水電解制氫設(shè)備故障維修維護

鄧志剛

摘要? 依據(jù)新疆哈密市氣象局高空探測業(yè)務(wù)實際情況，著重對水電解制氫設(shè)備常見的故障問題進行分析，并給出了維修維護措施，供相關(guān)人士參考。

關(guān)鍵詞 水電解制氫;高空探測業(yè)務(wù);設(shè)備;故障;維修維護

中圖分類號：TQ116.21 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-3305（2018）06-081-02

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2018.06.037

Maintenance and Repair of Water Electrolysis Hy drogen Preparation Eq uipment

DENG Zhi-gang（Hami Meteorological Bureau， Hami， Xinjiang 839000）

Abstract Based on the actual situation of high-altitude detection service of Hami Meteorological Bureau， the common faults of water electrolysis hydrogen preparation equipment were analyzed， and some maintenance measures were put forward for reference.

Key words? ?Hydrogen produced by water electrolysis; Upper altitude exploration; Equipment; Fault; Maintenance and repair

氫氣屬于氣象臺站高空探測業(yè)務(wù)放球獲取高空資料不可或缺的部分。水電解制氫是我國現(xiàn)階段的常規(guī)高空探測業(yè)務(wù)所需氫氣的主要制氫手段之一。水電解制氫設(shè)備的運行狀態(tài)決定著氫氣的純度以及純存量，更對高空探測業(yè)務(wù)的正常運行以及高空氣象探測質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。此外，由于氫氣具有易燃易爆的特性，水電解制氫還關(guān)系到人們的生命財產(chǎn)安全。所以，氣象臺站應(yīng)該高度重視水電解制氫設(shè)備故障的維修維護工作，以確保水電解制氫設(shè)備的安全、可靠運行，降低或者避免火災(zāi)以及爆炸事故的發(fā)生，確保人身安全以及國家財產(chǎn)安全。

1 電源系統(tǒng)故障維修維護

1.1 開機后電壓可以調(diào)上去，但電流無法調(diào)上去

在額定條件下，對電槽小室電壓進行測量為正常狀態(tài)，電解液濃度也無異常，若電壓可以調(diào)上去，但是電流無法調(diào)上去，通常是硅整流板存在故障引起的，此時只需要對硅整流板進行更換，設(shè)備便能正常運行。

1.2 開機后對輸出電流進行調(diào)整，電流最大是40 A，電壓是18 V

通常情況下，輸出電流不隨著調(diào)整變化表明負載較重，負載電阻較小，可能是有些電源電路短路引起的，對整流控制器的相序和相間線路進行檢查，觀察有無異常。通過檢查可以發(fā)現(xiàn)電解槽電源正極與地腳螺絲浸堿引起短路，在進行清洗且加絕緣膠木之后，再次開機進行檢查，設(shè)備恢復(fù)正常，說明故障得到有效處理。

1.3 開機后，面板故障指示燈亮，自動停機

對于此類故障，一般需要先對整流控制器面板上的各類開關(guān)（啟動、停止、泵啟動、泵停止、復(fù)位）進行檢查，查看其是否都處于狀態(tài)，是否存在短路問題;接著應(yīng)該查看整流控制器的相間和相序線路是否處于正常狀態(tài);還有各保險絲是否存在短路狀況;最后應(yīng)該對整流控制器的硅整流板進行詳細檢查，若需要，應(yīng)該及時對硅整流板進行更換。通過認真仔細的檢查以及維修維護便能夠使設(shè)備故障得以有效排除。

2 氫、氧液面的故障維修維護

2.1 正常開機后，氫氧液位差太大，氫氧液面波動不穩(wěn)定

通常情況下，發(fā)生此類故障是因為平衡閥失去控制造成的，也許是因為平衡閥內(nèi)混有雜質(zhì)，還可能是因為氫氧平衡閥內(nèi)部的膜片破裂，導(dǎo)致閥口沒有辦法密閉。這時可以采取的維修維護方法如下：①采取快速排氣法，將平衡閥內(nèi)部的雜質(zhì)沖走，這種方式需要先將減壓閥打開，之后關(guān)掉，反復(fù)進行幾次操作，便能夠沖走平衡閥內(nèi)部的雜質(zhì);之后將增壓閥打開進行增壓，直到恢復(fù)至正常的制氫運行壓力狀態(tài);②將平衡閥小心拆下進行清洗，并嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)規(guī)定重新安裝，需要注意確保安裝的準(zhǔn)確性;③對平衡閥進行檢修，若閥內(nèi)膜片存在破裂現(xiàn)象，應(yīng)及時更換。

2.2 儲氫閥開啟后，氫液位和氧液位上升、下降異常

開機設(shè)備正常運行，在將儲氫閥開啟后，氫液位迅速上升，氧液位迅速下降或者氫液位迅速下降，氧液位迅速上升。通常引起此類故障的原因如下：①平衡閥被堵塞或者膜片調(diào)整不當(dāng);②未打開相應(yīng)的閥門;③管路被堵住不通暢;④分離除霧器出口被堵塞。故障維修維護方法：①對氫、氧平衡閥進行清洗并調(diào)整，同時對止回閥進行檢查并清洗維護;②將相應(yīng)的閥門打開;③對相關(guān)管路進行清洗;④對氫、氧分離除霧器進行清洗。

3 制氫過程中常見故障的維修維護

3.1 制氫設(shè)備工作一段時間后工作壓力漸漸下降

制氫設(shè)備能夠正常運行，但在一段時間后工作壓力漸漸下降，工作人員需時常增壓操作才可以確保工作壓力處于正常狀態(tài)低消耗。通常情況，出現(xiàn)工作壓力漸漸下降的原因如下：①氫、氧平衡閥膜片沒有進行準(zhǔn)確調(diào)整、平衡閥失效或者平衡閥膜片出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象;②減壓閥開關(guān)出現(xiàn)漏氣的狀況。故障維修維護方法：①對氫、氧平衡閥進行仔細清洗或者換取新的平衡閥膜片;②認真對檢驗閥進行檢查，若有必要，需要對減壓閥進行換新。

3.2 制氫過程中氣體純度愈來愈低

一般而言，在氫氣制作過程中，若經(jīng)過檢測發(fā)現(xiàn)氣體純度愈來愈低，可能是由下述幾類原因造成：①極板和框架間因為金屬雜質(zhì)堆積，導(dǎo)致電解液比較臟;電解液濃度較低。②電解槽槽內(nèi)部的石棉隔膜布由于長時間運行使用受到不同程度的損壞;由于槽內(nèi)的雜質(zhì)出現(xiàn)短路問題，形成局部高溫進而燒壞石棉布，導(dǎo)致氣體互相滲透，檢測到的氣體純度愈來愈低。維修維護方法：①工作人員應(yīng)及時對電解槽內(nèi)部的電解液進行更換，使電解液濃度有所增加，并且平時應(yīng)注意定期對過濾器進行清洗，防止雜質(zhì)堆積;②應(yīng)及時對電解槽槽內(nèi)部的石棉隔膜布進行換新。

3.3 柱塞泵無法抽出液體或者流量不足

一般造成此類故障現(xiàn)象的原因有：①吸入口堵塞;②低壓密封不夠嚴(yán)實;③吸入管不嚴(yán)密;④吸入閥或者排出閥沒有工作;⑤柱塞失效。故障維修維護方法：①應(yīng)小心取下柱塞泵，用清水對其進行清洗，將污物認真清理干凈;②同時檢查起密封狀況;③將壓帽擰緊;④換取密封墊;⑤更換密封填料。

3.4 制氫工作至儲氫上限后，出現(xiàn)自動開關(guān)失靈或者設(shè)備自動停機的故障，但報警器沒有報警

對于此類故障，應(yīng)認真檢查并及時維修維護，具體方法如下：①仔細對中間繼電器線路進行排查，發(fā)現(xiàn)可能是繼電器出現(xiàn)損壞進而引起報警器沒有報警的故障;需要及時對繼電器進行更換，如此便能夠恢復(fù)正常。②對灌球房壓力表上限的接觸點進行檢查并且適當(dāng)調(diào)整。日常工作中若儲藏氫罐內(nèi)部的壓力至報警壓力前需要采取人工方式進行關(guān)機，盡可能不要采取壓力報警進行關(guān)機;若時常運用壓力報警關(guān)機，會導(dǎo)致設(shè)備靈敏度下降，進而造成自動開關(guān)失靈。

3.5 制氫過程中出現(xiàn)不送氧的故障

制氫過程中出現(xiàn)不送氧的主要原因如下：單向儲氫閥出現(xiàn)堵塞，管道堵塞，這種故障通常出現(xiàn)在冬季溫度≤0℃時，水汽形成冰堵塞造成。維修維護方法：工作人員可以將毛巾用開水浸泡之后對管道逐段進行熱敷，通氧之后，開機產(chǎn)氧，通過氧流排除干凈管內(nèi)的水汽。

4 結(jié)語

水電解制氫設(shè)備的維修維護工作是氣象臺站高空探測業(yè)務(wù)中極其重要的工作。氫氣的純度會對測風(fēng)高度以及探空高度產(chǎn)生不同程度的影響，充足的氫氣儲存量是高空氣象探測正點放球和重放球等業(yè)務(wù)的保證。從小的方面來看，水電制氫設(shè)備的運行情況會對高空氣象探測業(yè)務(wù)的正常運行及高空探測質(zhì)量產(chǎn)生直接影響;從大的方面來看，水電解制氫直接關(guān)系到國家財產(chǎn)以及人們的生命財產(chǎn)安全?；诖?，氣象部門工作人員必須從思想深處認識到水電解制氫設(shè)備正常運行的重要性，加強制氫業(yè)務(wù)的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)安全意識，不斷提升設(shè)備故障維修維護能力，進一步推動制氫業(yè)務(wù)的安全、有效開展。

參考文獻

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