封在发电机内部,使其循环。
循环的氢气再由另设的冷却器通水冷却。
氢气冷却有可分为氢气与铜线直接接触的内冷式(直接冷却)和氢气不直接与铜线接触的外冷式两种。
当前除了小容量(25MW及以下)汽轮发电机仍采用空气冷却外,功率超过50MW的汽轮发电机都广泛采用了氢气冷却,氢气、水冷却介质混用的冷却方式。
在冷却系统中,冷却介质可以按照不同的方式组合,归纳起来一般有以下几种:2.3.1 定、转子绕组和定子铁芯都采用氢表面冷却,即氢外冷;2.3.2 定子绕组和定子铁芯采用氢表面冷却,转子绕组采用直接冷却(即氢内冷);2.3.3 定、转子绕组采用氢内冷,定子铁芯采用氢外冷;2.3.4 定子绕组水内冷,转子绕组氢内冷,定子铁芯采用氢外冷,即水氢氢冷却方式;2.3.5 定、转子绕组水内冷,定子铁芯空气冷却,即水水空冷却方式;2.3.6 定、转子绕组水内冷,定子铁芯氢外冷,即水水氢冷却方式。
目录第一篇部门概述1、部门简介2、部门职责3、岗位职责4、岗位编制及设置第二篇部门制度1、行为管理办法2、工具管理办法3、制氢班长管理办法4、卫生管理办法5、交接班管理办法6、替换班管理办法及流程7、请销假管理办法级流程8、考勤办法第三篇部门工作流程与标准1、制氢物品管理流程与标准2、交接班流程与标准3、内操流程与标准4、外操流程与标准5、用火监护人流程与标准第四篇专业知识第一章制氢装置的操作知识1、制氢装置的操作规程2、气柜操作规程3、制氢取样操作规程4、润滑油更换操作规程5、压缩机切换操作规程6、机泵操作规程7、制氢巡检内容8、制氢压力表更换操作规程9、制氢压安全阀的检查维护第二章设备材料及管线流程图1、制氢静设备台账2、制氢机泵设备明细表3、制氢车间管道明细表第三章安全消防知识1、预防硫化氢中毒安全知识2、空呼器的使用保养知识3、火灾扑救知识4、安全事故事例5、灭火器的使用知识6、事故处理知识7、检火人职责知识8、停工检修的安全知识9、进入生产装置的安全知识10、外来人员的安全知识第五篇应急预案1、制氢体停电事故的处理预案2、制氢开工预案3、制氢停工预案4、制氢事故处理预案5、气柜电事故的处理预案6、气柜瓦斯泄漏预案7、转化进料脱硫不合格处理预案8、转化炉管出现热斑、热带、热管的处理预案9、装置外来燃料中断的处理预案10、H2S中毒救护及预防预案。
•制氢站概述•制氢站安全操作规程•制氢站危险源与风险分析•制氢站安全事故案例分析•制氢站安全培训与演练•制氢站安全管理建议与展望010102制氢站的定义与特点非常严重。
流程。
制氢站的工作原理电解水制氢利用电解水技术将水分解为氧气和氢气,通常需要大量电力作为能源。
天然气重整制氢通过高温和催化剂的作用将天然气转化为氢气和一氧化碳的混合气体。
生物质气化制氢利用生物质在缺氧条件下进行热解气化,生成含有一氧化碳和氢气的气体。
严格遵守安全操作规程和定期进行安全检查是确保制氢站安全运行的关键措施。
提高员工的安全意识和应急处理能力也是制氢站安全管理的重要环节。
制氢站的安全管理对于保障人员安全和企业财产安全至关重要。
制氢站的安全管理重要性02010204操作前的准备检查制氢站周围环境是否安全,无明火、无易燃易爆物品,无人员逗留。
确认制氢设备、管道、阀门等设施完好,无泄漏、无异常声响。
穿戴好防护用品,如防爆型眼镜、化学防护服、防静电鞋等。
准备好操作工具,如扳手、螺丝刀、测压仪等。
03严格按照制氢设备操作规程进行操作,不得擅自更改操作程序。
制氢过程中,应保持室内通风良好,防止氢气浓度过高引起窒息。
定期检查制氢设备、管道、阀门等设施的密封性,确保无泄漏。
制氢过程中,如发现异常情况,应立即停止操作,并报告上级领导。
01020304操作过程中的安全注意事项操作后的安全检查03氢气泄漏高压操作静电和雷电人员误操作制氢站的危险源识别制氢站内设备摩擦产生的静电或雷电可能引发火灾或爆炸。
操作人员未按照规定程序进行操作,可能导致设备损坏或人身伤害。
制氢站的风险评估制氢站的风险控制措施04某制氢站因设备老化、维护不当,导致氢气泄漏并引发爆炸。
事故经过事故原因事故教训设备未及时检修,安全防护措施不到位。
加强设备维护,定期进行安全检查,确保设备处于良好状态。
030201事故原因事故经过日常巡检不到位,未能及时发现隐患。
事故教训强化日常巡检,确保及时发现并处理隐患。
制氢装置的运行培训资料一、启动前准备(一)制氢机清洗制氢机正式投运前应进行除盐水清洗,以除去设备在加工过程中存留在各部件内部的机械杂质。
清洗前设备的所有阀门应处于关闭状态;启动冷却水泵供冷却水。
接通控制柜电源。
打开除盐水罐进水门,此时水罐为空的,UFC磁翻转液位计下限自动接通,水罐自动补水门开,当水位到达上限时此门自动关闭。
打开碱液循环泵冷却水进水门(注:只要泵运转,此门都应打开以冷却电机);打开除盐水罐供水门、系统供水(碱)门、碱液过滤器出口门、碱液过滤器入口门、氧侧事故排空门、氢侧事故排空门,手动启动碱液循环泵,慢慢打开流量调节门。
当氢、氧分离器液位升到中部时,关流量调节门,停碱液循环泵,关系统供水(碱)门。
打开碱液循环泵进口门,启动碱液循环泵,用流量调节门调节流量至最大,冲洗系统1~2小时。
关闭流量调节门,打开系统回水(碱)门、除盐水罐回水门、电解槽回水(碱)门、除盐水罐排污门,将系统水抽回除盐水罐并排放;关系统回水(碱)门,停泵,关碱液循环泵进口门、除盐水罐回水门、电解槽回水(碱)门,当除盐水罐内水放完后关闭除盐水罐排污门,打开碱液过滤器排污门和电解槽两侧排污门,放净系统内存水。
按上述方法反复进行2〜3次,直至排出液清洁为止;若发现排出液不清洁,应联系检修清洗碱液过滤器滤网。
此外,首次试运时,还应用10%电解液整体试运48小时以上,启、停机操作同正常运行操作,以进一步清洗制氢机。
(二)气密实验设备安装完毕后,需对制氢系统进行全面的气密实验。
按清洗中有关步骤将除盐水打入制氢系统至氢、氧分离器液位计中部。
将氮气钢瓶与系统充氮口连接,关闭框架I与外界联系的所有阀门。
打开系统内阀门,通过系统充氮门向系统内充入氮气,使系统压力缓缓升至3.2Mpa,关系统充氮门,用肥皂水检查所有阀门接头、法兰连接及管路焊口等部位,如有泄漏,排除后继续进行,直至不漏为止;保压12小时以上,泄漏量平均每小时不超过0.5%为合格。
1.制氢装置设计及改造情况大连西太平洋石油化工有限公司制氢装置规模为6×104Nm3/h。
两套加氢、脱硫、转化炉、中变采用国内技术;净化系统为变压吸附法,技术为德国林德(Linde)公司专利,引进控制计算机、成套阀门、管线、仪表和吸附剂,吸附罐为国内制作,林德公司制造技术。
设计单位为中国石化北京设计院。
本装置由下列五部分组成:(1)原料油干法加氢、脱硫部分(2)转化及相应对流段热回收部分(3)中温变换及变换气换热冷却部分(4)PSA中变气净化部分(5)开工及循环氢压缩机及酸性水汽提部分装置的加氢、脱硫、转化、中变过程采用两个系列。
PSA部分则为一个系列。
原料设计时以轻质油(重整拔头油或轻石脑油)为主,同时应用少量液化气和ARDS装置弛放干气。
98年7月至今,由于重整装置停工未开,制氢原料改为重整精制油。
产品纯度为H2>%。
产品主要供常渣油加氢脱硫(ARDS)装置、蜡油加氢精制装置及煤柴油加氢精制装置、聚丙烯用。
施工图设计于1992年12月末完成,1995年末基本建成,1997年7月正式投产。
1998年2月经标定达到设计规模,生产稳定,质量良好。
2.生产装置工艺原理本制氢工艺采用以轻质油(重整拔头油或轻石脑油)为原料.经干法加氢、脱硫后与水蒸汽混合,经催化剂转化产生H2、CO及CO2。
转化气再经中温变换将CO与转化气中水蒸汽反应成CO2同时再产生部分H2。
中变气经换热、冷却分液后进往PSA吸附部分脱除中变气的CH4、CO和CO2,生产纯度为99 9%(v)的氢。
RS+H2→R+H2SH2S+Z n O→Z n S+ H2 OR+ H2 O→CH4+CO+CO2CH4+ H2 O→3 H2+CO-QCO+ H2 O→H2+CO2+Q3.生产装置工艺流程详述本装置设计原料主要是重整拔头油,工艺流程大致可分为五部分:(设计条件)(1)原料脱硫部分(分A、B两系列,以A系列为例,下同)40℃的重整拔头油自装置外进原料缓冲罐D-101,经原料泵P-101/1升压至。
升压后的原料油与从配氢压缩机K-101/1来的的氢气(或ARDS装置干气、富氢)混合进入中变气-原料油蒸发器E-104(管程),换热至360℃后进加氢反应器R-101(入口压力约)。
在加氢反应器内将原料中的有机硫转变成无机硫,同时将原料中的少量烯烃饱和。
R-101出来的约、360℃的加氢后的气体进入两台串联的氧化锌脱硫反应器R-102/(设计流程中考虑了两台反应器可串、可并的操作)。
经氧化锌脱硫后的气体中含硫量由约100PPm(V)降至以下,出口气体压力为。
(2)转化及变换部分:经脱硫合格的气体(烯烃含量1%(V)以下,含硫量以下),与蒸汽混合后进入转化炉F-101原料预热段,正常操作水/碳比控制在~4:1(mol/mol),进入原料预热段前温度为415℃,经预热段后温度为500℃,压力为,进入转化炉F-101辐射段(转化段),转化管内上下分别装有Z-402/Z-405G催化剂,各装一半。
转化炉出口温度725-800℃,压力(绝),碳空速约为890时-1,残余甲烷含量3-7%(V)。
自转化炉管出来的转化气,经转化气废热锅炉ER-101回收热量,转化气温度由800℃降至350~370℃,进入中温变换反应器R-103,选用B-113催化剂,开工初期催化剂活较好,温度控制在低限约340℃,末期可提高到380℃,出口温度≯420℃,CO含量1-3%(干)。
自R-103出来的中变气经E-104(中变气-原料油蒸发器),E-103(蒸汽过热器),ER-102(蒸汽发生器),E-102/(中变气-除氧水换热器)换热至164℃进入D-111(中变气第一分液罐),将冷凝液分离后进入E-101(中变气-除盐水换热器),出口温度146℃进D-112(中变气第二分液罐),分出冷凝液后,经EC-101/1~6(中变气空冷器)及D-113(中变气第三分液罐)分液后进入E-105(中变气水冷器)冷却至40℃经D-114(中变气第四分液罐)分液后进入PSA系统。
(3)转化及变换部分所用锅炉水及蒸汽系统:锅炉用除盐水自外部送来经E-101温度升至104℃进入脱氧槽D-108,用泵P-102/1(锅炉给水泵)抽出进入E-102/,出口温度180℃,分成两部分,一部分进入低压汽包D-107及ER-102,发生蒸汽。
蒸汽再经E-103过热至250℃进入蒸汽管网。
另一部分直接进入中压汽包D-103及转化炉废热锅炉ER-101。
转化气废热锅炉和烟道气废热锅炉均为自然循环式;产、243℃的饱和蒸汽自汽包引出进入转化炉F-101的蒸汽过热段,过热至435℃后分成两部分,一部分(h)与原料气混合,另一部分作为外供蒸汽出装置。
(4)氢气净化部分(两个系列合用一套):自A系列、B系列来的中变气混合后进入PSA系统,进口压力为,氢气回收率88%,出口气体即为产品氢气,其余为尾气。
尾气去两列转化炉用于燃料,不足的用瓦斯,燃烧后的烟道气放大气。
具体情况见表(一)(5)酸性水处理系统:自中变气第一、二、三、四分液罐分出的CO2酸性水(两系列合在一起)进酸性水汽提塔C-101,用蒸汽汽提后进E-108(酸性水-热水换热器)冷却至80℃进泵P-104升压后进E-107(酸性水冷却器),降温至40℃送往全厂脱盐水罐。
百度文库- 让每个人平等地提升自我3PSA工艺原理变压吸附工艺是一个物理吸附的过程,以氢和氦为代表的具有高挥发性低极性分子,与其它分子如CO2、CO、N2、烃类相比,没有吸附性能。
由此绝大多数的杂质在粗氢原料中被选择吸附,从而得到高纯度的产品氢。
概述变压吸附工艺工作于两个不同的压力等级。
●吸附杂质是在高压下完成的,杂质被吸附在吸附剂上。
●解吸或再生是在低压下完成,以便尽可能降低杂质在吸附剂上的吸附,从而达到高的产品氢纯度,PSA在吸附与解吸时,吸附剂上承载的杂质数量相差越大,PSA的氢收率越高。
此工艺过程在常温下进行,再生步骤无须热量,因为吸附过程只有少量放热,解吸和泄压过程中有少量吸热,所以整个工艺过程只有轻微的温度变化,吸附剂不会因为热量的影响而导致失活,所以会有极长的使用寿命。
吸附和再生循环周期PRESSURE SWING ADSORPTION (PSA)装置是为连续提纯粗氢而设计的,尽管PSA工艺过程从表面上看是连续的过程,实际上它是由多个并列运行步位组成的不连续过程。
总而言之,每一个吸附器都按照一定的规律循环进行,以完成变压吸附工艺过程。
变压吸附工艺过程基于两个基本步骤,吸附和解吸,而解吸步骤是由一连串子步骤组成:●由高压过渡到低压:“泄压”、“提供吹扫”和“排放”。
●在低压下“吹扫”。
●由低压转换到吸附压力:“升压”。
吸附分离工艺是连续提供产品氢的过程,它是由多个装满吸附剂的压力容器、相互连接的管道以及各自的控制阀组成。
在操作过程中,至少一个吸附器处于高压吸附状态,从原料气中分离杂质,与此同时,另外的吸附器在进行再生。
控制程序保证了工艺过程的有序进行,按要求切换处于吸附状态的吸附器,使杂质绝不会通过吸附器窜入产品氢,因此程序必须确保有吸附器处于吸附状态时,另外的吸附器能够得到充分的再生和升压,以取代处于吸附步位即将达到杂质承载能力的吸附器。
吸附原料气自吸附器底部至顶部穿过,如 CO2、烃、CO等杂质被选择吸附在吸附剂表面。
提纯后的产品氢自吸附器顶部排到产品氢总管。
由于该系统尽量利用残留在吸附器中的氢气(在吸附步位后)来均压、升压和给其它吸附器提供吹扫气,因此,PSA系统在氢气利用方面有很高的效率。
在吸附过程中,产品氢纯度保持稳定,在吸附周期结束时,产品氢中开始有微量杂质,这表明吸附器已经吸附满了杂质,需要进行再生。
再生吸附器在吸附步位吸附满了杂质后,再生分四个基本步骤进行:●吸附器按照原料气流向泄压到较低压力,利用该吸附器储存的氢气给其它的吸附器升压或吹扫。
●吸附器逆向泄压,排放至尾气,(供吹扫步位、排放步位),除掉吸附剂上的杂质。
●利用供吹扫步位吸附器提供的氢气或氢气总管的纯氢吹扫该吸附器,除掉吸附剂上残留的杂质。
●吸附器利用均压步位提供的纯氢或者氢气总线的纯氢逐步升压到吸附压力。
产品氢符合设计规范要求的高纯度氢气从吸附器顶部排入产品氢线。
产品氢压力等于原料压力减去PSA单元的压力损失。
尾气尾气在尾气系统中进行混合,使尾气组成、流量和压力稳定。
尾气系统由两个尾气罐,调节流量压力和分子量的控制器组成。
工艺条件对PSA装置的影响PSA加工能力表示在给定的操作条件下,所能加工的原料气量。
氢收率是产品氢量与原料气中氢总量的百分比。
以下是对吸附能力和氢收率有影响的主要工艺条件。
原料气加工能力与吸附压力的关系气体组分如CO、CO2、CH4、C2等,在吸附剂上的吸附量随着吸附压力的增加而增加,因此吸附能力随着吸附压力的增加而提高,随着吸附压力降低而减少。
氢收率与吸附压力的关系通常情况下,氢收率随着吸附压力升高而提高,随着吸附压力的降低而降低。
原料起讫加工能力与解吸压力的关系吸附了杂质的吸附器随着压力的降低得到了再生,解吸压力越低再生效果越好,如果解吸压力升高,残留在吸附剂上的杂质的量也升高,结果,吸附能力也随之降低。
因此,吸附能力随着解吸压力的降低而升高,随着解吸压力的升高而降低。
氢收率与解吸压力的关系在通常情况下,氢收率随着解吸压力的降低而升高,随着解吸压力的升高而降低。
2-4原料加工能力与吸附温度和解吸温度的关系吸附剂对原料加工能力随着原料温度上升而降低,但是较高的原料温度会有较好的吹扫效果,最佳的PSA运行温度是15-40,较高的温度是允许的,但是随着温度的上升,会降低吸附能力,应当避免吸附温度低于10,温度与吹扫效果成反比。
等温曲线随着温度上升而降低,吸附和解吸在压力下,影响效果是装载量有较低的差别。
以下图表解释这种效果。
原料气组分吸附器吸附能力取决于被吸附气体的种类与总量,原料气组成的影响可分为以下种类:注意要绝对避免原料气中的液体,因为液体会损坏吸附剂。
产品纯度吸附能力总是随着产品纯度升高而降低,随着产品纯度降低而升高LINDE-PSA专家培训总结一、PSA开车新旧区别:1.PSA旧版开车有自动均压功能,而在新版中,此功能被取消。
我们认为此功能有两点好处:A.此功能能使PSA自己调整各吸附器压力,尽可能的减少现场手动调整需要的时间和现场阀门开关所带来的不必要的麻烦。
自身压力调整也是对各电磁阀的再次检验,对于判断故障阀门很有必要。
基于以上两点,我们征求LINDE专家意见,他也认为旧版此项功能很有必要,我们希望专家带回LINDE总部,给予答复。
2.PSA新版开车规程增加产品氢总管压力低无法开车,此项锁定,我们认为很有必要,保证PSA开车产氢后由于产品氢总管压力低而产生的波动,这对PSA开车时的稳定运行很有必要。