制氢系统设备管道安装及试运.doc

湖南省火电建设公司

作 业 指 导 书

编制单位

工程名称

单位工程

项目编码

版 次

名称：

制氢系统设备管道安装及试运
编 写

日 期

审 核

日 期

会

签
工程部

日 期

质保部

日 期

安监部

日 期

批 准

日 期

作业指导书控制页：

配置发放签收表
配 置

配置岗位
电子版
纸质版
签 收
项目总工
√

项目工程部
√

项目质保部
√

项目安监部
√

项目专工
√

项目主管工程师/班长

√

*班组工程师

√

施工组长

√

*注：项目主管工程师负责每项目上交一本已执行完成的、并经过完善有完整签名的作业指导书。

作业指导书（技术措施）级别
重要

签 名
一般
√
技术交底记录检查
项目总工程师

专责工程师

重大方案执行情况
项目总工程师

项目生产经理

重要工序过程监控表

序号
重要工序名称
执行情况
质检工程师签名
1
系统试压

2
防爆措施完整性检查

3

4

作业指导书（技术措施）修改意见征集表

建 议 人

日 期

修改建议：

回收签名（日期）：
目 录
1 编制依据及引用标准 1
2 工程（设备）概况及工程量 1
2.1工程（设备）概况 1
2.2施工作业范围 2
3 施工作业人员配备与人员资格 2
4 施工所需机械装备及工器具量具、安全防护用品配备 2
4.1作业所需机械装备及工器具量具 2
4.2安全防护用品配备 2
5 施工条件及施工前准备工作 2
5.1施工前应具备的条件 2
6 作业程序、方法及要求 3
6.1作业程序流程图 3
6.2作业方法及要求 3
6.3作业进度及计划安排 7
6.4专业技术措施 7
7 质量控制及质量验收 8
8 安全、文明施工及环境管理要求和措施 9
表8-1职业健康安全风险控制计划 11
表8-2环境因素及控制措施 12

1 编制依据及引用标准
1.1《电力建设施工及验收技术规范》（水处理及制氢装置篇）
1.2《火电施工质量检验及评定标准》（水处理及制氢装置篇）
1.3公司《质量、职业健康安全、环境管理手册》
1.4七一八所提供的CNDQ-10型水电解制氢装置技术资料
1.5湖南电力设计院设计图纸（第7卷 第1册）
1.6《电力建设安全工作规程》（火力发电厂部分）DL5009.1-2002
1.6本工程《施工组织设计》
1.7《工程建设标准强制性条文（电力工程部分）》2006年版
2 工程（设备）概况及工程量
2.1工程（设备）概况
金竹山电厂扩建工程制氢站设备型号为CNDQ-10，其基本工作原理为：将直流电通入强碱的水溶液，在电解槽中使水电解成为氢气和氧气。从电解槽中制备得的氢气通过分离洗涤、冷却、干燥，最终进入氢气储罐，或直接进入发电机氢气系统。系统及设备的主要技术性能：
氢气产量：10Nm3/h
氧气产量：5Nm3/h
氢气纯度：≥99.8%
氧气纯度：≥99.2%
干燥后氢气露点：-45℃
总贮氢量:1200 Nm3
系统工作压力：3.0～3.2Mpa
主厂房供氢压力: 1.0Mpa
氢气干燥装置工作周期:24h
主要设备有：制氢处理器集装（框架I）一套，占地面积（长×宽）2..5×1.9平方米；加水配碱装置集装（框架Ⅲ）一套，占地面积（长×宽）2..0×1.4平方米；除盐水冷却装置集装一套，占地面积（长×宽）3..2×2.2平方米；框架Ⅱ（氢控制、分配）一套，占地面积（长×宽）1.5×0.15平方米；控制室设备（整流柜、MCC柜、控制柜）一套；空气储罐5m3一个，氢气储罐13.9m3四个；其它还有阻火器、氢中氧分析仪支架、氧中氢分析仪支架、水封等小型装置。
2.2施工作业范围
金竹山电厂2×600 MW 扩建工程制氢站采用CNDQ-10型水电解制氢装置，该套设备为中压水电解制氢设备，所有设备由七一八研究所提供。设计范围包括：电解间，分配间，控制间，值班间，辅助间，厕所，贮罐区等。系统主要有：水电解制氢系统和除盐水闭式循环冷却系统。施工作业范围包括制氢系统设备管道的安装及试运。
3 施工作业人员配备与人员资格
序号
岗位名称
技能等级要求
数量
备注
1
班长
高级工
1人

2
班组负责工程师
工程师
1人
具备同类机组安装技术管理经验
3
组长
高级工
1人

4
主作业
中级工
2人

5
作业
初级工
2人

4 施工所需机械装备及工器具量具、安全防护用品配备
4.1作业所需机械装备及工器具量具
序号
装备名称
规格
数量
备注
1
钢卷尺

4把

2
角向磨光机、电磨
φ100
2台

3
链条葫芦
1t、2t 、3t 、5t
2个

4
常用钳工工具

1套

5
型材切割机
0-350mm
1台

6
防护眼镜

2付

4.2安全防护用品配备
4.2.1个人安全防护用品配备：安全帽、安全带等；
4.2.2施工区域安全防护用品配备：安全绳等。
5 施工条件及施工前准备工作
5.1施工前应具备的条件
5.1.1设备基础经检查验收合格，基础划线符合要求。
5.1.2设备开箱、清点验收完毕。
5.1.3作业指导书编制完成并经审核批准。
5.1.4作业人员熟悉设计图纸及厂家资料，并已接受技术交底。
6 作业程序、方法及要求
6.1作业程序流程图
除盐水箱
送水泵试运流程：除盐水 除盐水冷却装置 送水泵 制氢处理器 加水配碱装置
冷却水泵试运流程：除盐水 除盐水箱 冷却水泵 冷却器
碱液冷却器、氧分离器、整流柜
氢分离洗涤器、气体冷却器
除盐水冷却水流程：公用水管网来清水 冷却器 工业冷却水排水排地沟
6.2作业方法及要求
6.2.1设备检修安装
6.2.1.1一般要求
1、设备安装就位前，必须认真复查基础标高及纵、横中心定位尺寸，要求偏差不大于10mm，并核查基础尺寸与设备支座是否相符。
2、设备解体前必须先阅读图纸资料，熟悉设备结构及工作原理。
3、解体检修应保证周围环境清洁，组装时各零部件标记必须与拆卸时相符。
4、设备安装时，纵横中心线和标高，应符合设计图纸要求，允许偏差小于10mm。卧式设备以铁水平尺测量其壳体，以保证水平;直立式设备，应吊线垂测量其铅垂度，允许偏差应不大于5mm。
6.2.1.2除盐冷却水泵检修安装
除盐冷却水泵应根据厂家要求决定是否解体检修，其解体检修的要求如下：
1、泵体内部应清理干净，铸件无残留的铸砂、重皮、气孔、裂纹等缺陷。
2、测量泵轴轴套及叶轮密封环径向晃度应小于0.05mm，检查密封环应无变形和裂纹。
3、测量密封环与叶轮配合处的每侧径向间隙，应为叶轮口环处直径的1～1.5/1000，轴向间隙不小于1mm。
4、测量密封环与泵壳间应有0.00～0.03mm的径向配合间隙，并按此间隙要求配好泵壳水平中分面垫片厚度。
5、测量轴承膨胀间隙，一般为0.20mm。
6、装配时，叶轮旋转方向应正确，固定叶轮的锁母应锁好，轴承室注入透平油。组装完毕后，盘动转子应灵活无卡涩。
7、电动机与水泵对轮找中心应符合规范要求，对轮端面间应留有适当的间隙。
6.2.1.3氢、压缩空气贮罐检修安装：
1、检修气罐及出入管内无油污、锈蚀、杂物。
2、采用50t汽车吊将贮存罐吊装就位，并调整纵、横向中心，通过验收后，即可进行地脚螺栓孔的灌浆。
3、地脚螺栓孔浇灌后，调整标高及垂直度。经验收合格后，再进行基础二次浇灌。
6.2.1.4碱液贮存罐检修安装：
1、检查罐内应清洁，无油污、锈污及杂物。
2、检查其滤网应清洁，无破损。
3、罐体水压试验。试验压力为0.6Mpa，保持15分钟后检查应严密无渗漏。
6.2.1.5除盐水和蒸馏水箱灌水试验。保持24小时应无渗漏。
6.2.1.6除盐水冷却器水压试验：按制造厂规定或规范要求进行。
6.2.2管道安装
在制氢系统设备安装就位后，即可进行管道安装，安装前应先阅读施工设计图纸，弄懂系统流程和管道走向。
6.2.2.1制氢系统管材均为不锈钢，下料时应使用砂轮切割,不能用火焰切割。
6.2.2.2管道焊接方法为氩弧焊接，并由取得该项目合格证的高压焊工担任。
6.2.2.3管道焊接前应打磨焊口，打磨后用白布擦拭干净，并用压缩空气吹扫干净后，再用密质布仔细包扎好。
6.2.2.4管道布置按设计院施工图纸进行，设计图纸不详的，应由施工班组长和技术人员现场确定管道走向，要求布置合理、工艺整齐美观。
6.2.2.5氢、氧放空管出口距离应不小于10m，其高度应超出房顶1.5m。
6.2.2.6支吊架安装应按设计图纸进行，若无设计时，间距按下表执行。
管子外径
间距(m)
φ57
4
φ38
2.5
φ32
2.5
φ25
2.5
φ18
2
φ14
1.5
φ10
1
6.2.2.7支吊架零部件的所有开孔应用机加工方法钻孔，不准用火焊吹割，角钢、槽钢下料采用机械切割。
6.2.2.8所有非厂供阀门必须解体检修试压，阀门盘根更换为塑料王盘根。
6.2.3制氢系统试运
6.2.3.1试运前应具备的条件
1、制氢系统设备管道均已安装完毕，热工仪表安装完善，安装记录齐全，并经过验收。
2、试运范围内的施工设施已全部拆除，环境已清理干净，现场的沟道及孔洞盖板齐全。
3、现场备有足够的消防器材。
4、现场有足够的正式照明。
5、转动机械已加好符合要求的润滑油脂，油位正常。
6、除盐水系统、工业水系统已安装好，且冲洗洁净。
7、各有关的电动、气动阀门，已经逐个检查调整试验，动作灵活、正确。
8、参与试运的各种容器，已进行清理和冲洗。
9、所有转动机械的电动机已试运完毕，联轴器保护罩完善。
10、水源、电源、气源充足。
6.2.3.2试运内容方法及步骤
1、制氢系统风压试验
（1）试验范围：制氢站所有设备、管道及表计，制氢站至发电机输氢管道。
（2）试验压力：0.32Mpa，试验用气：干燥、清洁的压缩空气。
（3）所需仪表、工器具：
精密压力表 0～1.0 0.25级 1块
温度计(分格值为0.5℃) 0～100℃ 2根
毛刷 2把 肥皂 5块
塑料桶 1个 笔记本 1本
圆珠毛 2支 记号笔 1支
（4）向系统内充气，试验6小时，同时采用刷肥皂液的办法检漏，发现渗漏点及时消除，并每隔1小时记录一次压力和温度。试验合格后及时办理签证。
2、送水泵，碱液循环泵，冷却水泵试运。
（1）上述设备试运行应连续运行4～8小时。
（2）试运流程：
送水泵试运流程：除盐水 除盐水冷却装置 送水泵 制氢处理器 加水配碱装置
冷却水泵试运流程：除盐水 除盐水箱 冷却水泵 冷却器
除盐水箱
碱液冷却器、氧分离器、整流柜
氢分离洗涤器、气体冷却器
除盐水冷却水流程：公用水管网来清水 冷却器 工业冷却水排水排地沟
（3）上述设备试运应达到下列要求：
A．泵出口压力稳定并达到额定数据。
B．电动机满载工况下的电流，不超过额定值。
C．测量轴承振动，应小于0.05mm，轴承温度正常，最高不超过70℃。
D．转动部分音响正常，泵内无冲击现象。
E．轴密封吸入侧严密，各轴封仅能少量滴水，温度正常。
F．相关设备及管道均无渗漏。
3、制氢装置系统试运：
（1）启动送水泵，将蒸馏水箱中除盐水打入电解槽，对电刷槽进行清洗 ，通过电解槽下部排污阀及过滤器下部排污阀，将清洗污水放掉。
（2）配制电解液 (ＮaOH浓度为20%～26%)，认真检查电解槽各极板之间有无金属物或电解液滴漏现象，发现后须及时处理。
（3）用10%ＮaOH溶液试车48小时，以进一步清洗制氢处理器。
（4）开车顺序：
A．将26%浓度ＮaOH溶液打入槽内至分离器液位计最低液位。
B．打开气源开关
C．制氢机充氮，以防分离器内形成爆炸性混合气体，充氮压力为0.3～0.4Mpa。
D．检查阀门，使其处于开车状态。启动除盐冷却水泵，打通至整流柜、碱液循环、碱液冷却器、氢氧分离器、气体冷却器的冷却水。
E．启动碱液循环，使其流量达500L/h。
F．送整流柜电源。
G．启动微机，进入制氢系统工作软件，对控制参数进行设置，准备完毕后启动整流柜。
H．启动整流柜后，系统将自动运行，微机屏幕显示制氢工艺流程图，并不断循环检测实时运行参数。
I．运行人员定期巡视，并记录系统运行压力、制氢量及氢气纯度。
J．系统连续稳定运行4～8小时后，停车。
（5）停车顺序：
A．关控制框上氢氧分析仪电源。
B．将框架Ⅰ上氢氧分析仪取样减压阀关闭。
C．断开整流框电源，用鼠标确认“系统降压”，直至系统压力自动降为零。
D．关整流框和系统冷却水。
E．关掉气源。
关微机，试运结束。
6.3作业进度及计划安排
6.3.1制氢站设备管道安装 2005.7.29~2005.11.05
6.3.2制氢站设备调试 2005.11.16~2005.12.17
6.4专业技术措施
6.4.1 △V=V【（P1+PB1）/（273+t1）-（P2+PB2）/（273+t2）】×Q0/P0×24/△h
其中：△V—在给定状态下的每昼夜平均漏气量 m3/d
V—发电机充气容积 （金电未插入转子按120m3插入转子按110m3）
P0—给定状态下大气压力， P0=0.1MPa；
Q0—给定状态下大气温度， Q0=273+15=288k；
P1—试验开始时机内的气体压力（表压） MPa；
PB1—试验开始时大气压力 MPa；
t1—试验开始时机内的气体平均温度， ℃；
P2—试验结束时机内的气体压力（表压） MPa；
PB2—试验结束时大气压力 Mpa；
t2—试验结束时机内的气体平均温度 ℃；
△h—正式试验进行连续记录的时间小时数 h；
据规范和厂家说明要求24小时△V≤11.3 m3/d
7 质量控制及质量验收
7.1质量控制标准
7.1.1质量验收应优先以厂家图纸、说明书等技术文件为准，厂家技术要求不详的，参照规范、验标、精品工程暂行标准的有关规定执行。
7.1.2施工质量检验及评定标准
7.1.2.1电解槽 氢—01
7.1.2.2支撑架 氢—02
7.1.2.3氢、氧分离器及洗涤器 氢—03
7.1.2.4氢、氧压力调整器 氢—04
7.1.2.5冷却器 氢—05
7.1.2.6平衡箱 氢—06
7.1.2.7碱液贮存罐 氢—07
7.1.2.8碱液过滤器 氢—08
7.1.2.9水封 氢—09
7.1.2.10挡火器 氢—10
7.1.2.11贮气罐 氢—11
7.1.2.12氢、氧管道 氢—12
7.1.2.13阀门及其他附件 氢—13
7.1.2.14系统严密性试验 氢—14
7.1.2.15系统冲洗 氢—15
7.1.2.16系统模拟试验 氢—16
7.2中间控制见证点设置：具体根据本项目验评范围确定
7.3中间工序交接点设置：无
7.4工艺纪律及质量保证措施
7.4.1为防止电解槽上方管道漏碱，电解槽上宜铺设绝缘胶木板。
7.4.2氢气贮罐应定期从底部排污，以防罐底积聚氧气。
7.4.3氢气站内的气体管道焊接，碳钢管应采用氩弧焊打底，不锈钢管采用氩弧焊焊接，管道、阀门、管件等，在安装过程中应防止焊渣、铁锈及可燃物留在管内。
7.4.4电解间与分配间之间、电解间与电源控制间之间的管道沟，在安装后应用水泥或黄砂隔断。
7.4.5去主厂房的氢气管采用直埋敷设，直埋氢气管道应做适当标识。
7.4.6有管道穿过屋顶的屋面，应在管道安装后作防漏处理。
7.4.7电解间和分配间内部管沟，有管道穿过盖板处，局部敷设花纹钢板，其上面就铺设胶板或其它摩擦时不发生火花的材料。
8 安全、文明施工及环境管理要求和措施
8.1进入施工现场，必须严格遵守安全文明施工的各项管理规定，严禁冒险，违章作业。
8.2设备吊装就位时，汽车吊吊臂及重物的下方严禁有人通过或停留，吊装区域严禁无关人员通过。设备放置稳定后，汽车吊方可松钩。
8.3施工现场必须整洁，并有充足的照明。
8.4设备解体后，其零部件必须分类摆放整齐，小型零部件应妥善保管，以防丢失。精密零部件应轻拿轻放并妥善保管，以免损伤。
8.5管道安装时，其内部必须仔细清理干净，并严格封口包扎。
8.6转动机械试运前，应手盘转子灵活无卡涩，联轴器保护罩安装牢固，试运时，严禁从转动机械上方跨过。
8.7电解槽试运时，设备应良好接地，以防止产生静电引起氢气燃烧爆炸。
8.8制氢系统试运时，电解槽操作地面上应放置一块绝缘橡胶板。且电解间应置防爆灯，室内应有良好的通风，并安装有氢气报警装置。
8.9制氢系统试运时，不得进行任何检修工作，严禁在试运区域动火焊电焊及切割作业。作业人员严禁吸烟，且制氢间必须配备好适量的防火器材。如砂子、石棉布、灭火器\消防水箱等。
8.10正式制氢前必须用CO2气体进行置换。
8.11制氢系统试运时应严加巡视，发现问题要及时停车处理，且应保持制氢间的清洁。
8.12试运期间检修需动用电火焊时，必须办理动火作业票并制定可靠措施。

13
表8-1职业健康安全风险控制计划
职业健康安全风险控制计划表（RCP）
施工单位：机本体项目 作业活动：制氢站设备管道安装
序号
作业活动
危害因素
目标和指标
控制措施
控制方法
控制时机
措施执行人
签名
检查/监督人
签名
备注
1
焊接作业
在易燃易爆场所进行焊接无措施
不出现任何不安全因素及事故隐患
试运期间禁止施焊
R
P
施工人员

班长/安全员

2
焊接作业
焊接溶渣飞溅、撒落
防止引起火灾或爆炸
不在高处施焊
S
T
施工人员

班长/安全员

3
焊接作业
清渣时未防护
防止烧伤及引起火灾
清渣时加以防护
S
T
焊工

班长/安全员

4
起重作业
钢丝绳固定不牢固或断丝,磨损,打扭等
防止损坏设备及造成事故
作业前认真检查作业工具
R
P
起重工

班长/安全员

5
切割作业
与气源相连的割具放入容器内
防止爆炸事故发生
禁止切割工具放入容器内
S
T
施工人员

班长/安全员

6
管道安装
吊架、支架未及时安装或焊接不牢
防止脱落造成设备损坏及引起事故
采用逐个焊接的方法
S
T
班组施工人员

班长/安全员

7
管道安装
坡口打磨时未戴防护用具
防止烧伤及损伤眼睛
使用打磨工具是必须佩戴防护用具
S
P
施工人员

班长/安全员

8
高处作业
高处作业的平台、走道、斜道未装防护栏杆
防止高空坠落
减少高空作业量，作业前仔细检查工作环境
R
T
班组施工人员

班长/安全员

9
工机具使用
不遵守操作规程
防止事故发生
严格按操作规程使用工机具
S
T
班组施工人员

班长/安全员

10
设备试运
在有油,氢等易燃易爆场所动电火焊
防止爆炸事故发生
试运期间停止一切施工
R
P
班组施工人员

班长/安全员

注：控制方法：W：见证； H：停工待检； S：连续监护； A：提醒； R：记录确认。
控制时机：P：作业开始前；D：每天至少一次；Z：每周一次（4Z每月一次，12Z：每季度一次）；T：活动连续过程或中断后重新开始作业。
表8-2环境因素及控制措施
环境因素及其控制措施一览表
施工单位：机本体项目 作业活动：制氢站设备管道安装
序号
作业活动
危害因素
目标和指标
控制措施
措施执行人
检查督察人
备注
1
施工准备阶段
汽油、柴油
防止大气及水污染
易燃易爆有毒等危险品管理标准
施工人员
班长/安全员

2
施工准备阶段
设备包装物
失火造成大气污染
易燃易爆有毒等危险品管理标准
施工人员
班长/安全员

3
设备包装物
废旧塑料包装物
固废污染
废旧物资管理标准
施工人员
班长/安全员

4
施工电源布置
电缆皮及废电缆
固废污染
废旧物资管理标准
电气安装人员
班长/安全员

5
水、气源供应系统安装
边角余料
固废污染
废旧物资管理标准
施工人员
班长/安全员

6
加工机械
废油、脂
土壤污染
集中处理
施工人员
班长/安全员

7
工机具使用
废旧砂轮片、磨头
固废污染
废旧物资管理标准
施工人员
班长/安全员

8
金属清洗剂
废清洗剂的排放
水体污染
集中处理
施工人员
班长/安全员

9
密封材料
废旧密封材料
固废污染
集中处理
施工人员
班长/安全员

10
焊接作业
焊丝、焊条头
固废污染
回收
焊接人员
班长/安全员

11
焊接作业
电
电的浪费
节约能源法
焊接人员
班长/安全员