氫氣純化裝置控制系統(tǒng)-2023年學(xué)習(xí)資料

純化、干燥裝置控制原理-及故障處理-Email:第一章概述-一、裝置簡(jiǎn)介-氫氣純化干燥裝置是凈化氫氣的設(shè)備，能將氫氣中-的氧氣和水份去除掉，滿足對(duì)氫氣含氧量和含濕量-定要求的用戶。氫氣純化設(shè)備框架內(nèi)安裝有脫氧器、-干燥器、氣水分離器、過(guò)濾器、冷卻器、集水器等容-器、閥門(mén)，以及檢測(cè)制儀表。如用戶對(duì)氫氣含氧量-無(wú)過(guò)高要求，可僅訂購(gòu)干燥裝置。-二、干燥部分的分類(lèi)-依據(jù)干燥塔的數(shù)量可分為：-。兩塔流程主要應(yīng)用于對(duì)氫氣露點(diǎn)要求不高的-三塔流程（氫氣露點(diǎn)<-60℃）脫氧器-脫氧器結(jié)構(gòu)圖-脫氧器的結(jié)構(gòu)-電纜接入口->內(nèi)簡(jiǎn)：電加熱元件-◆氣體入口-裝料口->外筒：脫氧催化劑、2個(gè)鉑-阻測(cè)溫元件-保溫層-氣體出口-鉑電阻-催化脫氧-脫氧催化劑可催化氫氣與-氧氣發(fā)生化合反應(yīng)生成水，以-達(dá)到脫氧的目的。原料氫氣從a口進(jìn)入，經(jīng)-電加熱元件加熱后進(jìn)入催化劑-床層，氫氣和氧氣在催化劑的-作用下發(fā)生化合反應(yīng)生成水，-卸料口-■-水以氣態(tài)的形式隨氫氣從b口-流出脫氧器。脫氧器-脫氧器結(jié)構(gòu)圖-電纜接入口-脫氧器再生溫度控制-a-→氣體入口-裝料口-在催化劑床層的上部和下-部各裝有一個(gè)鉑阻。分別用-氣體出口-來(lái)檢測(cè)催化劑床層上部和下部-的溫度。-下部鉑電阻檢測(cè)溫度達(dá)到設(shè)-定溫度時(shí)，會(huì)暫停電加熱元件，-溫度低于設(shè)定溫度后，會(huì)再-次啟動(dòng)電加熱元件。-上部鉑電阻檢測(cè)溫度達(dá)到-設(shè)定溫度（聯(lián)鎖）時(shí)，會(huì)停止-電加熱元件，再次啟電加熱-元件則需要操作人員的手動(dòng)操-卸料口-■■-作。干燥器-干燥器結(jié)構(gòu)圖-干燥器的結(jié)構(gòu)-電纜接入口-內(nèi)簡(jiǎn)：電加熱元件->,外筒：分子篩、2個(gè)鉑電阻測(cè)溫元件-a氣體出入?裝料口->保溫層-干燥過(guò)程-利用吸附劑在常溫（或低溫）-6氣體出入口-下吸附氣體中的水分，當(dāng)吸附劑-吸附的水分接近飽時(shí)，采用升-高溫度的方法使水分從吸附劑中-解吸出來(lái)（再生）。從而達(dá)到循-環(huán)工作的目的。-需要被干燥的氣體從b口進(jìn)-入燥器，流經(jīng)吸附劑床層，氣-口口-體中的水分被吸附劑吸附，干燥-后的氣體從a口流出干燥器。-燥過(guò)程電加熱元件不工作。-料口-再生過(guò)程氣體流向相反，加-熱器工作。干燥器-干燥器結(jié)構(gòu)圖-電纜接入口-吸附劑的再生-當(dāng)吸附劑吸附飽和時(shí)，-a氣體出入?-裝料口-需要進(jìn)行再生處理，再生氣-從a口進(jìn)入干燥器，經(jīng)電加熱-6氣體出入口-鉑電阻-元件加溫后流經(jīng)吸附劑床層，-吸附劑被加熱后逐漸升溫。再-生時(shí)，下鉑電阻（溫控）用-來(lái)控制再生氣體溫度，當(dāng)檢測(cè)-值超過(guò)設(shè)定值時(shí)，暫停電加熱-元件，避免再生氣流超溫。當(dāng)-檢測(cè)值低于設(shè)定后，再次啟-動(dòng)電加熱元件。-當(dāng)上部鉑電阻（聯(lián)鎖）的-卸料口-檢測(cè)值達(dá)到設(shè)定值后，則停止-加熱，吸附劑的再生結(jié)束。第二章純化裝置流程簡(jiǎn)介-氫氣純化裝置采用催化脫氧、吸附干燥的方法提純-氫氣。裝置根據(jù)干燥器的數(shù)量可分為兩塔流程和三塔-程。兩塔流程采用原料氫氣作為再生氣，三塔流程是-目-前應(yīng)用最多的一種流程，由于采用了三臺(tái)干燥器，使用-產(chǎn)品氫氣作為生氣，再生效果好，產(chǎn)品氫氣的露點(diǎn)可-達(dá)到-70℃以下。兩塔流程-干燥部分的工作狀態(tài)分為四種：A再生B工作、B工作、B-再生A工作、A工作。-整個(gè)干燥部分的工作狀態(tài)按一定周循環(huán)往復(fù)執(zhí)行，其-工作周期為48，其中：A再生B工作及B工作的時(shí)間為-24h,A工作B再生及A工作的時(shí)間為24h。兩塔流程-de-02Vessell-dewpoint-STATE:-ON-60.94C-SELECTION-A再B工作-80C-STATEMANU-SWITCH-VENT-55C-35C-H2:-85C-H2pur.:TRIPMois:TRIP-TRIPACTION-200C-H2PURIFIER-SVITCH-ArBw-emaindetimefordryerA-remaindertimefordryerB710m兩塔流程-de-02Vessell-dewpoint-STATE:ON-60.94C-SELECTION-■B工-80C-STATEMANU-SWITCH-90℃-35C-H2:VENT-85C-H2pur.:TRIP-Mos.TRIP-TRIPACTION-40C-H2PURIFIER-3r71g-drverBwork-remandertimefordryerA-0m-remaindertimefordryerE709m兩塔流程-dewpoint-de-02Vessell-STATE:-ON-60.94C-SELECTION-B再A工作-80C-STATEMANU-SWITCH-H2:-35C-112℃-VENT-85C-H2pur.TRI-Mois.:-TRIP-TRIPACTION-209C-H2PURIFIER-tTT們g-remainderimefordryerA720m-remaindertimefordryerB18m兩塔流程-dewpoint-de-02Vessell-STATE:-ON-60.94C-SELECTION-■A作-80C-STATEMANU-SWITCH-35C-112C-H2:VENT-85C-H2pur.TRIP-Mis.TRIP-TRIPACTION-86C-B-H2PURIFIER-SVID-drerAwork-emaidertimefordryerA719m-remaindertimefordryerB718m三塔流程-■-該裝置采用產(chǎn)品氫氣對(duì)吸附飽和的干燥器進(jìn)行再生。-三臺(tái)干燥器交替工作、再生、吸附，以實(shí)現(xiàn)整套裝置-工作的續(xù)性。-·一個(gè)切換周期中，干燥器共經(jīng)歷3個(gè)狀態(tài)：-Z1狀態(tài)：A工作B再生C吸附；-Z2狀態(tài)：B工作C再生A吸附；-Z狀態(tài)：C工作A再生B吸附-整個(gè)干燥部分的工作狀態(tài)按一定周期循環(huán)往復(fù)執(zhí)行-其工作周期一般為24h,即每個(gè)狀態(tài)各為8h。三塔流程-Z1狀態(tài)：A工作B再生C吸附-WinCC-運(yùn)行系級(jí)-QCNB-50/1.5氫氣純化設(shè)備B流程-氫純化運(yùn)行脫器再生干操Z1狀態(tài)肝燥Z2狀態(tài)干操Z3狀態(tài)報(bào)警■-Z1狀態(tài)剩余時(shí)間-479分鐘-Z2狀態(tài)剩余時(shí)間-480分鐘-Z3狀乘剩余時(shí)間-AIT3-160-6ppm-F13-F14-F15-F19手動(dòng)-ME1-方式選擇-780-狀態(tài)：充罐-P-聯(lián)助選揮-Mpa-小-夜量氧作用-露點(diǎn)作用-制氫設(shè)備日-TE9-TE11-TE13-TE15-PV2-10A-72-27℃-135G-27C-方式：-自動(dòng)-實(shí)際：1.35Mpa-TE&-TE10-TE12-TE14-設(shè)定1.35Ma-81C-207℃-開(kāi)度-0%-氫，氣儲(chǔ)錘-120-130A-130日-130C-140A-140B-140C-100-110日-110C-100-10E-F20-F4?7-150-F6-F16-F17-F18三塔流程-Z2狀態(tài)：B工作C再生A吸附-,WinCC-匹行系統(tǒng)-QCNB-50/1.5氫氣純化設(shè)備B流程-氫純化運(yùn)行氧器再生懺燥Z1狀態(tài)千燥Z2狀態(tài)干燥Z3狀態(tài)報(bào)警?-工1尤態(tài)利余時(shí)間-478分鐘-Z2犬態(tài)剩余時(shí)間-480分鐘-Z3態(tài)剩余時(shí)間-AIT3-160-16ppm-F13-F15-F19手動(dòng)-ME1-方式選擇--78℃-伏態(tài)：充罐-P17聯(lián)鎖選擇-Mpa-放量氧作用-露點(diǎn)作用-制氫設(shè)備日-TE9-TE11-TE13-TE15-PV2-110A-72C-7℃-270-117-自動(dòng)-實(shí)際：-1.35Mpa-TE8-TE10-TE12-TE14-設(shè)定1.35Mpa-81C27G-189G-開(kāi)度-0%-氫氣儲(chǔ)罐-120-130A-130日-130C-140A-140日-140C-140D10日-100-10D-10E-F20-F4-150-F6-F16-F17-F18三塔流程-Z3狀態(tài)：C工作A再生B吸附-,WinCC-運(yùn)行系新--QCNB-50f1.5氫氣純化設(shè)備B流程-氫純化運(yùn)脫氧，器再生千操Z1狀態(tài)干操Z2狀態(tài)干操Z3狀態(tài)報(bào)警-Z1狀態(tài)剩余時(shí)間-478分鐘-Z2狀態(tài)剩余時(shí)間-479分鐘-Z狀態(tài)剩余時(shí)間-AIT3-160-16ppm-F13-F14-F15-F19手動(dòng)-ME1-方式選揮-.78℃-狀態(tài)：充-P?-聯(lián)鎖選揮-Mpa-放量氧作用-露.點(diǎn)作用-制氫設(shè)備日-TE9-TE11-TE13-TE15-PV2-72℃-31℃-27℃-27C-方式：-自動(dòng)-實(shí)際：1.35Mpa-TE8-TE10-TE12-TE14-設(shè)定1.35Mpa81℃-209℃-開(kāi)度-0%-氫氣儲(chǔ)罐-120-130A-130日-130C-140A-140日-1400-10D-0E-F4?安-F57-150-F6-F17-18-脫氧，器控制芋操器狀態(tài)切換-參數(shù)設(shè)定-歷史試錄-歷史曲線-報(bào)警察-消-音第三章純化裝置控制系統(tǒng)-■溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)-·壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)-純化狀態(tài)控制和排水控制純化裝置簡(jiǎn)易流程氫氣純化裝置控制系統(tǒng)PLC控制純化設(shè)備再生溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)-電阻值-4-20mh-觸點(diǎn)-開(kāi)關(guān)-Pt100鉑電阻-隔離柵-小型繼電器-交流接觸-防爆電加熱器-報(bào)警及響鈴-脫氧器、干燥器再生溫度控制框圖一-脫氧器、干燥器再生再生溫度控制框圖二三塔流程控制溫度-參數(shù)-溫度范圍-常用設(shè)定值-脫氧上部溫度（聯(lián)鎖）-180℃~220℃-脫氧下部溫度（溫控）-120~160℃-130℃-干燥上部溫度聯(lián)鎖-170℃~230℃-干燥下部溫度溫控-220℃~280℃-240℃CNDQ-5~10兩塔流程控制溫度-參數(shù)-溫度范圍-常用設(shè)定值-脫氧上部溫度（聯(lián)鎖）-120℃~160℃-脫氧下部溫（溫控）-80℃~150℃-85℃-干燥上部溫度聯(lián)鎖-170℃~250℃-180℃-干燥下部溫度溫控-210℃~28℃-220℃PLC控制純化設(shè)備壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)-一、自力式穩(wěn)壓閥（閥前穩(wěn)壓）-適用于氣流量較穩(wěn)定的工藝流程，目前使用居多。-二、壓力送器+氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥-4-20mA-0.02-0.1lpa-隔離柵-電氣轉(zhuǎn)換器-報(bào)警及響鈴-以上兩種方式均有使用-無(wú)體壓力控制，利用后續(xù)氫氣儲(chǔ)罐壓力緩沖控制-多適用于電廠PLC控制純化設(shè)備狀態(tài)和排水-一、純化裝置的狀態(tài)控制通過(guò)氣動(dòng)三通球閥的轉(zhuǎn)向來(lái)-實(shí)現(xiàn)。-二、純化裝置的排水通過(guò)控制氣水離器下部的氣動(dòng)-直通球閥的開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)。-·三、PLC通過(guò)電磁閥將電信號(hào)轉(zhuǎn)變成壓縮空氣的有無(wú)-來(lái)驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)球閥的轉(zhuǎn)向，從控制工藝流程方向和通-斷來(lái)實(shí)現(xiàn)狀態(tài)切換控制和排水控制。-四、P工C狀態(tài)的切換和排水順序由程序內(nèi)部的定時(shí)器-來(lái)實(shí)現(xiàn)定時(shí)換。狀態(tài)可實(shí)現(xiàn)保持功能。PLC控制純化設(shè)備狀態(tài)和排水-切換3通閥-Swagelokrackandpinion-通-斷2通閥-pneumticactuator-spring-returnmodelcuiawayshomn-Swagelokbalvalve-60sarlesvalveshomn常見(jiàn)故障及排除方法-序號(hào)-故障現(xiàn)象-原因-1-產(chǎn)品氫氣含氧-取樣管道吹除不徹底或分析儀故障-徹底吹除取樣管道或檢修分儀-量超標(biāo)-脫氧器工作溫度低：-提高脫氧器控制溫度、聯(lián)鎖溫度設(shè)定-值；-催化劑性能下降。-更換催化劑。-2-產(chǎn)品氫氣點(diǎn)-達(dá)不到要求-干燥劑再生不徹底：-提高干燥器控制溫度、聯(lián)鎖溫度設(shè)定-值；調(diào)整再生氣量或檢查電加熱元件是-否工作正常系統(tǒng)工作壓力偏低或工作周期過(guò)長(zhǎng)-檢查系統(tǒng)壓力，確保壓力控制正常；縮短-閥門(mén)開(kāi)關(guān)不正?；蛘叱霈F(xiàn)內(nèi)漏：-檢查、維修或更換門(mén)：-干燥劑性能降低。-更換新的干燥劑。-3-加熱溫度達(dá)不-測(cè)溫元件或控制元件失靈。-檢查、維修或更換測(cè)溫元件、控制-件。-再生氣量不合適-電加熱元件損壞：-更換新的電加熱元件：第四章純化裝置常用分析儀器-·一、微量氧分析儀-·二、露點(diǎn)儀EC-91氧分析儀-■英國(guó)SYSTECH公司生產(chǎn)：-·檢測(cè)器為電化學(xué)式（燃料-電池-■防爆等級(jí)：-EExialIC4-12-■接線方式：四線制EC-91變送器外形及端子示意-選擇開(kāi)關(guān)及對(duì)應(yīng)測(cè)量范圍如下：-1檔：0-100%-測(cè)量范圍選擇-2檔：0-20%-3：0-2%-專(zhuān)用鑰匙-4檔：0-2000ppm-5檔：0-100ppm-12-6檔：0-10ppm-在用于微量氧分析，使用6檔。-零點(diǎn)量程調(diào)節(jié)電-位器EC-91氧分析儀接線-采用原配安全柵的接線-安全區(qū)域！危險(xiǎn)區(qū)域-EC-91分析儀-E-951-DC24F+-3-PR+-DC247--PTR一-OUT+-4-20h-00T--E-931-安全看EC-91氧分析儀接線-采用國(guó)產(chǎn)安全柵的接線-安全區(qū)域！危險(xiǎn)區(qū)城-C91分析儀-GS8047-4-20h"-PTR+10-PTR--DC247+-DC247--11-00T+-安全者-00T-EC-91氧分析儀操作維護(hù)中應(yīng)注意的問(wèn)題-■取樣氣體壓力不能超過(guò)1bar0.1MPa-■取樣氣體的流量應(yīng)處于100c/min-5L/min范圍內(nèi)。-采用安全柵時(shí)使用DC24V最高不能超過(guò)27.6V供-電，此時(shí)變送器側(cè)的電壓為12.5最低不能低于-8.8V-燃料電池檢測(cè)器中的電解液會(huì)隨儀器的使用而逐步-消耗，故如儀器長(zhǎng)期不用時(shí)，應(yīng)將儀器的進(jìn)出口封-或進(jìn)行氮封（使用的氮?dú)獗仨毑捎酶呒兊?檢測(cè)器的保修期為6個(gè)月-·3或6個(gè)月校驗(yàn)一次，更換檢測(cè)器必須校準(zhǔn)。GPR-15GPR-1500氧分析儀-·美國(guó)ADV公司生產(chǎn)。-·檢測(cè)器為電化學(xué)式（燃-料電池-防爆等級(jí)：-Class,Division1-groupA-D-■-接線方式：二線制-·檢測(cè)范圍0100ppm范-圍1010ppm范圍2-量程自動(dòng)切換02X1氧分析儀-美國(guó)Panametrics公司生產(chǎn)-■-檢測(cè)器為電化學(xué)式（燃料-電池-■防爆等級(jí)：EExiaICT4-■接線方式：二線制-密@司-厄-■常用量程：0-10ppm-目前主流配置-燃料電池型號(hào)0X-1ppm02X1的校驗(yàn)-取樣氣體壓力為常壓-取樣氣體的流量為500cc/min。-儀器的校驗(yàn)周期3-5個(gè)月-高含量氧和污染（：酸性氣體）會(huì)大大縮短檢測(cè)器的壽命。-本儀器有六種測(cè)量范圍的檢測(cè)器可供選擇：-0-10ppm0-100ppm0-100ppm-0-10000ppm0-1%0-10%0-25%-微量氧分析儀使用量程0-10ppm-零點(diǎn)校驗(yàn)：該儀器零點(diǎn)需校驗(yàn)-定期進(jìn)行量程校驗(yàn)：7.5ppm氫中氧傳惑器則試頭-02X1-傳盛器底座-D-更換燃料電池-NAETRIC-氧傳感器環(huán)-滾花螺母-1傳感器-燃料電池的安-持續(xù)通入非危險(xiǎn)性的低氧含量氣體（如：高純氮?dú)猓?吹掃取-樣系統(tǒng)，直到完成傳感器的安裝。流量為500cc/min,力-為大氣壓。使用直流電流表串在供電回路中，以測(cè)量輸出電-流。-·調(diào)整4-20mA模擬輸出，將量程范圍設(shè)置在0-25-打開(kāi)密封盒，取出氧傳感器，除去紅色貼片，金層電極對(duì)準(zhǔn)-變送器的底座上的接觸管腳，將傳感器緊壓在變送器上。-2空氣校：-對(duì)于微量氧分析儀不推薦進(jìn)行空氣校準(zhǔn)。02X1-更換燃料電池-3量程校準(zhǔn)：-選擇量程0-10ppm。-調(diào)整低端4mA和高端20mA輸出。-通入量程氣，待讀穩(wěn)定后，檢查輸出電流數(shù)值。通過(guò)相-應(yīng)按鍵增加或減少輸出。-存儲(chǔ)設(shè)定。-注：正常使用時(shí)，僅使用標(biāo)氣進(jìn)行第3部的量程校準(zhǔn)O2X1量程氣-量程氣的氧含量應(yīng)該是需要校準(zhǔn)的量程范圍的70--90%。-例如：如果量程氣的7.5ppm,需要校準(zhǔn)的程范圍-是0-10ppm,那么校驗(yàn)時(shí)模擬輸出為-4+16×7.5/10=16.0mA分析儀表的維護(hù)-分析儀應(yīng)定期進(jìn)行校驗(yàn)，不同種類(lèi)的分析儀應(yīng)-按其說(shuō)明書(shū)規(guī)定的期限進(jìn)行校驗(yàn)以保證儀器的-準(zhǔn)確可靠-對(duì)于電學(xué)式分析儀，其檢測(cè)器內(nèi)的電解液會(huì)-隨使用時(shí)間逐步消耗，故應(yīng)按其說(shuō)明書(shū)規(guī)定的-期限更換檢測(cè)器。-定期對(duì)取樣系統(tǒng)進(jìn)行檢漏以保證儀器的可靠-運(yùn)行-分析儀不能超壓使用燃料電池型分析儀維護(hù)中應(yīng)注意的問(wèn)題-取樣氣體壓力不能超過(guò)1bar0.1MPa-■取樣氣體的流量應(yīng)處于合適的范圍內(nèi)。-燃料電池檢測(cè)器中的電解液會(huì)隨儀器的使用而逐步-消耗，故如儀器長(zhǎng)期不用時(shí)，應(yīng)將儀器的進(jìn)出口封-死或進(jìn)行氮封（所使用的氮必須采用高純氮），-檢測(cè)器的保修期為6個(gè)月。-推薦3