Состав современной электролизной установки (ЭУ) производства водорода для ТЭС и ТЭЦ, на примере ЭУ типа ФС-8.25, производства ООО «ИФТИ».

Данная электролизная установка включает в себя технологический комплект, который содержит следующее основное оборудование:

Аппараты электролизного блока:

• электролизер типа ФС-525М;
• разделительная колонка кислорода;
• разделительная колонка водорода;
• промывательная колонка кислорода;
• промывательная колонка водорода;
• поплавковый регулятор давления кислорода;
• поплавковый регулятор давления водорода;
• фильтр электролита от механических примесей;
• теплообменник электролита;
• указатели уровня для визуальной индикации;
• датчики уровня кондуктометрические;
• бак дистиллята на 60 л;
• рама электролизного блока со шкафом управления ЭБ.

Аппараты технологического блока:

• фильтр № 1 капель дистиллята;
• фильтр № 2 остатков капель дистиллята;
• блок осушки водорода, содержащий вымораживатели газов с теплообменниками и конденсатоотводчиками;
• огнепреградители для предотвращения «проскока пламени» в систему ЭУ;
• рама технологического блока со шкафом управления ТБ.

Запорно-регулирующая арматура:

• регуляторы давления до себя для всей ЭУ и в вымораживателях;
• предохранительные клапаны для сброса водорода из поплавковых регуляторов давления;
• регулирующий клапан в линии подачи водорода в ресиверы;
• регуляторы перепада давления по водороду и кислороду после поплавковых регуляторов давления;
• обратные клапаны на продуктовой линии водорода и на линии подачи азота;
• краны игольчатые Ду4 и краны шаровые Ду10 для отбора проб и др.;
• запорные шаровые приварные краны Ду20 в линии циркуляции электролита.

Внешнее вспомогательное оборудование:

• насос дозатор для автоматической подпитки электролизной установки питающей водой;
• холодильный низкотемпературный агрегат для вымораживания влаги в вымораживателях;
• промышленный охладитель жидкости (чиллер);
• насос циркуляционный для циркуляции охлаждающей жидкости в контуре охлаждения электролита.

Принцип действия электролизной установки описан в следующей статье.

Для технологических нужд электролизных установок водорода на ТЭЦ используются следующие виды сред и ресурсов:

— электроэнергия 380/220 В 50 Гц;

— питающая вода — качеством не хуже, чем дистиллированная вода по ГОСТ Р 58144-2018 «Вода дистиллированная. Технические условия». Для продления сроков эксплуатации и увеличения интервалов между капитальными ремонтами в НТД принято использование химически очищенной воды;

— электролит — 30-процентный водный раствор гидроокиси калия технической высшего сорта по ГОСТ 9285-78 или гидроксид калия лучшего качества.

— хладагент в контурах охлаждения электролита, разделительных и промывательных колонок (водный раствор 55-% пропиленгликоля);

— хладагент в контурах охлаждения вымораживателей (фреон R404A);

— азот технологический в баллонах, для продувки.

Электролизер водорода СЭУ-10 производства п/о «Уралхиммаш» г. Свердловск.

Характеристики электролизера СЭУ-10:

Рабочая среда – щёлочь, водород, кислород.

Объем – 0,35 м³.

Рабочее давление – 10 кг/см².

Пробное давление – 10 кг/см².

Рабочая температура – от +30 ⸰С до +85 ⸰С.

Назначенный ресурс заводом изготовителем – 20 лет.

Причина замены электролизных установок на теплоэлектростанциях.

Существующие электролизные установки (ЭУ) на ТЭС и ТЭЦ – это произведенное в советские годы предприятием Уралхиммаш оборудование марки СЭУ-10. В основном данные электролизеры введены в эксплуата­цию в 70-80-ые годы и характеризуются;

— истекшим сроком эксплуатации,

— физическим износом;

— недостаточной производительностью для резервирования;

— устаревшей системой релейной защиты и автоматики;

— несоответствие КИПиА требованиям НТД;

— высокое потребление ресурсов, необходимых для функционирования ЭУ.

Данный тип СЭУ более не выпускается, в связи с чем, нет возможности заказа запасных частей.

Оборудование относится к первому классу пожароопасности и при аварийном выходе его из строя может привести к останову генераторов. Наличие щелочи в оборудовании в случае возникновения аварийной ситуации, вызывает риск получения травм персоналом.

Поэтому необходимы следующие конструктивно-технологические решения с обеспечением требований норм промышленной безопасности:

— замена электролизной установки СЭУ-10 на установку ФС-10.25 производства ООО «ИФТИ» с номинальной производительностью по водороду 10 нм³/ч при давлении до 10- ти кгс/см² с чистотой по водороду не ниже 99,5 % и чистотой по кислороду не ниже 99,5 %;

— оснащение электролизной установки (ЭУ) устройствами релейной защиты и автома­тики (РЗА) и КИПиА в соответствии с требованиями НТД и вывод сигнала срабатывания устройств РЗА на главный щит управления (ГЩУ).