[發明專利]一種安全高效無人值守的電廠高壓供氫系統及其實施方法

有效

• 申請號: 201110331267.5
• 申請日: 2011-10-27
• 公開（公告）號: CN103090187A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 霍書浩;陳積福;王書祥;丁業;李玉磊;蘇敏
• 申請（專利權）人: 河南省電力勘測設計院
• 主分類號: F17D1/02
• 分類號: F17D1/02;F17D3/01;F17D3/03
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司 41109
• 代理人: 張春;李想

技術領域

本發明涉及一種高壓供氫系統，特別是涉及一種安全高效無人值守的電廠用高壓供氫系統。

背景技術

《火力發電廠化學設計技術規程》DL/T5068-2006第13.1.3條規定“附近有可靠、合格氫源的發電廠可采用外購氫氣供氫方案”，利用其他工業的副產品氫氣如單晶硅廠、化肥廠等都會有副產品氫氣產生，用壓縮機將其升壓至12-15MPa裝進高壓鋼瓶內，通過高壓供氫裝置供電廠發電機氫氣冷卻使用。這樣既降低了電廠運行費用，又增加了其他工業的收入，這是一個雙贏的好事情，符合國家節能減排政策。

傳統高壓供氫系統的氫氣壓力調節器安裝在氫氣匯流排內部，輸氫軟管直接和貯氫單元組架母管相接，存在更換貯氫單元組架時有空氣漏入，需要惰性氣體吹掃，安全性低；存在輸氫軟管長期在高壓下運行，使用壽命短，存在安全隱患和危險性。傳統高壓供氫系統采用二次減壓（第一次由13.0MPa減壓至3.2MPa，第二次再減壓至0.5MPa），高壓鋼瓶內剩余壓力高，氫氣利用率低，運行費用高。

發明內容

本發明的目的是提供一種安全高效無人值守的電廠用高壓供氫系統。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種安全高效無人值守的電廠高壓供氫系統，它包括貯氫單元組架，所述的貯氫單元組架通過高壓輸氫軟管連接氫氣匯流排，在貯氫單元組架的端部設置氫氣壓力調節器，氫氣壓力調節器連接高壓輸氫軟管，在高壓輸氫軟管上設有高壓輸氫軟管氣瓶閥；所述的氫氣匯流排上設置有供氫氣閥、放空閥、置換閥和取樣閥，放空閥還與阻火器相連接。

所述的貯氫單元組架由20個水容積為40L的15MPa高壓氫瓶組成，且在貯氫單元組架中設置組架匯流母管與各個高壓氫瓶連接，在組架匯流母管的出口設置氣瓶閥。

所述的組架匯流母管為銅管。

所述高壓輸氫軟管的壓力為20MPa。

上述的氫氣匯流排為不銹鋼管。

上述的阻火器為礫石阻火器或絲網阻火器。

一種采用上述供氫系統而實施的供氫方法，它包括如下步驟：

步驟一，依次打開供氫氣閥、取樣閥和高壓輸氫軟管氣瓶閥，將供氫匯流排內的CO₂倒充向高壓輸氫軟管；

步驟二，打開氫氣壓力調節器出口小截止閥，調節氫氣壓力調節器的調節手柄，使CO₂從氫氣壓力調節器進口接頭處排出；

步驟三，打開放空閥，從氫氣匯流排取樣閥處和氫氣壓力調節器出口接頭處分析CO₂純度達到95%以上后，通知集控運行人員停止充CO₂；

步驟四，關閉氫氣匯流排取樣閥、放空閥和氫氣壓力調節器出口小截止閥，使供氫母管及氫氣匯流排內壓力保持在0.20MPa以上；將氫氣壓力調節器進口接頭連接到貯氫單元組架出口氣瓶閥上；

步驟五，關閉氫氣壓力調節器出口小截止閥，調節氫氣壓力調節器出口壓力為0.15～0.2MPa后，打開氫氣壓力調節器出口小截止閥向發電機供氫；

步驟六，用氫氣置換發電機內CO₂時，始終保持這個壓力；發電機內氫氣純度經分析合格后，逐漸升壓；每一次升高氫壓0.05MPa；調節氫氣壓力調節器手柄，使供氫壓力始終高于發電機內氫壓0.15～0.20?MPa。

一種將上述供氫系統內氫氣置換為二氧化碳的方法，它包括如下步驟：從發電機側向供氫站充CO₂置換整個母管；從貯氫單元組架上卸下氫氣壓力調節器和高壓輸氫軟管；依次打開氫氣匯流外的供氫氣閥、取樣閥、放空閥、高壓輸氫軟管氣瓶閥和氫氣壓力調節器出口小截止閥，調節氫氣壓力調節器的調節手柄，使CO₂從氫氣壓力調節器進口接頭處排出；從上述排CO₂處分析CO₂純度，如達到95%以上則置換工作結束。

一種供氫系統中貯氫單元組架的切換方法，它包括如下步驟：關閉貯氫單元組架出口的氣瓶閥；關閉氫氣壓力調節器出口小截止閥；用銅板手將氫氣壓力調節器從貯氫單元組架上卸下；將氫氣壓力調節器進口活接頭用手擰到新貯氫單元組架的出口氣瓶閥上；將組架出口氣瓶閥打開1/4圈，2～3秒鐘即關上；用銅扳手將氫氣壓力調節器進口活接頭擰緊；緩慢打開組架出口氣瓶閥；緩慢打開氫氣壓力調節器出口小截止閥正常供氣。