一种加快电解制氢设备启动方法与流程

本发明涉及电解制氢，尤其涉及一种加快电解制氢设备启动方法。

背景技术：

1、氢能因为其能量密度大、热值高、储能丰富、来料广泛等特点受到高度关注。电解水制氢是制取绿氢的主要途径。

2、目前产业化的电解水制氢方式有碱性水电解制氢技术(alk)和质子交换膜制氢技术(pem)两种方式，由于电解槽稳定产氢的运行稳定在70至90度，而电解槽冷启动时，从室温加热到运行温度需要1至2h，启动时间过长。

3、亟需一种在电解槽冷启动过程中，充分利用了电源产生的热能，缩短了电解槽的启动时间，提高了电解槽的产气量的加快电解制氢设备启动方法。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提出一种加快电解制氢设备启动方法，该加快电解制氢设备启动方法在电解槽冷启动过程中，充分利用了电源产生的热能，缩短了电解槽的启动时间，提高了电解槽的产气量。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种加快电解制氢设备启动方法，所述电解制氢设备包括电网、制氢电源、电解槽、温度监测模块、以及水冷散热系统，所述制氢电源的输入端与电网连接，所述制氢电源输出端与所述电解槽连接，所述电网通过所述制氢电源给所述电解槽供电，所述制氢电源与水冷散热系统连接，所述水冷散热系统包括第一水路、第二水路及转换控制阀，所述水冷散热系统通过转换控制阀进行第一水路及第二水路之间的转换控制，所述第一水路为：制氢电源的散热管路与电解槽连通；所述第二水路为：制氢电源的散热管路与外部散热构件连通。

3、所述方法包括以下步骤：

4、步骤一：所述制氢电源启动，制氢电源内部温度升高，所述水冷散热系统启动；

5、步骤二：通过所述温度监测模块监控所述水冷散热系统的散热管路的冷却液的温度，当散热管路中的冷却液温度升高，且大于所述电解槽中电解液温度时，控制转换控制阀将第一水路开通，将制氢电源产生的热量传递给电解槽对电解槽进行加热；

6、步骤三：随着电解槽的温度升高，当电解槽的电解液温度大于所述水冷散热系统的散热管路的冷却液的温度时，控制转换控制阀将第二水路开通，制氢电源通过外部散热构件进行散热。

7、优选地，所述制氢电源包括实现电能变换的晶闸管半导体器件和igbt半导体器件。

8、优选地，所述制氢电源的制氢工艺包括：碱性水电解制氢或者质子交换膜水电解制氢。

9、优选地，所述电网的输入来自变压器降压输入或者储能设备输入或新能源设备输入。

10、优选地，所述温度监测模块包括两个温度监测单元：第一温度监测单元及第二温度监测单元，所述第一温度监测单元用于监测水冷散热系统中冷却液温度，第二温度监测单元用于监测电解槽中电解液温度。

11、优选地，所述制氢电源包括水冷机加压设备，通过水冷机加压设备使得水冷散热系统循环。

12、优选地，所述水冷散热系统循环包括水冷机加压设备，通过水冷机加压设备使得水冷散热系统循环。

13、优选地，步骤二中的“控制转换控制阀将第一水路开通，将制氢电源产生的热量传递给电解槽对电解槽进行加热”具体为:通过所述水冷散热系统的散热管路的冷却液将制氢电源产生的热量传递至电解槽对电解槽进行加热，所述冷却液流通在电解槽外部进行加热，所述冷却液与所述电解液隔绝。

14、采用上述方法之后，所述电解制氢设备包括电网、制氢电源、电解槽、温度监测模块、以及水冷散热系统，所述制氢电源的输入端与电网连接，所述制氢电源输出端与所述电解槽连接，所述电网通过所述制氢电源给所述电解槽供电，所述制氢电源与水冷散热系统连接，所述水冷散热系统包括第一水路、第二水路及转换控制阀，所述水冷散热系统通过转换控制阀进行第一水路及第二水路之间的转换控制，所述第一水路为：制氢电源的散热管路与电解槽连通；所述第二水路为：制氢电源的散热管路与外部散热构件连通；所述制氢电源启动，制氢电源内部温度升高，所述水冷散热系统启动；通过所述温度监测模块监控所述水冷散热系统的散热管路的冷却液的温度，当散热管路中的冷却液温度升高，且大于所述电解槽中电解液温度时，控制转换控制阀将第一水路开通，将制氢电源产生的热量传递给电解槽对电解槽进行加热；随着电解槽的温度升高，当电解槽的电解液温度大于所述水冷散热系统的散热管路的冷却液的温度时，控制转换控制阀将第二水路开通，制氢电源通过外部散热构件进行散热；该加快电解制氢设备启动方法在电解槽冷启动过程中，充分利用了电源产生的热能，缩短了电解槽的启动时间，提高了电解槽的产气量。

技术特征：

1.一种加快电解制氢设备启动方法，其特征在于，所述电解制氢设备包括电网、制氢电源、电解槽、温度监测模块、以及水冷散热系统，所述制氢电源的输入端与电网连接，所述制氢电源输出端与所述电解槽连接，所述电网通过所述制氢电源给所述电解槽供电，所述制氢电源与水冷散热系统连接，所述水冷散热系统包括第一水路、第二水路及转换控制阀，所述水冷散热系统通过转换控制阀进行第一水路及第二水路之间的转换控制，所述第一水路为：制氢电源的散热管路与电解槽连通；所述第二水路为：制氢电源的散热管路与外部散热构件连通；

2.根据权利要求1所述的加快电解制氢设备启动方法，其特征在于，所述制氢电源包括实现电能变换的晶闸管半导体器件和igbt半导体器件。

3.根据权利要求1所述的加快电解制氢设备启动方法，其特征在于，所述制氢电源的制氢工艺包括：碱性水电解制氢或者质子交换膜水电解制氢。

4.根据权利要求1所述的加快电解制氢设备启动方法，其特征在于，所述电网的输入来自变压器降压输入或者储能设备输入或新能源设备输入。

5.根据权利要求1所述的加快电解制氢设备启动方法，其特征在于，所述温度监测模块包括两个温度监测单元：第一温度监测单元及第二温度监测单元，所述第一温度监测单元用于监测水冷散热系统中冷却液温度，第二温度监测单元用于监测电解槽中电解液温度。

6.根据权利要求1所述的加快电解制氢设备启动方法，其特征在于，所述制氢电源包括水冷机加压设备，通过水冷机加压设备使得水冷散热系统循环。

7.根据权利要求1所述的加快电解制氢设备启动方法，其特征在于，所述水冷散热系统循环包括水冷机加压设备，通过水冷机加压设备使得水冷散热系统循环。

8.根据权利要求1所述的加快电解制氢设备启动方法，其特征在于，步骤二中的“控制转换控制阀将第一水路开通，将制氢电源产生的热量传递给电解槽对电解槽进行加热”具体为:通过所述水冷散热系统的散热管路的冷却液将制氢电源产生的热量传递至电解槽对电解槽进行加热，所述冷却液流通在电解槽外部进行加热，所述冷却液与所述电解液隔绝。

技术总结
本发明公开了一种加快电解制氢设备启动方法，所述制氢电源启动，制氢电源内部温度升高，所述水冷散热系统启动；通过所述温度监测模块监控所述水冷散热系统的散热管路的冷却液的温度，当散热管路中的冷却液温度升高，且大于所述电解槽中电解液温度时，控制转换控制阀将第一水路开通，将制氢电源产生的热量传递给电解槽对电解槽进行加热；随着电解槽的温度升高，当电解槽的电解液温度大于所述水冷散热系统的散热管路的冷却液的温度时，控制转换控制阀将第二水路开通，制氢电源通过外部散热构件进行散热；该加快电解制氢设备启动方法在电解槽冷启动过程中，充分利用了电源产生的热能，缩短了电解槽的启动时间，提高了电解槽的产气量。

技术研发人员：林洋,周党生,吕一航,谢峰,张亚春,夏宽
受保护的技术使用者：深圳市禾望电气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11