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　　電源建設(shè)。

　　發(fā)電機(jī)用氫瓶供氫的可行性探討姚中安（上海外高橋發(fā)電有限公司，上海市2⑴137）證且質(zhì)量符合要求，為使用瓶裝氫向發(fā)電機(jī)供氫提供了前提條件。由于電解水制取1m3氫氣最低成本為415元；買1m3瓶裝氫為2. 92~3.05元，因此，用瓶裝氫向發(fā)電機(jī)供氫可取得很好的經(jīng)濟(jì)效益。從上海外高橋發(fā)電有限公司的實(shí)際使用情況看，只要增加少量的安全設(shè)備，采用安全、可靠的供氫匯流排裝置，可保證瓶裝氫向發(fā)電機(jī)供氫的安全性。因此，購(gòu)買瓶裝氫向發(fā)電機(jī)供氫在能確保氫氣供應(yīng)條件的地方也是一種可行的方式。

　　我廠是國(guó)內(nèi)第1家國(guó)產(chǎn)機(jī)組采用購(gòu)買瓶裝氫氣向發(fā)電機(jī)供氫的電廠，目前使用的氫氣是上海某大型化肥廠生產(chǎn)化肥時(shí)的副產(chǎn)品，經(jīng)檢驗(yàn)其氫氣的純度及濕度均達(dá)到電力行業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；鋼瓶?jī)?nèi)的氫氣壓力符合標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)氫GB/T363495中第6.3條的規(guī)定。投運(yùn)幾年來(lái)，己取得較好的經(jīng)濟(jì)和安全效益。下面將論述制氫與購(gòu)買瓶裝氫的成本比較，用氫瓶供氫的管路布置，安全消防需采取的措施。

　　1制氫與買瓶裝氫的成本比較1.電解水制氫的耗電量根據(jù)法拉第電解定律，電解水制取1m3氫氣和0.5m3氧氣的理論電量為2.94kWl.但由于電解液中含有非導(dǎo)電性的氣泡，使溶液的導(dǎo)電率降低，導(dǎo)致槽電壓提高；另外由于氫過(guò)電位、氧過(guò)電位、氣體遮蓋電極表面等原因，造成槽電壓升高。標(biāo)準(zhǔn)水電解制氫設(shè)備B/T590396中規(guī)定，制氫設(shè)備制取單位氫氣的直流電耗（制取1m3氫氣，電解槽所消耗的電能）按⑴式計(jì)算：電解槽直流工作電流，A；V電解槽直流工作電壓，V；Qh2測(cè)試期間的氫氣產(chǎn)量，m3/h；測(cè)試時(shí)間。

　　在我廠電解水制氫裝置的調(diào)試及試運(yùn)行階段，根據(jù)（1）式對(duì)電解水制氫的耗電量進(jìn)行了測(cè)試和計(jì)算。具體測(cè)試結(jié)果如下。

　　第1，2次測(cè)試時(shí)，直流工作電壓分別為68，V，直流工作電流均為740A，連續(xù)運(yùn)行4h，產(chǎn)氫量分別為30.5831.97m3.代入（1）式得Wh2如果在電解水過(guò)程中考慮整流裝置的效率，整流裝置至電解槽的電損耗及制氫裝置的控制電源、循環(huán)泵、送水泵的用電量等因素，電解水制取氫氣的實(shí)際電耗比上述計(jì)算值大。在以上2次測(cè)試的同時(shí)，還測(cè)量了用交流電電解水制氫的電耗。若以交流電壓和交流電流計(jì)算電解水制氫的耗電量時(shí)，可由（2）式計(jì)算：交流工作電流，A；V―交流工作電壓，V 2次測(cè)試。第1，2次測(cè)試的交流電壓均為370V交流電流分別為101，102A，連續(xù)運(yùn)行4h，產(chǎn)氫量分別為30.5831.97m3.制氫設(shè)備制取1m3氫氣的交流電耗可代入（2）式計(jì)算得Wih2：第1次則試為8.466kW-h/m3；第2次測(cè)試為8.為了達(dá)到電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和發(fā)電機(jī)的要求，在電解水制取氫氣后，還必須采用吸附式干燥器來(lái)降低氫氣濕度。吸附式干燥器每天約耗電50kW.h，如果按照每天產(chǎn)氫192m3計(jì)算，折算到干燥1m3氫氣1.2制氫時(shí)的耗水電成本通過(guò)以上計(jì)算可知，制取1m3氫氣的實(shí)際電耗應(yīng)為電解水制氫電耗、干燥氫氣電耗、其他的電耗，總計(jì)為8.440~8.726kWh.如果1kWh電量按0.3元價(jià)格計(jì)算，則每制取1m3氫氣的電費(fèi)為2.53國(guó)產(chǎn)制氫裝置的說(shuō)明書中介紹：制氫裝置需用冷卻水4m3/h.由于不同季節(jié)氣溫、水溫的變化，實(shí)測(cè)出制氫裝置冷卻水用量為2.63干燥裝置冷卻水用量為1.00~1.70m3/h，冷卻水總用量為3.63~5.70m3/h.如產(chǎn)氫7.65~8.00m3/h，折算到制取1m3氫氣的耗水量為0.47 ~0.71m3.如1m3冷卻水，即1t水按1.5元價(jià)格計(jì)算，制取1m3氫氣約需水費(fèi)0.70 1.3制氫時(shí)的總成本通過(guò)以上計(jì)算可知，制取1m3氫氣，水、電費(fèi)最舊費(fèi)、制氫及干燥裝置的運(yùn)行維修費(fèi)、備品及配件費(fèi)、凝結(jié)水費(fèi)、化學(xué)藥品費(fèi)等，制取1m3氫氣的總成本最低為4.15元。

　　1.4買氫時(shí)的總成本從化肥廠買瓶裝氫，價(jià)格為11. 20元/瓶，每只氣瓶的容積為40~42L.每只鋼瓶中的氫氣體積可按（3）式計(jì)算：C時(shí)，氫氣的體積，K將當(dāng)前氣壓和溫度換算為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、20°C態(tài)計(jì)算氫氣體積的系數(shù)；氫氣鋼瓶容積，m3.由（3）式計(jì)算出鋼瓶?jī)?nèi)的氫氣體積為5.0 ~5.3m3.貝l鋼瓶?jī)?nèi)氫氣價(jià)格為2.11時(shí)，每車裝5只氫瓶集裝格，每只集裝格裝20只氫瓶，運(yùn)價(jià)為4⑴元/車。

　　80元因此，買瓶裝氫成本為氫氣出廠價(jià)格加運(yùn)費(fèi)，即買1m3氫氣需2.91 ~3.04元。氫瓶、集裝格的維修費(fèi)用非常低，每3年全部更換1次氫氣瓶閥及銅管（每只瓶閥僅為28元，銅管用量很少，費(fèi)用很低）。

　　根據(jù)壓力氣體瓶的規(guī)定，氫氣瓶需定期進(jìn)行各種檢驗(yàn)，上述2項(xiàng)總計(jì)費(fèi)用約為1800元。每只氫瓶集裝格的每年維修費(fèi)用為600元。上述維修、檢驗(yàn)費(fèi)用折算到買1m3瓶裝氫氣不到0.01元。總計(jì)買瓶裝氫氣1m3的總成本為2.92 2用氫瓶供氫的管路配置為確保機(jī)組檢修時(shí)的安全，我廠采用單元制方式供氫，1根供氫母管供給1臺(tái)機(jī)組的用氫，氫瓶供氫管路非常簡(jiǎn)單操作也十分方便。

　　2.1目前使用的供氫管路配置經(jīng)過(guò)成本核算確認(rèn)購(gòu)買瓶裝氫氣能取得較好的經(jīng)濟(jì)效益，在制氫裝置及儲(chǔ)氫罐尚未拆除的情況下配置如所示的管路作為儲(chǔ)氫罐或氫瓶向發(fā)電機(jī)供氫的匯流排。

　　當(dāng)用儲(chǔ)氫罐內(nèi)的氫氣供給發(fā)電機(jī)時(shí)，打開(kāi)總閥門，壓力為0.5MPa的氫氣通過(guò)供氫母管的減壓器和隔離門可送向發(fā)電機(jī)；當(dāng)用氫瓶供氫時(shí)，關(guān)嚴(yán)儲(chǔ)氫罐供氫總閥門，并在母管隔離門進(jìn)口法蘭處加堵板隔嚴(yán)，在氫瓶集裝格出口閥門處安裝氫氣減壓器，將氫瓶?jī)?nèi)的氫氣減壓至0.5MPa，通過(guò)軟管送到匯流排上的進(jìn)氫門就能向發(fā)電機(jī)供氫。匯流排上裝有1低約為3-2M兀h最高可達(dá)d67，兀ha如計(jì)入設(shè)備折blish只力表監(jiān)視供氫壓力：還裝有1個(gè)置換取樣門t供置換供氫母管或供氫匯流排，并可取樣分析氫瓶?jī)?nèi)的氫氣純度。因考慮到減壓器上帶有彈簧式安全閥，當(dāng)輸出壓力超過(guò)0. 6MPa時(shí)，安全閥會(huì)自動(dòng)打開(kāi)排氣，所以當(dāng)時(shí)未在匯流排上加裝安全閥。

　　2.2改進(jìn)后的供氫管路配置幾年來(lái)的運(yùn)行實(shí)踐證明：采用氫瓶向發(fā)電機(jī)供氫的方式不但降低了發(fā)電成本，而且還安全、可靠。

　　為此，我廠已停用了制氫裝置，全部購(gòu)買瓶裝氫氣向發(fā)電機(jī)供氫，并打算將匯流排按配置，使供氫匯流排更加簡(jiǎn)單。

　　為了防止減壓器上的安全閥失靈，在每根供氫匯流排上增加了1個(gè)安全門。為了方便監(jiān)視，也可在匯流排上加裝在線氫氣純度儀、濕度儀及流量表。

　　這種供氫匯流排的配置，符合有關(guān)國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)氫氣和輸送氫氣的安全和監(jiān)督要求。

　　3結(jié)束語(yǔ)3.1新建電廠附近如果有能可靠提供質(zhì)量合格、價(jià)格低廉的氫源工廠，都可采用購(gòu)買瓶裝氫氣的方式向發(fā)電機(jī)供氫，可節(jié)省大量的基建投資，降低投產(chǎn)后的生產(chǎn)成本，減少制氫人員。

　　3.2對(duì)已投產(chǎn)電廠，如果電廠附近有能可靠提供質(zhì)量合格、價(jià)格低廉的氫源工廠，可采用購(gòu)買瓶裝氫氣的方式向發(fā)電機(jī)供氫；對(duì)原制氫裝置可保留，作為備用制氫設(shè)備。

　　3.3對(duì)已投產(chǎn)電廠，由于使用的制氫與干燥裝置型號(hào)、設(shè)備狀況、制氫與干燥的效率和運(yùn)行成本不同，如欲改造為瓶裝氫氣向發(fā)電機(jī)供氫，建議應(yīng)進(jìn)行制氫和干燥裝置的效率測(cè)試，將制氫與買瓶裝氫的成本進(jìn)行核算和比較。

　　3.4如果采用瓶裝氫氣向發(fā)電機(jī)供氫，要有更高的安全性。對(duì)氫瓶的儲(chǔ)存、運(yùn)輸、使用、定期檢查及供氫裝置都有特殊的要求，應(yīng)加強(qiáng)供氫人員的培訓(xùn)，建立嚴(yán)格管理的制度，確保使用氫瓶供氫的安全。

　�。ㄘ�(zé)任編輯：王蘋志）