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电解槽设计生产
双击自动滚屏 发布者:zq1229 发布时间:2020/1/27 14:44:13 阅读:46次 【字体:
 
电解槽设计、生产、维护
 
电解槽概述 ,电解槽技术参数,电解槽设计标准,电解槽装配操作规程,电解槽使用注意事项
 

 

 
电解槽设计、生产、维护
企标;2003-YDQ10-DJC-A-1
13812683169
 
 
 
 
 
 
 
 

1.电解槽概述  
1.1 功能:水在有电解液的槽体中,由直流电电解为氢气和氧气。
1.2结构:
1.2.1整个电解槽由左右端压板(采用镀镍处理的平板)、中间极板、隔膜垫片、付极网等组成,整个槽体为压滤式双极板框结构。电解槽的额定使用压力为3.2Mpa
1.2.2槽体能源输送经过论证,槽体采用中间极板接正极,二侧接负极的零电位安全输电形式。
1.2.3 拉紧方式采用拉紧螺栓、大螺母、碟形弹簧结构。,使其承受足够的内压,保证不泄漏。槽体不因自身过重而造成下坠引起的变形渗漏。拉紧螺栓和碟形弹簧有效补偿槽体热胀冷缩的变形量,以保证膨胀时隔膜垫片不会受到过分挤压,收缩时不致槽体松弛,产生泄漏。
1.2.4端压板采用加厚的Q345钢板,确保足够的钢性和强度,槽体承受设计压力下确保不变形。
1.2.5电解槽结构符合力学工程,安全可靠,装拆方便,绝无渗漏。
1.2.6 隔膜垫片采用石棉隔膜布与聚四氟乙烯组合,弹性强且密封性能好,能长期抗腐蚀和抗老化,可确保电解槽连续运行。
1.2.7付极网采用镍丝网,镍丝网为纯镍材料编织而成,网格目数为46目,并采用镍铝合金喷涂工艺并经活化处理,增大了电解表面积,大大降低了制氢立方电耗。
1.2.8 拉紧螺栓采用40Cr材料,经热处理和调质处理,可保证足够的钢性和强度。
1.2.9采用先进的液压装置紧槽方式,可保证整个电解槽体每个方向都受压均匀,确保了电解槽质量。
2.技术参数
额定氢气产量:10Nm3/h
额定氧气产量:5Nm3/h
氢气纯度:H2≥99.8%
氧气纯度:O2≥99.2%
工作电流:740A
小室数量:62
小室电压:<2V
工作温度:≤90℃
工作压力:1.5-3.2MPa
额定直流电耗:<4.8KWh/Nm3H2
3.设计标准
GB3863          《工业用气态氧》
GB3864          《工业氢气》
GB4962          《氢气使用安全技术规程》
GB50177         《氢气站设计规范》
GB50058         《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》
GB/T1972-92     《蝶形弹簧》
GB/T19774-2005  《水电解制氢设备》
DL/T543-94      《电厂用水处理设备质量验收标准》
ZBJ-98003-87    《水处理设备油漆、包装技术条件》
GB6515-86       《电解镍》
GB/T13306-91     《标牌》
DLT 651-1998     《氢冷发电机氢气湿度的技术要求》
ZBJ76009.2-88    《水电解制氢设备性能试验方法》
GB191-2008       《包装储运图示标志》
GB50030-91    《氧气站设计规范》
GB3521-93    《水电解制氢装置通用技术条件》
GB2829-87 《周期检查计数抽样程序及抽样表》(适用于生产过程稳定性的检查)
GB629-81 《氢氧化钠》
GB2306-80 《氢氧化钾》
GB1220-92 《不锈钢棒》
GB3985-83 《石棉橡胶板》
JC211-77 《隔膜石棉布》
GB4830-84 《工业自动化仪表气源压力范围和质量》
ZBJ76.009.2-88 《水电解制氢设备性能试验方法》
JB4700~4707-2000 《压力容器法兰》
DLT58-81 《电力建设施工及验收技术规范(火力发电厂化学篇)》
GB50058-92    《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》
GB50177-93    《氢氧站设计规范》
JB2111-77 《金属覆盖层的结合强度》(试验方法)
JB2112-77 《金属覆盖层孔隙率试验方法》(润湿纹纸贴置法)
JB2115-77 《金属覆盖层厚度检验方法》(计时液流法)   
4、电解槽装配操作规程
4.1、现场安全技术措施
4.1.1现场所有工作人员的着装,工器具的使用均应符合安规的要求
GB718Q/J28-91 《氢分析仪》
GB718Q/J29-91 《热化式氧分析仪》
GB6515-86 《电解镍》
GB699-88 《优质碳素结构钢技术条件》

4.1.2工器具、材料、备品配件齐全。摆放整齐,现场“三不落地
4.2、材料技术要求
4.2.1极板垫片外部光滑无划痕,无任何杂物附在上面。垫片严整均匀,无裂纹、弯曲现象。
4.2.2测量单片垫片厚度尺寸差值不许超过0.20mm,50片累计偏差不能超过0.50mm。
4.2.3定位销孔尺寸偏差不能超过0.5mm。
4.2.4气液孔道严整无毛刺。  
4.2.5石棉布的密度为每10*10cm2经线为138根,纬线为174根,经纬线纺织均匀,无线头及断裂。
4.2.6极框密封线良好,无污物,无穿透横纹,无大面积变形现象。
4.2.7极板表面无锈蚀产物,镍层完好无损,密封线无穿透横纹,干净无污物。
4.2.8盘形弹簧无变形,金相检查无裂纹。
4.3、检查、石棉布透光试验及安装
透光试验
4.3.1将装有石棉布的极板框放在透光圈桶上,圈桶内装有60W的灯泡,灯距布距离为400mm。
4.3.2进行实验时应在暗室检查。
4.3.3当发现有透光点时应先用记号笔做好标记,当石棉布的透光点直径大于0.2mm时,其点数在10点以上时应更换石棉布,小于此标准可进行修补。
4.4、电解槽的组装
4.4.1用水平尺检查绝缘垫片的水平情况,其高度不超过±2mm。组装前将所有的部件用丙铜清洗。在主极板上的拉紧螺栓位置安装绝缘套,
4.4.2调整下面的拉紧螺栓的水平位置,其水平偏差不超过2mm。
4.4.3将定位销安装在主阴极板上,并在上面挂上极板垫片,然后安装极框 ,安装时将开口环侧对向主阴极板。
4.4.4将极框、极板、中间极框按照编号全部安装好,安装时不许任何杂物落入电解槽内部
将拉紧螺栓穿入并套好螺片。
4.5、电解槽紧固
4.5.1电解槽
4.5.1.1电解槽冷紧可在电解槽冷态下直接拧紧螺栓,但紧固时间与热紧相同。
4.5.1.2电解槽每条螺栓负载达到4400kgf/m时,要对电解槽进行水压试验。
4.5.2电解槽热紧
4.5.2.1从电解槽一端的氢氧沟孔内通入0.1—0.4MPa的蒸汽,由碱液入口管排出进行加热,加热必须连续不断地进行。加热开始每隔2小时均匀拧紧电解槽螺栓,每次紧固螺栓的紧进尺寸差量最大不超过2mm。
4.5.2.2在紧固螺栓的过程中,盘形弹簧的压缩量不能大于4mm,测量两主极板间距四个角差不大于0.1mm。
4.5.2.3加热约经过20—40小时停止,再紧固1—2次螺栓,待电解槽冷却后面紧固一次,但紧固力距不大于4400kgf/m。
4.5.2.4电解紧固后两主极板尺寸应与拆卸之前相等或最后二次紧固尺寸稳定不变时即合格
4.6、电解槽的水压试验
电解槽冷却后要进行水压试验,先将水充满,逐渐将压力从0.8MPa提到3.2MPa,经过10分钟后,如压力不下降,再将压力降到1.0MPa进行检查,若发现局部渗漏,可再紧一次螺栓,水压试验合格后,如电解槽不启动运行,应向电解槽内充满10%的氢氧化钾溶液以防生锈。
5.使用注意事项
5.1.设备使用介质必须是28%-30%的氢氧化钾溶液。
5.2.设备工作温度不大于90℃。
5.3.电解槽开机使用时,碱液温度低于50度时系统压力不可高于0.8MPa,当碱液温度高于50度时系统压力可逐渐调高至3.2MPa
5.4.电解槽停止运行时,如碱液温度低于50度时系统需泄压至0
6.  维护和检验规程
6.1为了保证电解槽安全、可靠地运行,必须对某些维护和校验规程编制常规的工序。说明了这些维护和校验规程,操作者应当熟悉这些规程。
6.2在对电解槽维护前,必须做好四项预防措施
6.2.1一定要断开电力设备断路器。
6.2.2把电解槽冷至室温。
6.2.3检查系统的氢、氧压力是否为零。
6.2.4在处理KOH时,应遵循适当的预防措施,KOH是危险的,能严地灼伤皮肤和眼睛。
6.3系统要求电解液更换的频度主要取决于供给系统的纯水质量。允许的电解液纯度根据给水水质,其允许的最小电阻率是200KΩ-cm25℃)。如KOH电解液纯度不能保证,可能产生不良后果,并导致电解槽受到损害。监测电解液浓度的方法,推荐定期检查电解液的比重。如比重不在许可范围内,电解液应该更换以纠正其浓度。         
6.4在处理KOH时,应戴上适宜保护镜及橡皮或塑料手套。应提供足够的通风,特别在处理KOH时会产生有害的烟雾。在大量的KOH颗粒的场合,应就近放置一些安全的充淋头及急救用的眼药水。建议用5-10升饱和硼酸溶液瓶,对于紧急处理皮肤是很实用的。硼酸在室温下的溶解度大约是每升水50克(35CC)。硼酸溶液还可以用来洗刷中和部件或零件上必须除去和处理掉的KOH
6.5建议定期检查电解槽作为监测电解槽完整性和延长电解槽寿命而实施保护性维修的一种方法。这里所描述的三种方法包括在定期维护计划之内。外观检查是一种简单的但应经常性实施的程序。为了作为内部检查,电解槽必须排尽,所以安排这一程序在电解液更换期间是方便的。
6.6外观检查
电解槽的外观检查应是定期程序。在实施前,关掉设备各短路器断电。电解槽外部应检查是否有白色结晶沉淀。这些白色K2CO3沉淀是少量的KOH跑料的结果。此情况并不严重但应予以纠正。用硼酸溶液和随压的蒸馏水和去离子水来擦洗电解槽外部以除去沉淀物。充分地擦干电解槽。待干净后,使用电解槽的再紧工序来检查电解槽的紧密性。
卸下并检查到电解槽端极上的动力电缆连线。用砂皮或类似物擦干净端极的接触面及接线端子片以除去氧化皮。检查连接电缆的接线片部位是否有明显的腐蚀。如有必要,也需擦干净这些表面。再重新安装电缆连接片和端极,上紧螺丝。
6.7内部检查
在系统操作时,给水中的杂质可能开始沉淀在负极板KOH的出入口处。如沉积物变大,它们可能会移动进入到电解槽的支管中。应该定期地检查电解槽内部以防沉淀物积聚,必要时应清理它。




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