Общество с ограниченной ответственностью «Институт физико-технологических исследований (ИФТИ)» (ООО «ИФТИ») с конца 80х годов занимается разработкой, производством и внедрением на объектах промышленности современных водородных электролизных установок серии ФС-Т.25.

 ООО «Электролизные технологии»  является официальным представителем ООО «ИФТИ» с сохранением ценовой политики и гарантийных обязательств изготовителя электролизных установок серии ФС-Т.25.

Первая установка серии ФС была установлена на Рязанская ГРЭС в г. Новомичуринск (Рис 1).

Установки серии ФС разработаны и выпускаются по ТУ 3610-002-13151350-08 (до 2007 г. - по ТУ 3610-002-13151350-99) для нужд энергетики (охлаждение водородом обмоток турбогенераторов на ТЭЦ, ГРЭС и АЭС), электроники и других отраслей (металлургия, нефтехимия, стекольная и пищевая промышленности, а также медицина).

Установки защищены патентами РФ, имеют:

- Декларацию соответствия установок ТР ТС 004/2011, 010/2011 и 020/2011,

- Сертификат соответствия и декларацию оборудования установок ТР ТС 032-2013 «О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением»,

Установки соответствуют требованиям:

• Правил безопасности при производстве водорода методом электролиз воды (ПБ 03-598-03),
• Федеральному закону РФ от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности",
• Типовой инструкции по эксплуатации электролизных установок для получения водорода и кислорода (РД 34.50.501-96, РАО «ЕЭС России»),
• Общих правил взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств (ПБ 09-540-03).

На аппараты установок серии ФС не распространяются "Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением", Приказ № 116 Ростехнадзора от 25 марта 2014 г., глава 1, параграф 4, пункт «п».

Установки серии ФС (Рис. 2) производительностью от 2 до 60 нм³ Н₂ в час, удовлетворяют потребностям отечественной энергетики и электроники, т.к. они:

1. Полностью адаптированы к традиционным условиям эксплуатации и ремонта на российских электростанциях и других предприятиях, обладают низкими эксплуатационными расходами и простотой всех видов ремонтов, которые возможно выполнять персоналом станции без привлечения завода изготовителя.
2. Поставляются Заказчику в собранном виде или отдельными технологическими блоками, которые собираются на месте в готовое к пуску изделие службой ремонта электроцеха.
3. Имеют регулировку производительности от 15 % до 115 % от номинального значения.
4. При временном отсутствии потребности в водороде переходят на «ждущий режим работы», не требующий согласования включения и выключения.
5. Комплектуются оборудованием только отечественных предприятий и изготавливаются из материалов, производимых и широко распространённых в России.
6. Имеют технические характеристики, включая габариты и вес, аналогичные западным образцам.
7. При размещении двух электролизных установок и более предусмотрен вариант совместного использования вспомогательного оборудования.
8. Имеют существенно меньшую стоимость, чем западные аналоги, при лучших технических характеристиках.
9. Аппараты установки не требуют регистрации в региональных органах Ростехнадзора (вся установка ставится на учёт одновременно с получением экспертизы промышленно-технической безопасности на технический проект), так как изготовлены из труб малого диаметра (меньше 150 мм).
10. Система управления выполнена на современном уровне и по своим функциональным возможностям превосходит отечественные аналоги.
11. Помещение электролизной имеет самую низкую из возможной категории по взрывной и пожарной опасности – В4, в нижней части помещения электролизной допускается применять электрооборудование в общетехническом исполнении с маркировкой защиты IP54.
12. Установка может быть внесена в существующее помещение электролизной станции отдельными сборочными узлами через стандартный дверной проём шириной 0,8 м, собрана и подготовлена к испытаниям и вводу в эксплуатацию.
13. В комплекте с установками ФС поставляются блоки предварительной очистки и осушки производства ИФТИ (точка росы не выше минус 20 ºC).
14. Затраты на эксплуатацию установки являются самыми низкими из всех представленных на Российском рынке импортных водородных электролизных установок, а их надёжность самой высокой.

1. Номинальная производительность установки по водороду – 20 нм³/ч;
2. Номинальная производительность установки по кислороду – 10 нм³/ч;
3. Рабочее давление водорода и кислорода в установке – 1,0 МПа;
4. Давление водорода и кислорода на выходе – 0,1 – 0,9 МПа;
5. Объемная доля водорода в пересчете на сухой газ на выходе из электролизёра – не менее 99,6 % (О₂ не более 0,4 %);
6. Объемная доля кислорода в пересчете на сухой газ на выходе из – не менее 99,3 % (H₂ не более 0,7 %);
7. Объемная доля водорода в пересчете на сухой газ после реактора каталитической очистки – не менее 99,95 % (О₂ не более 0,05 %);
8. Точка росы водорода – не выше минус 15 °С (минус 60°С при комплектации дополнительным блоком осушки);
9. Номинальная общая потребляемая мощность, кВт, не более – 120
10. Потребление продуктовой воды, кг/ч – 20
11. Программное обеспечение с интерфейсом на русском языке.
12. Срок службы технологического оборудования, не менее 20 лет.
13. Габариты:
    • электролизный блок (ШхВхД), мм – 1450х1450х2900
    • электролизный блок (ШхВхД), мм – 1450х1450х2900

Электролизный блок (Рис. 4) состоит из двух электролизных модуля. Электролизные модули поставляется в собранном виде. В состав электролизного модуля входят следующие аппараты.

1) Электролизёр ФС-525М - в электролизёре происходит главный технологический процесс установки – электрохимическая реакция разделения молекул воды на водород и кислород, причём оба газа разделены диафрагмой, которая не позволяет им смешиваться, но при этом хорошо проводит ионный ток.

 Электролизный блок состоит из двух компактных электролизёров.

2) Разделительные колонки (водород и кислород) РК - разделение электролита и газа, предварительное удаление основной массы щёлочи в виде капель и тумана из газов, охлаждение электролита в нижней части разделительной колонки, и охлаждение газа - в верхней части.

газов в верхней части газоотделители и дополнительную отмывку газов от щелочного тумана за счёт барботажа этих газов через слой воды в промывателях с одинаковой глубиной.

3) Регуляторы давления (поплавковые) РД – поддерживают разницу давлений между водородом и кислородом таким образом, чтобы она не превышала 20 см водяного столба.

4) Датчики уровня ДУП – предназначены для контроля уровня воды в регуляторах давления и включения (выключения) насоса дозатора.

5) Бак дистиллята БД – принимает из системы заказчика дистиллированную воду, и поддерживает запас этой воды в объёме 60 литров, достаточном для автономной работы установки в течение нескольких часов; при ремонте электролизёров заполняется щелочным электролитом из электролизёров и разделительных колонок.

6) Фильтр электролита ФЭ – улавливает механические частицы на выходе электролита из разделительных колонок.

Основное назначение технологического блока состоит в том, чтобы поддерживать минимальную разницу давлений в каждой ячейке электролизёров между водородным и кислородным пространствами, т.е. по обе стороны диафрагмы, разделяющей католит и анолит. Эта разница поддерживается в электролизёрах на уровне 1–3 см водяного столба, что препятствует взаимному смешиванию газов через асбестовую диафрагму.

В состав технологического блока входит следующее оборудование:

1) Сборник конденсата (влагоотделитель) СК – собирает конденсат из водорода после реактора каталитической очистки и вымораживателей, конденсат удаляется из сборника конденсата либо вручную один раз в сутки, либо автоматически через клапан слива поплавкового типа.

2) Реактор каталитической очистки газов – предназначен для очистки продуктовых газов от примесей водорода или кислорода.

3) Регуляторы давления:

-  «до себя» мембранные (РД-Т.25 или АР-85) предназначены для регулирования давления в установке и поддерживают его величину постоянной (от 9,5 до 10,5 кгс/см²) независимо от величины давления в ресиверах: при заполненных ресиверах сбрасывают лишний газ в атмосферу в штатном режиме, а при аварийном повышении давления в установке плавно сбрасывают газы в атмосферу, не позволяя водороду и кислороду попадать друг в друга через «U-образные» трубки аппаратов и образовывать «гремучую смесь», а также автоматически поддерживают рабочее давление водорода в ресиверах.

- регулятор равенства давлений РРД-Т.25 – поддерживает разницу давлений между водородом и кислородом в установке.

4) Предохранительные клапаны (ПК-Т.25 или АПТ-85) - обеспечивают сброс газов из регуляторов давления (поплавковых) при аварийном превышении давления в них.

5) Обратные защитные клапаны (ОЗК-Т.25) – устанавливаются в качестве:

- огнепреградителей на линиях сброса газов из установки в атмосферу;

- обратных клапанов на линиях выхода водорода из установки в ресиверы.

6) Краны КИП Ду4, краны шаровые Ду10 и Ду20, клапаны Ду4 – обеспечивают технологические операции при эксплуатации установки, периодический отбор проб газов на химический анализ, непрерывный отбор водорода и кислорода на газоанализаторы, поверку и замену манометров и датчиков давления без отключения установки.

7) Соединительные трубки (соединители) Ду10 и Ду25 – обеспечивают потоки газов, циркуляцию электролита, циркуляцию хладагента для охлаждения электролита, водорода и кислорода, подвод к установке азота для продувок, все соединители выполнены на разъёмных соединениях М20х1.5, М39х2 и фланцевых соединениях Ду25, датчики уровня, манометры и датчики давления имеют присоединительные штуцеры М20х1.5.

8) Платформа и рама – обеспечивают надёжное крепление аппаратов технологического блока и электролизёров и свободный доступ ко всем элементам установки без демонтажа каких-либо её элементов.

9) Манометры, датчики уровня, первичные преобразователи газоанализаторов, термопреозователи – размещены на аппаратах и соединительных трубах технологического блока. Газоанализатор «Водород в помещении» устанавливается вблизи дефлектора на расстоянии не более 200 мм от потолка. Газоанализатор «Кислород в помещении» располагается на стене около технологического модуля или на несущей раме установки.

В качестве источника питания электролизёров применены специализированные, серийно выпускаемые инверторные выпрямительные агрегаты ИОН-96V-600A (производство фирмы ООО «Донавтоматика», г. Волгодонск, см. Рис. 6) или аналог.

Данный вид инверторных блочно-модульных выпрямителей выпускается серийно, широко применяется в металлургии, строительстве, гальванических производствах и пр.

В шкафу управления располагается необходимая автоматика, реле, вторичные преобразователи, контроллер. На лицевой панели шкафа размешены элементы управления технологическим процессом, светосигнальная аппаратура, цифровые регуляторы-измерители и панельный компьютер с сенсорным экраном. Предусмотрено управление установкой с панели оператора и реализация двух режимов: автоматический и автоматический пошаговый.

Автоматический режим управления предусматривает пуск, работу и останов установки в автоматическом режиме по средствам нажатия клавиши «Автоматическая работа» на панели оператора. Автоматический пошаговый пуск позволяет производит пуск установки в шаговом режиме: сброс давления-продувка азотом – продувка электролитическими газами-набор давления-работа на потребителя-останов. Данный режи позволяет производить контроль работы установки на каждом этапе. Запуск каждого из режимов производится путём нажатия соответствующей сенсорной клавиши на панели оператора.

В щит управления заводятся сигналы:

• от газоанализаторов (изготовитель ОАО НПП «Дельта», г. Москва);
• от датчиков уровня (изготовитель СКБ «Приборы и Системы», г. Рязань);
• от термопреобразователей ДТПL-04 (ООО "Овен", г. Москва);
• от преобразователей давления ПД100-ДИ-1,6-0,5М (ООО "Овен", г. Москва);
• от аварийных кнопок «СТОП»;
• со щита пожарной сигнализации;
• со щита охранной сигнализации;
• авария от источника питания 1;
• авария от источника питания 2 (при наличии);
• вызов на сборку 1;
• вызов на сборку 2 (при наличии).

АСУ ТП, реализованная в шкафу управления и программном продукте, включает в себя следующие функции:

1. Сбор и обработка данных с датчиков.
2. Контроль параметров с регистрацией соответствующих событий и ведением журнала.
3. Регистрация событий и хранение их в базе данных.
4. Настройка уставок срабатывания предупредительных и аварийных параметров.
5. Срабатывание предупредительной световой сигнализации в помещении щита управления электролизными установками с указанием параметра, отклонение которого вызвало срабатывание сигнализации.
6. Отключение установки и срабатывание аварийной световой и звуковой сигнализации в помещении щита управления электролизными установками, срабатывание блокировок при отклонении ключевых технологических параметров.
7. Схема питания шкафа управления обеспечивает его полноценную работу при кратковременном исчезновении питания на время работы устройства АВР.
8. Передача технологических параметров установки на уделённый компьютер (или в сеть предприятия).
9. Автоматическая система противоаварийной защиты.

В шкафу присоединений силовом ШПС располагаются автоматы защиты, электромагнитные контакторы пуска двигателей насоса-дозатора, циркуляционного насоса и вентилятора замкнутой системы охлаждения электролита, компрессоров холодильных агрегатов и охладителя воды.

Таблица 1.

*Марка, количество и тип могут быть изменены без уведомления Заказчика при условии сохранения основных технических характеристик.

Гарантийные обязательства на все оборудование, производимое ИФТИ, составляет 24 месяца с момента введения в эксплуатацию, но не более 36 месяцев с момента отгрузки.

Гарантийные обязательства и обслуживание покупных изделий сторонних производителей производят предприятия изготовители или сертифицированные сервисные центры.

Затраты электроэнергии на производство водорода составляют не более 5,0 кВт*ч/нм³.

Структура циклов технического обслуживания и ремонта установки ФС-Т.25:

ТО-1                                      - на выключенной установке, 1 раз в месяц.

ТО-2                                       - на выключенной установке, 1 раз в 6 месяцев.

ТО-3                                       - на выключенной установке, 1 раз в год.

ТО-4 (текущий ремонт)       - на выключенной установке, 1 раз в 3 года.

ТО-5 (капитальный ремонт) - на выключенной установке, 1 раз в 10 (6) лет*.

* В соответствии с п. 6.22.1.3 СТО 70238424.27.100.050-2009 «Электролизные установки электрических станций. Организация эксплуатации и техническое обслуживание. Нормы и требования» капитальный ремонт необходимо производить 1 раз в 6 лет.

Установки серии ФС-Т.25 подлежат капитальному ремонту 1 раз в 10 лет при условии технического обслуживания сервисной службой ООО «ИФТИ».

Электроснабжение электролизной установки выполняется от существующего распределительного устройства 0,4 кВ в соответствии с требованиями ПУЭ.

Наработка на отказ, час, не менее – 10000.

Ресурс до первого капитального ремонта, час – 42 000 + 2 000.

Период между текущими ремонтами, не менее, час – 8 000.

Срок службы основного технологического оборудования, лет, не менее – 20.