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摘 要： 安徽临涣中利发电有限公司制氢系统在运行中多次出现整流柜过电流保护停车的问题。针对以上问题通过系统的原因排查、运行方式优化、缺陷治理等工作，使得制氢系统能正常启停车，减少了设备在非正常启停情况下造成的不必要的设备损坏。
关键词： 制氢系统，整流柜，过电流保护
中图分类号：TM621.6
1. 前言
安徽临涣中利发电有限公司制氢系统使用的设备为天津市大陆制氢设备有限公司生产的HDQG/3.2-Ⅳ型中压水解制氢装置。该装置采用现场微机通过PLC对制氢系统进行控制，实现压力、温度和氢、氧分离器清洗液位差的自动调节，干燥器的再生时间及再生温度自动控制。
氢气干燥是把水电解氢制取的氢气，利用分子筛采用常温吸附法去除氢气中的水分。其原理如下：由于水分子具有很强的极性，利用分子筛对水的强亲和力的特性，当含有水分的氢气通过分子筛床时，其中所含的水分被分子筛吸附，达到氢气干燥目的。由于当分子筛吸附水达到饱和后，需要再生才能重新使用，故本系统采用加热再生的方法，再将分子筛中吸附的水分解析到氢气中，从而达到干燥系统连续使用的目的。
1） 电解制氢设备技术性能参数
2） 制氢干燥部分的主机电解槽由供配电部分提供直流电源，其具体连接顺序为380V，50Hz，三相五线电源接入供配电部分低压配电柜，分别供给程控柜、仪表柜、可控硅整流柜供电。系统的电解电源由可控硅整流柜提供。输出电流为920A电压为50V的直流电，单位直流电耗约为 。该过程完成了供配电部分给电解槽提供电解用直流电源的功能，并根据电解槽的负荷要求，通过调节可控硅整流柜的输出值，即可实现产氢量的调节。
制氢干燥部分的主机电解槽由配碱泵提供30%浓度KOH溶液，以五氧化二矾为添加剂，电解除盐水来获得高纯度氢气，满足发电机补氢的需要。系统停车时由配碱泵完成碱液回收的工作。由补水泵提供在电解过程中消耗的水及系统损失的碱。
3） 系统中的碱液循环流程如图3-1
4） 氢，氧气体流程如下：
2. 制氢系统在运行中遇到的问题及原因分析，解決方法
制氢站因设计、设备本身质量等诸多问题造成在运行中出力小，整流柜过电流保护停车，整流柜过热以及纯度及露点经常达不到指标，具体表现为：
1） 整流柜过电流保护停车的现象
制氢系统在刚刚启机时，将电压调至50V左右时，电流880A左右，突然增大至1050A，制氢系统自动保护停车，此系统的额定电流是920A，很显然，此次跳车的原因表面上看是过电流保护自动停车的，我们运行人员联系检修人员将制氢系统的电流人为的调小些，然后，通过自动复位后，重新开启此系统，然而，此系统只是维持了1个小时左右，又因为过电流保护，自动保护停车了。
原因分析：经对电气控制回路进行检查，发现产生触发脉冲的移相触发线路板中调整电位器接触不良异常，运行中存在时好时坏情况，造成电流波动较大。
解决方法：更换调整电位器，重新调整导通角。
运行效果：更换后整流后电压基本稳定，未出现由于触发电路原因造成的制氢设备异常。
2） 制氢站电解槽额定电流为460A，额定出力为10 Nm3/h，但目前运行电流高于440A 时就已经造成整流柜过热，被迫设置一台风机强制吹风冷却，但是其出力仅为8 Nm3/h 左右。
原因分析：电解槽在长期运行条件下，因碱液中杂质的带入、电解液受复杂的外部条件及电解槽内部绝缘材料老化等因素的影响而生成沉淀，并沉积在电解槽中，堵塞电解小室极板及通流部位，造成运行中超出电解槽额定电流，同时造成整流柜过热。为了保证整流柜的运行安全，被迫降低产氢量来解决整流柜过热问题，从而导致了系统产氢量达不到额定出力的问题。
解决办法：
a） 对整流柜进行了全面的系统冲洗。排放掉系统碱液，接入外接动力冲洗水泵，用纯净的除盐水对电解槽进行正、反两个回路的彻底冲洗。重新配浓度合格的碱液循环，送至电解槽。
b） 对整流柜电气元件进行检修和维护、吹扫等。 运行效果：通过上述方法处理后，电解槽运行中电流为458A，系统产氢量可达到10 Nm3/h 的额定出力。
3） 制氢站产氢露点要求在-50℃以下，处理前露点大多在-45℃左右。
原因分析：
a） 干燥器及附属管路阀门等存在泄漏现象。
b） 分子筛质量问题。
解决办法：
a） 更换碳分子筛，检查并处理干燥器及附属管路阀门等泄漏点。
b） 对干燥器运行中上部和下部的加热温度进行调整，提高上部和下部的加热温度各50℃。
运行效果：制氢站产氢露点已经达到-50℃以下，符合产氢露点要求。
4） 制氢站产氢纯度要求大于99.8%，目前产氢纯度在99.65%左右。
原因分析：
a） 电解液浓度不达标。
b） 电解槽内部有沉积物、结垢等腐蚀产物。
c） 氢氧化钾、五氧化二钒等质量达不到要求。
解决办法：
a） 更换质量优良的氢氧化钾、五氧化二钒等药剂。
b） 配制纯度合格的电解液。
c） 对电解槽进行彻底清理和冲洗。
运行效果：目前制氢站产氢纯度已达到99.80%以上。
3. 经验总结
制氢站在运行过程中出现的以上问题为比较普遍，原因也是各种各样的，如何解决这些问题，需要根据各自实际情况分别进行原因分析和制定治理方案，有时需要反复多次排查和整改。为了保证制氢站的安全可靠运行，除了要按照设备运行要求、各厂的运行规程以及电力行业标准执行之外，更要加强设备维护、设备缺陷处理，同时运行人员优化操作工艺水平等也是非常必要的因素。
参考文献
[1] DL/T 246-2006化学监督导则
[2] DL/T 561-2006 火力发电厂水汽化学监督导则
[3] 曹长武等 《火力发电厂化学监督技术》中国电力出版社，2006
关键词： 制氢系统，整流柜，过电流保护
中图分类号：TM621.6
1. 前言
安徽临涣中利发电有限公司制氢系统使用的设备为天津市大陆制氢设备有限公司生产的HDQG/3.2-Ⅳ型中压水解制氢装置。该装置采用现场微机通过PLC对制氢系统进行控制，实现压力、温度和氢、氧分离器清洗液位差的自动调节，干燥器的再生时间及再生温度自动控制。
氢气干燥是把水电解氢制取的氢气，利用分子筛采用常温吸附法去除氢气中的水分。其原理如下：由于水分子具有很强的极性，利用分子筛对水的强亲和力的特性，当含有水分的氢气通过分子筛床时，其中所含的水分被分子筛吸附，达到氢气干燥目的。由于当分子筛吸附水达到饱和后，需要再生才能重新使用，故本系统采用加热再生的方法，再将分子筛中吸附的水分解析到氢气中，从而达到干燥系统连续使用的目的。
1） 电解制氢设备技术性能参数
2） 制氢干燥部分的主机电解槽由供配电部分提供直流电源，其具体连接顺序为380V，50Hz，三相五线电源接入供配电部分低压配电柜，分别供给程控柜、仪表柜、可控硅整流柜供电。系统的电解电源由可控硅整流柜提供。输出电流为920A电压为50V的直流电，单位直流电耗约为 。该过程完成了供配电部分给电解槽提供电解用直流电源的功能，并根据电解槽的负荷要求，通过调节可控硅整流柜的输出值，即可实现产氢量的调节。
制氢干燥部分的主机电解槽由配碱泵提供30%浓度KOH溶液，以五氧化二矾为添加剂，电解除盐水来获得高纯度氢气，满足发电机补氢的需要。系统停车时由配碱泵完成碱液回收的工作。由补水泵提供在电解过程中消耗的水及系统损失的碱。
3） 系统中的碱液循环流程如图3-1
4） 氢，氧气体流程如下：
2. 制氢系统在运行中遇到的问题及原因分析，解決方法
制氢站因设计、设备本身质量等诸多问题造成在运行中出力小，整流柜过电流保护停车，整流柜过热以及纯度及露点经常达不到指标，具体表现为：
1） 整流柜过电流保护停车的现象
制氢系统在刚刚启机时，将电压调至50V左右时，电流880A左右，突然增大至1050A，制氢系统自动保护停车，此系统的额定电流是920A，很显然，此次跳车的原因表面上看是过电流保护自动停车的，我们运行人员联系检修人员将制氢系统的电流人为的调小些，然后，通过自动复位后，重新开启此系统，然而，此系统只是维持了1个小时左右，又因为过电流保护，自动保护停车了。
原因分析：经对电气控制回路进行检查，发现产生触发脉冲的移相触发线路板中调整电位器接触不良异常，运行中存在时好时坏情况，造成电流波动较大。
解决方法：更换调整电位器，重新调整导通角。
运行效果：更换后整流后电压基本稳定，未出现由于触发电路原因造成的制氢设备异常。
2） 制氢站电解槽额定电流为460A，额定出力为10 Nm3/h，但目前运行电流高于440A 时就已经造成整流柜过热，被迫设置一台风机强制吹风冷却，但是其出力仅为8 Nm3/h 左右。
原因分析：电解槽在长期运行条件下，因碱液中杂质的带入、电解液受复杂的外部条件及电解槽内部绝缘材料老化等因素的影响而生成沉淀，并沉积在电解槽中，堵塞电解小室极板及通流部位，造成运行中超出电解槽额定电流，同时造成整流柜过热。为了保证整流柜的运行安全，被迫降低产氢量来解决整流柜过热问题，从而导致了系统产氢量达不到额定出力的问题。
解决办法：
a） 对整流柜进行了全面的系统冲洗。排放掉系统碱液，接入外接动力冲洗水泵，用纯净的除盐水对电解槽进行正、反两个回路的彻底冲洗。重新配浓度合格的碱液循环，送至电解槽。
b） 对整流柜电气元件进行检修和维护、吹扫等。 运行效果：通过上述方法处理后，电解槽运行中电流为458A，系统产氢量可达到10 Nm3/h 的额定出力。
3） 制氢站产氢露点要求在-50℃以下，处理前露点大多在-45℃左右。
原因分析：
a） 干燥器及附属管路阀门等存在泄漏现象。
b） 分子筛质量问题。
解决办法：
a） 更换碳分子筛，检查并处理干燥器及附属管路阀门等泄漏点。
b） 对干燥器运行中上部和下部的加热温度进行调整，提高上部和下部的加热温度各50℃。
运行效果：制氢站产氢露点已经达到-50℃以下，符合产氢露点要求。
4） 制氢站产氢纯度要求大于99.8%，目前产氢纯度在99.65%左右。
原因分析：
a） 电解液浓度不达标。
b） 电解槽内部有沉积物、结垢等腐蚀产物。
c） 氢氧化钾、五氧化二钒等质量达不到要求。
解决办法：
a） 更换质量优良的氢氧化钾、五氧化二钒等药剂。
b） 配制纯度合格的电解液。
c） 对电解槽进行彻底清理和冲洗。
运行效果：目前制氢站产氢纯度已达到99.80%以上。
3. 经验总结
制氢站在运行过程中出现的以上问题为比较普遍，原因也是各种各样的，如何解决这些问题，需要根据各自实际情况分别进行原因分析和制定治理方案，有时需要反复多次排查和整改。为了保证制氢站的安全可靠运行，除了要按照设备运行要求、各厂的运行规程以及电力行业标准执行之外，更要加强设备维护、设备缺陷处理，同时运行人员优化操作工艺水平等也是非常必要的因素。
参考文献
[1] DL/T 246-2006化学监督导则
[2] DL/T 561-2006 火力发电厂水汽化学监督导则
[3] 曹长武等 《火力发电厂化学监督技术》中国电力出版社，2006