氢气入炉的操作及要求

Alexandria2020

氢气入炉的操作及要求

第一部分 氢气入炉燃烧的概况和规范：

氢气入炉燃烧项目是山东新龙集团有限公司自主开发的新能源燃烧利用项目，将集团氯碱公司的富余氢气，送入炉膛内燃烧。使氢气的热能替代燃煤，即节约了发电成本，又减少了二氧化硫的排放，达到了节能环保的效果。

入炉燃烧的氢气由氯碱公司供给，从氯氢车间氢气分配台备用阀门引出，采用φ273×6.5mm的无缝管道输送，锅炉车间自行设计管线并按要求安装了阻火器、滴水口、溢水口、缓冲罐、伴热管、放空管、取样管等。氢气输送至锅炉八米平台后，管线变径为φ133×4.5mm的无缝管道分配至锅炉四角喷燃器，入炉部分采用φ89×4mm的无缝管道，沿油枪右上角送入下二次风风管。考虑到温度因素，进入风管后的输送管道采用φ89×4mm的不锈钢管制作。氢气喷头入炉位置按照油枪喷头位置安装，采用φ89mm变φ108mm的不锈钢大小头制作，喷头呈莲花状，喷头平面设计15个φ16mm的孔，使氢气入炉后呈扩散状燃烧。

根据氯碱公司氢气系统自动调节的工艺，氢气入炉管线设计两台调节阀及一台速关阀，前后均安装手动阀控制。学习锅炉知识，请关注微信公众号锅炉圈锅炉运行人员通过调整调节阀的开度，满足入炉燃烧的氢气参数。同时，氯碱公司氢气自动调节系统通过自动调节维持好氢气总管压力在98kpa左右，满足下游客户的需求。锅炉八米平台主管道单独设有一根φ133mm的放空管，输送至锅炉顶棚上方；四个角入炉前均安装两个手动阀，以确保投运前管道置换时，无不合格氢气漏入炉内造成爆燃。在各个角的两个手动阀之间，各安装一根φ89mm的放空管，汇总成一根φ89mm管后，输送至锅炉顶棚上方。各放空管均留有取样管，以便取样分析管道置换情况。同时，在放空管上安装了水管，预防在雷雨天气，放空管出现氢气着火情况后，能及时扑救。

第二部分 氢气的物理性质及化学性质：

一、氢气的化学性质：

1、可燃性。氢气的发热量为液化石油气的两倍半。在空气中爆炸极限为4.1~75.0%（体积）。燃烧时有浅蓝色火焰。

2、常温下不活动，加热时能与多种物质反应，如与活泼非金属生成气态氢化物；与碱金属、钙、铁生成固态氢化物。

3、还原性，能从氧化物中热还原出中等活泼或不活泼金属粉末。

4、与有机物中的不饱和化合物可发生加成或还原反应（催化剂，加热条件下）。

二、氢气的物理性质。

1、在通常状况下，氢气是一种无色，无味和无嗅的气体。它比空气还轻．据测定，在标准状况下(温度为0℃，压强为101.325千帕)，1升氢气的质量是0．089克。氢气跟同体积的空气相比，质量约是空气的1／14，比空气轻约4.38倍。

2、在101.325千帕下，氢气在一252．8℃(20，2K)时，能变成无色的液体，在一259．2℃(13．8K)时，能变为雪状的固体。它难溶于水，也难液化。这样轻的气体，自然具有最大的扩散速度和很高的导热性，它的导热率比空气大7倍。氢在水中的溶解度很小，而在镍、钯和钼中的溶解度都很大，一体积的钯能溶解几百体积的氢。

3、氢的渗透性很强，常温下可透过橡皮和乳胶管，在高温下可透过钯、镍、钢等金属薄膜。由于氢气具有很强的渗透性，所以当钢暴露于一定温度和压力的氢气中时，渗透于钢的晶格中的原子氢在缓慢的变形中引起脆化作用。它在钢的微观孔隙中与碳反应生成甲烷。随着甲烷生成量的增加，使孔隙扩张成裂纹，加速了碳在微观组织中的迁移，降低了钢的机械性能，甚至引起材质的损坏。

第三部分 氢气入炉燃烧投运前的准备工作

一、氢气入炉燃烧管道首次投运的准备工作。

1、氢气管道安装完毕后，必须由安装单位负责，对管道进行蒸汽吹扫，以清除管道内的焊渣等杂物。避免以后运行中管道内留有杂物，影响阀门关闭的严密性。管道吹扫工作应在所有阀门安装前完成。

2、氢气管道吹扫合格，安装完毕后，试验各手动阀的开关灵活程度，如出现不好用等情况，应立即更换新阀门。热工调试气动调节阀及速关阀的灵活性。热工满足信号后，投入速关阀动作保护，试验阀门动作情况。无问题后，进入管道打压、试漏阶段。

3、应使用压缩空气对管路进行打压、试漏。打压前，确认氢气分配台连接处必须加好盲板，杜绝压缩空气进入氢气母管。打压前，除入炉前最后一道阀门关闭外，其余阀门均应处于全部开启状态。学习锅炉知识，请关注微信公众号锅炉圈打压时，利用空压机将管道压力升至0.7Mpa，用洗衣粉对所有焊口、阀门盘根、法兰进行逐项试漏，试漏工作必须由两人以上进行，并做好记录。若发现漏点，集中处理后，再次重新试漏，直到漏点全部消除后，管道稳压四小时以上，若管道压力不下降，说明管道及焊口、法兰等部位，安装均无问题。并且入炉前的最后一道阀门也能够达到完全关闭状态。

4、氢气管道试压、试漏合格后，准备进行管道置换。联系好氯碱公司，对氢气分配台出口的盲板进行拆除。盲板拆除后，检查各放空阀处于开启状态，联系好，缓慢开启氢气分配台出口阀门，对管道进行置换。开启分配台出口阀时，应缓慢操作，避免因操作过快，影响生产系统氢气压力。首先对总管进行置换，置换过程中，联系化验室来取样分析，若分析氢气纯度达到99.7%以上，开始对四角管路进行置换，对四个角放空管分别取样两次均合格后，可以逐角进行投运。

二、管道改造、检修后的投运准备工作。

管道检修后再次投运前，应严格按照要求对管道进行打压试漏，试漏合格后，方可按操作步骤对管道进行置换、投运。

三、短时间停运后再投运的准备工作。

氢气燃烧正常运行过程中，由于生产中的各种原因，会出现暂时停运入炉氢气的情况。等恢复正常，再投运时，应对四个角进行放空并取样，分析合格后方可投运。

第四部分 氢气入炉燃烧正常投运中的运行调整及定期工作：

一、氢气入炉燃烧正常投运中的运行调整。

1、氢气入炉燃烧系统正常运行时，锅炉操作人员通过调整DCS中的氢气调节阀，控制阀后氢气压力在：10—15Kpa之间。不能过小，过小容易烧坏喷头，过大则容易脱火，影响燃烧的稳定性。

2、锅炉操作人员在调整入炉氢气压力的同时，监视好调节阀前总管压力，控制在83—88Kpa之间，如有变化，及时与调度室和氯氢岗位联系。

3、按照现在的系统氢气余量，原则上只要超过2000m3/h，要求四个角均匀投入，以加强燃烧的稳定性。学习锅炉知识，请关注微信公众号锅炉圈若系统氢气余量小于2000m3/h，可均匀对角投入两支枪运行。

4、在正常运行中，如需增加或减少氢气入炉流量，锅炉操作人员在调整氢气压力时，需单格调整调节阀，并配合调节手动阀。杜绝大范围调整，造成系统氢气压力波动。

5、氢气速关阀、调节阀的仪表用气均从空压机储气罐接出，平时严禁关闭该阀门（已做标识）。若因特殊情况，需维修空压机等，空压机值班人员必须通知值长及锅炉班长。

二、正常运行中的定期工作。

1、锅炉各班组严格按照《氢气入炉系统巡检表》每半小时巡检一次，巡检范围包括八米平台1—4#角喷燃器进口管道，八米平台氢气操作台，及汽机厂房西北角处的氢气缓冲罐。

2、巡检中严禁敲打氢气管道，以防产生火花。

3、巡检注意各阀门及管道是否有漏点。

4、巡检调节门前、后压力与DCS是否一致。

5、夏季每班对三个放水阀放水一次，冬季按气温变化增加放水次数。放水时控制好放水阀开度，不要开太大，放水后将阀门关严。（氢气阀门均为低压阀门，关闭时勿用力过大）

6、随时保持氢气缓冲罐放水槽中的水位不低于放水口。

7、将氢气瞬时流量及积累数记至记录表指定位置，便于经济指标的核算。

第五部分 氢气停运的注意事项：

一、正常停运操作注意事项。

1、接值长或调度室命令，需短时停运氢气入炉时，根据入炉氢气压力及氢气总管压力逐渐关闭氢气调节阀，并配合关闭各角手动阀。按照逐个退出的办法，将四个角的氢气依次停运，关闭氢气入炉总截门。

2、接通知需长时间停运氢气时，在停止氢气入炉后，应将氢气分配台出口阀门关闭并加盲板。锅炉操作人员开启八米平台放空阀将管内氢气放空，并采取注水或充氮的办法对管道进行置换，以满足管道检修或长时间停运的需要。

二、事故状态下停运氢气的操作方法。

当氯碱公司发生事故时，会出现氢气压力下降情况，锅炉人员可将调节阀关至最小后，再关闭速关阀（速关阀的压力保护动作值是75KPa），然后值班人员迅速关闭入炉总截门，关闭各角分截门，确保安全。学习锅炉知识，请关注微信公众号锅炉圈若因锅炉出现事故（如灭火等），需停运氢气时，锅炉操作人员直接手动关闭速关阀，或手动MFT联锁关闭速关阀（此联锁已投入），并关闭炉前氢气总截门及分角截门。再次点火前，必须吹扫5—10分钟，经取样分析炉内含氢合格后，方可点油枪点火，杜绝不关氢气、不吹扫，直接点火！

第六部分 氢气系统事故处理

一、氢气爆炸的预防及处理。

氢气爆炸是氢气的瞬时燃烧并产生高温、高压的冲击波，从而造成强大的破坏力，这就叫做氢气爆炸。

1、产生氢气爆炸的原因：

⑴氢气来源中断，管道内压力降低，造成空气吸入，使空气与氢气混合物达到爆炸范围，遇火产生爆炸。

⑵氢气设备检修时，氢气未吹干净，又未做化验，急于动火造成爆炸。

⑶堵在设备上的盲板，由于年久腐蚀造成泄露，动火前又取样化验，造成爆炸。

⑷阀门不严，氢气泄露炉内，点火前未对炉膛进行通气处理。

⑸在停送氢气时，未按规章办事，或者停氢气时，没有把氢气彻底切断，又没有检查就动火。

⑹锅炉灭火后，再点前对炉膛未作通风处理。

⑺氢气设备（管道）通入氢气后，未取样化验，急于点火。

2、氢气爆炸的预防：

⑴送氢气前，对氢气设备及管道内的空气须用蒸汽或氮气赶净，然后用氢气赶出蒸汽或氮气，并逐段取样化验合格后，方可入炉使用。

⑵运行和备用的氢气管理必须可靠断开，切断氢气来源时必须用盲板。

⑶在已可靠切断氢气来源的氢气设备及氢气管道上动火时，一定要经检查、化验合格后，方可动火。对长时间未使用的氢气设备动火，必须重新进行检测，鉴定合格方可能动火。

⑷在运行中的氢气设备和管道上动火，应确保氢气的正常压力，只准用电焊，不准用气焊。同时要有防护人员在场。

⑸凡停运的氢气管道，必须及时处理残余氢气，直到合格。

⑹氢气用户应装有氢气低压报警器和氢气低压自动切断装置，以防回火爆炸。

⑺检修后送氢气前，必须认真检查有无火源，有无静电导入的可能，然后才按第一条的规定送气。

⑻停、送氢气时，下风侧及上方一定要管理好明火。

3、氢气爆炸事故的处理：

⑴应立即切断氢气来源，并迅速把氢气处理干净。

⑵对出事地点严加警戒，绝对禁止通行，以防更多人中毒。

⑶在爆炸地点40米之内禁止火源，以防止着火事故。

⑷迅速查明爆炸原因，在未查明原因之前，不准送氢气。

⑸组织人员抢修，尽快恢复生产。

⑹氢气爆炸后，产生着火事故，按着火事故处理。产生氢气中毒事故，按氢气中毒事故处理。

内容来源：锅炉圈