元宝山电厂氢气站安全评价报告 - 图文(2)

元宝山发电有限责任公司制氢站安全评价报告

解成氢气和氧气。电解方程式为

在阴极反应：4H++4e=2H2↑ 在阳极反应：4OH--4e=2H2O+O2↑ 总反应：2H2O=2H2+O2

制氢系统分气体系统和液体系统两部分，流程分别如下：

气体系统分为氢气系统和氧气系统两部分，其中氢气系统流程为：电解槽→氢气分离洗涤器→氢气冷却器→气水分离器→氢薄膜调节阀→氢干燥器→氢气贮罐→减压阀→发电机。氧气系统流程为：电解槽→氧气分离器→氧薄膜调节阀→排空。

该中压水电解制氢装置的主要设备可分为八个系统，如下： 1、氢气系统

有电解槽各小室阴极分解出来的氢气，随碱液一起，从主极板阴极侧的出气孔进入氢气管道，在从左右端极板流出并汇合，进入氢分离洗涤器，在其内与碱液分离，然后从洗涤器顶上的氢气管道进入氢气冷却器。在冷却器中氢气从75-90℃冷却至40℃左右，在进入汽水分离器分离出冷凝水滴，使湿含量降至0.1g/Nm3以下，最后经气动薄膜调节阀流向干燥器进一步干燥，使含湿量降至0.1 g/Nm3以下后从框架Ⅱ进入贮罐。

2、氧气系统

由电解槽各电解小室阳极侧分解出来的氧气，随碱液一起，从主板阳极侧的出气孔进入氧气管道，再从左右端极板流出并汇合，进入氧分离器，在其内与碱液分离，然后经气动薄膜调节阀排空（也可回收使用）。

3、碱液循环系统

为了随时带走电解过程中产生的氢气、氧气和热量，并向极板区补充蒸馏水，必须要求系统内的碱液按一定的速度和方向进行循环。此外，碱液的循环还可增加电极区域电解液的搅拌，以减少浓差极化电压，降低碱液中的

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含气度，以降低小室电压，减少能耗。

由于本系统所用的电解槽体积小，管道细，碱液流动阻力较大，且由于电流密度较高，故要求碱液循环次数能达到每小时2-3次以上，所以在本系统中采用循环泵进行强制循环。

碱液在氢分离洗涤器和氧分离器中分离出氢气和氧气后，在两分离器底部的连通管内汇合，经碱液过滤器去除机械杂质，在经碱液冷却器冷却后进入循环泵，经泵加压后回到电解槽。在电解槽中，碱液先从液道进到中间极板，再由中间极板底部的通道，从各主板的进液孔进入各电解小室，在各电解小室中进行电解，而后与电解出来的氢气或氧气一起，分别从各自的出气孔进入氢气道或氧气道，再分别进入氢分离洗涤器或氧分离器，这就形成了完整的电解液循环系统。

4、气体排空系统

制氢装置在每次刚开车运行时，其氢气纯度不可能马上达到所需标准，所以一般都是先将其排空，待纯度达到标准后再充灌。另外，如遇到故障或紧急情况必须停车卸压时，也需要将系统内的气体排掉。

在正常情况下，排空可通过气动薄膜调节阀后的1B、6B进行，但如情况紧急时，可直接打开2B和5B，但此时必须密切注意氢、氧分离器中的液位差，严防氢氧压差过大造成氢、氧混合发生事故。一般不到万不得已不采用这种排空办法。

5、补水系统

电解过程中，蒸馏水不断消耗，必须按时向系统内供应补充水。补水系统主要包括蒸馏水箱和送水泵，水箱中的水通过送水泵打入氢分离洗涤器，从而进入碱液循环系统。在正常情况下，补水可自动进行；特殊情况下也可手动操作。为保证系统中的气体和碱液在送水泵停转期间不回流，在送水管道上装有止回阀。

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6、冷却水系统 冷却水分四路：

第一路进入循环泵以冷却屏蔽电机。

第二路通过气动薄膜调节阀先进入碱液冷却器以冷却过滤后的循环碱液，从碱液冷却器种出来的冷却水再分成两路分别进入氢分离洗涤器和氧分离器以冷却分离器中的碱液。

电解过程中电解槽温度的控制就是通过改变这路冷却水量的大小来实现的。

第三路进入氢气冷却器冷却电解后的氢气。 第四路进入整流柜，冷却可控硅蒸馏元件。 7、排污系统

排污系统主要有三路：

第一路从氧分离器底部，通过3D和4D，排除氧气系统冷凝下来的液体。 第二路从气体冷却器底部，通过5D和6D，排出氢气系统冷凝下来的液体。

第三路从碱液过滤器底部，通过9B排出碱液过滤器中过滤下来的杂质等污物和残液。

此外，电解槽两端，蒸馏水箱，碱液箱底部以及氢氧排空管底部也都有各自的排污口，其中氢排空管底部的排污口10D和上面的第二路排污口6D汇合后共同经氢气排水水封排到污水沟。

8、贮供氢系统

本系统主要由框架Ⅱ及贮氢罐组成。

氢气通过框架Ⅱ分别进入三个贮氢罐，也可从框架Ⅱ直接进入汽机房。贮氢罐内的氢气如要进入汽机房，也必须通过框架Ⅱ。

从框架Ⅱ通往汽机房的出口处装有减压装置，可将氢气压力降至0.8到

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1Mpa左右。

水电解制氢过程中产生的氧气通常都直接排入大气，但如需要，也可回收加以利用。

二、主要生产设备

元宝山电厂化学分厂制氢站采用ZHDQ-3.2/10型中压水电解制氢装置为主要设备制取氢气，该工艺为国内广泛采用的制取氢气工艺，其主要设备情况见下表：

主要设备情况表

序号 1 2 3 4 5 6 7

设备名称 硅整流器 电解槽 氢分离洗涤器 氧分离器 氢冷却器 碱过滤器 氢气贮罐 规格型号 主要参数 CHF-350/45-75 380V/72V,330A ZHDQ-3.2/10 0.031m3， 3.4MPa 0.031m3， ￠219mm，h1000mm 3.4MPa 0.031m3， ￠108mm，h422mm 3.14MPa 过滤面积0.6m2 ￠219mm，h1000mm 容积13.9 m3， ￠1800mm，h4828mm 3.0 MPa 备注 产氢10Nm3/h,产氧5Nm3/h ￠219mm，h1000mm 该公司的压力容器经过了赤峰市锅炉压力容器特种设备检验所的检验。（见附件）

三、储存设施

该公司现有危险化学品专用储存场所1处，建筑构造均是采用砖混结构，楼板屋顶，内有6六个有效容积为13.9m3，储存压力3.0Mpa的钢制储罐。

第三章 安全评价范围、评价程序及评价方法

一、安全评价范围

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本评价仅对赤峰市元宝山发电厂化学分公司制氢站的氢气生产过程、储存过程、运输过程、人员与设备、消防与电气设施、劳动卫生与个体防护、作业环境、劳动安全和安全管理等方面进行评价。

劳动安全主要包括：防火防爆，危险化学品储存，特种作业，机械、电气设备，安全标志，厂内运输等。

劳动卫生主要包括：作业环境、人员编制、工时制度、个体防护等。安全管理主要包括：安全管理组织机构，安全管理制度，岗位操作规程等。

安全生产条件主要包括：根据《危险化学品生产企业安全生产许可证实施办法》第五条至第十六条[即《安全生产许可证审查书》24条］规定的危险化学品生产企业应具备的安全生产条件。

二、评价程序

根据《危险化学品生产企业安全评价导则》（试行）要求，结合安全评价工作的一般程序要求，本项目安全现状评价程序包括：准备；危险辨识；安全性评价；（风险）控制；结论。其安全评价程序详见图3-1

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