[发明专利]一种安全高效无人值守的电厂高压供氢系统及其实施方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高压供氢系统，特别是涉及一种安全高效无人值守的电厂用高压供氢系统。

背景技术

《火力发电厂化学设计技术规程》DL/T5068-2006第13.1.3条规定“附近有可靠、合格氢源的发电厂可采用外购氢气供氢方案”，利用其他工业的副产品氢气如单晶硅厂、化肥厂等都会有副产品氢气产生，用压缩机将其升压至12-15MPa装进高压钢瓶内，通过高压供氢装置供电厂发电机氢气冷却使用。这样既降低了电厂运行费用，又增加了其他工业的收入，这是一个双赢的好事情，符合国家节能减排政策。

传统高压供氢系统的氢气压力调节器安装在氢气汇流排内部，输氢软管直接和贮氢单元组架母管相接，存在更换贮氢单元组架时有空气漏入，需要惰性气体吹扫，安全性低；存在输氢软管长期在高压下运行，使用寿命短，存在安全隐患和危险性。传统高压供氢系统采用二次减压（第一次由13.0MPa减压至3.2MPa，第二次再减压至0.5MPa），高压钢瓶内剩余压力高，氢气利用率低，运行费用高。

发明内容

本发明的目的是提供一种安全高效无人值守的电厂用高压供氢系统。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种安全高效无人值守的电厂高压供氢系统，它包括贮氢单元组架，所述的贮氢单元组架通过高压输氢软管连接氢气汇流排，在贮氢单元组架的端部设置氢气压力调节器，氢气压力调节器连接高压输氢软管，在高压输氢软管上设有高压输氢软管气瓶阀；所述的氢气汇流排上设置有供氢气阀、放空阀、置换阀和取样阀，放空阀还与阻火器相连接。

所述的贮氢单元组架由20个水容积为40L的15MPa高压氢瓶组成，且在贮氢单元组架中设置组架汇流母管与各个高压氢瓶连接，在组架汇流母管的出口设置气瓶阀。

所述的组架汇流母管为铜管。

所述高压输氢软管的压力为20MPa。

上述的氢气汇流排为不锈钢管。

上述的阻火器为砾石阻火器或丝网阻火器。

一种采用上述供氢系统而实施的供氢方法，它包括如下步骤：

步骤一，依次打开供氢气阀、取样阀和高压输氢软管气瓶阀，将供氢汇流排内的CO₂倒充向高压输氢软管；

步骤二，打开氢气压力调节器出口小截止阀，调节氢气压力调节器的调节手柄，使CO₂从氢气压力调节器进口接头处排出；

步骤三，打开放空阀，从氢气汇流排取样阀处和氢气压力调节器出口接头处分析CO₂纯度达到95%以上后，通知集控运行人员停止充CO₂；

步骤四，关闭氢气汇流排取样阀、放空阀和氢气压力调节器出口小截止阀，使供氢母管及氢气汇流排内压力保持在0.20MPa以上；将氢气压力调节器进口接头连接到贮氢单元组架出口气瓶阀上；

步骤五，关闭氢气压力调节器出口小截止阀，调节氢气压力调节器出口压力为0.15～0.2MPa后，打开氢气压力调节器出口小截止阀向发电机供氢；

步骤六，用氢气置换发电机内CO₂时，始终保持这个压力；发电机内氢气纯度经分析合格后，逐渐升压；每一次升高氢压0.05MPa；调节氢气压力调节器手柄，使供氢压力始终高于发电机内氢压0.15～0.20 MPa。

一种将上述供氢系统内氢气置换为二氧化碳的方法，它包括如下步骤：从发电机侧向供氢站充CO₂置换整个母管；从贮氢单元组架上卸下氢气压力调节器和高压输氢软管；依次打开氢气汇流外的供氢气阀、取样阀、放空阀、高压输氢软管气瓶阀和氢气压力调节器出口小截止阀，调节氢气压力调节器的调节手柄，使CO₂从氢气压力调节器进口接头处排出；从上述排CO₂处分析CO₂纯度，如达到95%以上则置换工作结束。

一种供氢系统中贮氢单元组架的切换方法，它包括如下步骤：关闭贮氢单元组架出口的气瓶阀；关闭氢气压力调节器出口小截止阀；用铜板手将氢气压力调节器从贮氢单元组架上卸下；将氢气压力调节器进口活接头用手拧到新贮氢单元组架的出口气瓶阀上；将组架出口气瓶阀打开1/4圈，2～3秒钟即关上；用铜扳手将氢气压力调节器进口活接头拧紧；缓慢打开组架出口气瓶阀；缓慢打开氢气压力调节器出口小截止阀正常供气。