由于氫氣所具有的物理化學性質，制氫系統成了氫冷式火電廠的一個特殊危險源。加強制氫設備的安全管理，不僅是其本身安全運行的需要，也是發電機組安全穩定運行的需要。本文側重從技術角度總結了韓城發電廠制氫設備多年來的安全運行管理經驗，提出了制氫設備生產中的有關安全注意事項。

1 電解槽運行的安全技術監督

1.1 電解槽運行參數監測

　　電解槽是制氫設備的心臟部件，電解槽的運行狀況，直接影響著整套制氫設備的安全運行情況?？梢酝ㄟ^對電解槽運行參數的監測來把握其運行狀況，電解槽的重點監測參數有產氫量、槽溫、循環回路的堿流量等。如果這些參數發生異常，說明電解槽內部發生故障或循環回路上的過濾器有污堵現象存在。

　　電解小室電壓也是一個重要的監測參數，電解小室電壓應為1.8～2.2 V，超出此范圍，說明槽體可能出現局部過電壓或失電壓、絕緣性能及電極表面光潔度下降的問題，應加以分析。

1.2 電解槽的爆鳴聲問題

1.2.1 爆鳴聲產生的原因

　　電解槽剛啟動時或正常運行中，偶爾會聽到輕微的爆鳴聲，爆鳴聲產生的原因如下：

(1) 電解槽堿液中含有的離子成份，如鈣、鎂離子等，長期運行在高溫(90℃左右)條件下，容易形成垢狀物，引起氫、氧氣路通道受阻，產生輕微的爆鳴。

(2) 電解槽中電解小室的石棉隔膜出現輕度的破損或脫脂現象，導致氫氣和氧氣局部少量互串，從而引起小爆鳴。

1.2.2 安全防范措施

　　電解槽出現爆鳴聲后，要嚴格監測產品氫氣、氧氣的純度，尤其要做好電解槽出口的在線氧表、氫表的校驗工作。加強對電解液的質量與濃度測試，必要時更換。保證系統中濾網的清潔，減少雜質堵塞。

1.3 電解槽的清洗規定

　　電解槽運行一段時間后應進行清洗，周期可為半年，清洗工藝有簡易清洗及拆管清洗，應根據實際需要而定。

1.3.1 簡易清洗

　　制氫系統退出堿液，灌滿除鹽水。啟動系統中的循環泵，循環清洗30 min左右，停泵后通過電解槽排污門進行清洗廢液排放，如此重復數次。

1.3.2 拆管清洗

　　拆下與電解槽相連的管路，從電解槽的一側通過皮管引水沖洗，從另一側排污。沖洗30 min后對換沖洗口與排污口，如此重復數次，直至無污跡排出。在排出的污跡中，常常會發現有黑色的粉末狀雜質，該雜質是石棉隔膜輕度破裂或脫脂的產物。

2 氫氣質量的監測

2.1 純度

　　產品氫氣純度按體積計不得小于99.5%，氫氣中的含氧量及其它微量氣體按體積計不得于0.5%。副產品氧氣的純度按體積計不得小于98.5%。如上述指標出現異常，應停止制氫，查找純度下降的原因。

2.2 濕度

　　濕度以滿足運行發電機氫氣濕度需要為準，不宜過高地追求產品氫氣的濕度，否則對加熱式的氫氣干燥器可能帶來負面的影響。一般情況下，氫氣的露點(濕度)如能達到-25℃以下，就可滿足發電機安全運行的需要，　如果把露點降低到-30℃以下，則必須較大幅度地延長干燥時間并提高加熱溫度。

　　改善氫氣濕度的一個重要措施是加強排污管理?！⊥ㄟ^對制氫設備有關的壓力容器進行必要的排污，可有效地提高氫氣的濕度，減少干燥器的工作負擔，保證送入發電機氣體的合格率。制氫設備每次啟動前后，應對系統中的各氣體分離器、排水器等進行排污，減少已經過氣液分離的氫氣再次從有關容器中攜帶出水份。貯氫罐中的氫氣，雖經過干燥，但總會有微量的水份存在，罐中氫氣露點受外界環境溫度影響較大，當氣溫下降時，往往有輕微結露的現象發生。因此，較好的排污時段應選擇在夜間進行。

2.3 手工取樣規定

　　即使是采用了氫氣在線分析表計，氫氣手工取樣仍不可避免。取樣的代表性與規范性直接影響到化驗的準確性，影響到制氫設備的安全運行。無論是產品氫氣取樣或發電機中的氫氣取樣，取樣前都應認真檢查取樣膠球膽的嚴密性，任何情況下都不允許使用不嚴密的膠球膽取樣。取樣前應檢查周圍的通風情況，決不允許有可能的火源存在。開啟取樣門時應緩慢操作，對取樣管進行排氣(污)2 min左右，如氣樣中有油氣等雜質排出，應適當延長排污時間。

　　取樣膠球膽需用氣樣沖洗3次以上，每次氣樣充滿膠球膽后，應用雙手擠壓氣膽，以便盡可能排除氣膽中的空氣，之后再采氣樣作為測試樣。

2.4 分析藥品管理規定

　　作為手工分析氫氣純度的焦性沒食子酸，應進行嚴格的管理。焦性沒食子酸配制后應注明藥品的濃度、配制日期、配制人。同時做好藥品的保管工作，減少空氣、光線對藥品的氧化作用。

　　焦性沒食子酸應有定期更換制度，更換后須用空氣作藥效試驗，試驗時如空氣的吸收量在20%以上，視為合格藥品。使用中的焦性沒食子酸如遇上測量次數較多的情況，應及時做藥效試驗，空氣的吸收量在18%以下，視為不合格藥品，應及時更換。

3 補氫操作安全規定

3.1 補氫速率的控制

　　補氫速率一般控制在發電機氫壓上升速率為1kPa/min左右　。冬天時候，由于新鮮氫氣的溫度較低，　而運行發電機內氫氣的溫度一般在40℃以上，這樣，兩種氣體明顯存在著溫差，如果此時發電機內的氫氣濕度較差，而補氫速率又較快，將很容易在發電機內部產生結露現象，出現電暈等嚴重問題。

3.2 補氫母管壓力監測

　　補氫時，應緩慢開啟補氫門，補氫母管壓力一般控制在0.5 MPa左右(以發電機額定氫壓0.32 MPa為例)，補氫結束后，在確認發電機的補氫門已關閉的情況下再關閉氫站補氫門，并記錄補氫母管上的壓力值，以利觀察氫壓下降情況。每次補氫前應記錄供氫母管壓力，如與上次補氫后壓力差大于0.1 MPa，說明補氫管道或閥門上存在著滲漏問題，應聯系檢修部門處理，確認補氫管道無滲漏后方能進行補氫。

4 氣密性試驗安全規定

　　氣密性試驗是制氫設備檢修或故障處理后應完成的一項重要安全措施　。氣密試驗的做法簡要如下：

(1) 往制氫　系統注入除鹽水，待水位升至氫氧分離器液位計的中部后關緊系統與外界連接的所有閥門，打開系統內部循環回路上的所有閥門。緩慢地往充氣口充入氮氣，觀察壓力表(就地壓力表及氮瓶上壓力表)的指示值，待表壓逐漸上升到3.2 MPa后關閉氣瓶閥及充氣閥。

(2) 用肥皂水檢查系統內所有管閥件的密封點，觀察是否有肥皂泡產生。如有，則應先排除，然后繼續試壓，并保壓12 h，如果壓降<19.6 kPa/h，可視為氣密試驗合格。

　　充壓過程中，人不宜靠近液位計等易破損部件，以免在意外情況下被傷害。

5 堿液配制與添加規定

　　堿在電解過程中不參加電化學反應，僅起導電作用，理論上不損耗，它的損耗主要是被氫、氧氣體攜帶走以及排污等因素造成。堿液中添加的五氧化二釩等藥劑，它們的作用主要是減少電化腐蝕，提高氣體純度，降低小室電壓，減少極化現象。

　　電解槽經過排污和其它損耗，堿溶液濃度會變稀，為確保溶液濃度在規定范圍，必須及時補堿，否則將使溶液電導下降，小室電壓上升，并可能引起爆鳴。

　　配制新堿液，應先知道配制體積，百分比濃度，然后計算出配制堿液所需固態堿的總重量。配堿液時，在往除鹽水中加固體堿時要緩緩加入，并及時攪拌以防結塊。固態堿溶解是個放熱過程，隨著堿液溶解，溶液溫度升高，再加入的堿易于溶解。

　　新電解槽或大修后電解槽所配制的堿液一般要比規定濃度高一點，因電解槽在加入規定堿液之前已用除鹽水及稀堿液清洗過，石棉布被浸濕　，相當于已有一部分水加入槽內，　所以新堿液加入之后，經循環泵打循環，濃度會低于原配制堿液的濃度。堿液配制好后，要用比重計再測定一下，查表求出濃度，看是否會合乎要求。

6阻火器、堿液濾網、干燥器的維護規定

6.1 阻火器

　　阻火器應定期進行檢查，防止其中的銅絲網受損或雜物積聚在阻火器上，影響排氣管路的暢通。另外，與阻火器相聯的排氣管末端管路也應保持平滑，不能留有焊熘等其它金屬雜質，以免引起氫氣與焊熘磨擦著火。

6.2 堿液濾網清洗

　　堿濾網一般為鎳絲網，應進行定期清洗，以除去濾網上的各種雜質及垢物。這一點在設備檢修后及堿液重新更換后尤為重要，在設備檢修后及堿液重新更換后常常出現堿液流量調不上去的問題，主要的原因在于濾網受堵較為嚴重，此時應多次清洗濾網。

6.3 干燥器的吸附劑

　　干燥器的吸附劑3年左右更換一次。干燥器運行好的關鍵在于保持吸附劑的活性。這里，有兩點應引起重視，其一是吸附劑的運行溫度不能過高，以免在高溫下發生吸附劑破碎現象；其二是盡可能減少氫氣中的堿液攜帶量，以免發生堿液對吸附劑的毒害作用。

7防止氫氣著火、爆炸的的措施：

7.1 檢修方面

7.1.1 拆卸氫系統法蘭堵板時，應緩慢對稱拆卸堵板螺栓，防止氫氣劇烈排放、摩擦引起自燃。

7.1.2 氫氣系統工作或檢查時應使用銅制工具，以防發生火花；使用鋼制工具時應涂上黃油；手、腳和衣服不應沾上油脂；禁止穿化纖衣服，鞋底禁止釘釘子。

7.1.3 制氫罐應定期進行金屬檢驗，安全閥應定期校驗正常。

7.2 運行方面

7.2.1操作氫氣系統閥門應均勻緩慢，禁止劇烈地排送，以防因磨擦引起自燃。

7.2.2堅持氫系統定期排污制度，按規定時間對制氫設備的氫氣純度進行檢測，保證其在規定范圍內。

7.2.3嚴格監測氫氣的漏泄情況，保持氫設備周圍環境的通風，防止氫氣聚集。

7.3 管理方面

7.3.1 嚴格動火工作票制度。在氫罐、氫管道周圍及制氫站內動火，必須辦理動火工作票，嚴格履行審批手續和監護制度，待各項安全措施(如：隔斷系統，加裝嚴密堵板，氣體置換，通風，含氫量測定在允許范圍內，備齊滅火器材、濕石棉布等)落實后，工作票辦理開工手續后，方可動火。

7.3.2 嚴格制氫站進出制度，進出人員要登記，無關人員不得入內；儲氫罐距圍墻應不小于10 m，圍墻及輸氫管道處應設“嚴禁煙火”標志，周圍禁止堆放易燃易爆物品；制氫站應采用木制門窗，門應向外開；制氫室頂部應有通風裝置，以防氫氣聚集。

7.3.3 在制氫站及氫系統周圍應采用防爆型電氣裝置，制氫站防雷裝置應定期檢測合格。

7.3.4氫系統周圍應備有數量足夠的CO2滅火器；對有關人員要進行氫防火防爆知識教育和滅火技能培訓。

7.3.5 氫系統查漏時，應使用測氫儀或肥皂水，嚴禁使用明火；氫管道、閥門或設備凍結時，應采用蒸汽或熱水解凍，禁止用明火解凍；對暫時無法消除的漏氫點，應設明顯的警告標志。

7.3.6 對管道溝內的氫管道應定期進行檢查和防腐，防止溝內積水腐蝕氫管道。

7.3.7認真進行氫系統的壓力表、溫度表、報警儀等安全、測量裝置應定期校驗，保證其測量準確。

　　只要扎扎實實做好以上工作，是完全可以保障發電廠氫系統安全運行的。