碱性水电解制氢的电解液循环系统及其控制方法与流程

本发明涉及碱性水制氢，尤其涉及一种碱性水电解制氢的电解液循环系统及其控制方法。

背景技术：

1、碱性水电解是目前技术最成熟、成本最低的水电解制氢技术，被广泛应用于国内外大规模可再生能源电解制氢项目中。市场可获得的单套碱性水电解制氢装置规模为5mw或10mw，如果想构建gw级的制氢项目，则需要将多套碱性水电解制氢装置并联组合，形成阵列结构，实现大规模氢气生产。由于碱性水电解使用碱液作为电解液，在低温条件下，碱液电导率较低，导致制氢系统负荷和能效都无法达到设计，且制氢装置需要3-5小时来逐步提升碱液温度，从冷态启动至额定工况，限制了制氢项目的灵活排产。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本发明的第一个目的在于提出一种碱性水电解制氢的电解液循环系统，该系统在制氢装置和碱液循环管道阵列基础上，设置三通阀和混合器，通过检测电解槽电解液出口的温度，调节三通阀和混合器，这样可以将高温电解液和低温电解液混合，实现热量的转移，既减少了高温碱液冷却所需冷却水需求，又缩短了低温碱液升温时间，显著提升了整个制氢项目的生产效率和操作弹性。

3、本发明的第二个目的在于提出一种碱性水电解制氢的电解液循环系统的控制方法。

4、本发明的第三个目的在于提出一种电子设备。

5、本发明的第四个目的在于提出一种计算机可读存储介质。

6、本发明的第五个目的在于提出一种计算机程序产品。

7、为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种碱性水电解制氢的电解液循环系统，包括：在靠近各制氢装置中电解槽电解液入口的电解液循环管道上设置的第一三通阀；在靠近各所述电解槽电解液出口的电解液循环管道上设置的第二三通阀；混合器，所述混合器的出口通过第一管道与各所述第一三通阀连接，所述混合器的入口通过第二管道与各所述第二三通阀连接；与各所述第一三通阀、各所述第二三通阀和所述混合器连接的控制器，所述控制器用于在接收到所述制氢装置的第一启动指令后，获取所述制氢装置的运行数量，并在所述运行数量大于或等于2时，获取正在运行的所述电解槽电解液出口的温度，以及根据多个所述温度，对多个所述第一三通阀、多个所述第二三通阀和混合器进行控制。

8、本发明实施例的碱性水电解制氢的电解液循环系统包括多个第一三通阀、多个第二三通阀、混合器和控制器；其中，各第一三通阀设置在靠近各制氢装置中电解槽电解液入口的电解液循环管道上，各第二三通阀设置在靠近各电解槽电解液出口的电解液循环管道上，混合器的出口通过第一管道与各第一三通阀连接，混合器的入口通过第二管道与各第二三通阀连接，控制器与各第一三通阀、各第二三通阀和混合器连接，控制器用于在接收到制氢装置的第一启动指令后，获取制氢装置的运行数量，并在运行数量大于或等于2时，获取正在运行的电解槽电解液出口的温度，以及根据多个温度，对多个第一三通阀、多个第二三通阀和混合器进行控制。由此，该系统在制氢装置和碱液循环管道阵列基础上，设置三通阀和混合器，通过检测电解槽电解液出口的温度，调节三通阀和混合器，这样可以将高温电解液和低温电解液混合，实现热量的转移，既减少了高温碱液冷却所需冷却水需求，又缩短了低温碱液升温时间，显著提升了整个制氢项目的生产效率和操作弹性。

9、另外，本发明实施例提出的碱性水电解制氢的电解液循环系统还可以具有如下附加的技术特征：

10、根据本发明的一个实施例，所述控制器用于根据多个所述温度，对多个所述第一三通阀、多个所述第二三通阀和混合器进行控制时，包括：

11、从多个所述温度中，获取温度峰值和温度谷值，并识别所述温度峰值对应所述电解槽的第一编号和所述温度谷值对应所述电解槽的第二编号；

12、如果所述温度谷值小于设定温度值，则对第一编号第一三通阀、第一编号第二三通阀、第二编号第一三通阀、第二编号第二三通阀和所述混合器进行控制。

13、根据本发明的一个实施例，所述控制器用于对第一编号第一三通阀、第一编号第二三通阀、第二编号第一三通阀、第二编号第二三通阀和所述混合器进行控制时，包括：

14、控制所述第一编号第二三通阀和所述第二编号第二三通阀切换，以使所述电解液由第一编号电解槽和第二编号电解槽流出后通过所述第二管道进入所述混合器；

15、向所述混合器发送第二启动指令，以控制所述混合器将来自所述第二管道的电解液混合；

16、控制所述第一编号第一三通阀和所述第二编号第一三通阀切换，以使混合后的电解液通过所述第一管道流入对应的所述第一编号电解槽和所述第二编号电解槽。

17、根据本发明的一个实施例，所述控制器用于对第一编号第一三通阀、第一编号第二三通阀、第二编号第一三通阀、第二编号第二三通阀和所述混合器进行控制时，还包括：

18、获取所述混合器的运行时长；

19、在所述运行时长大于设定时长时，控制所述第一编号第二三通阀和所述第二编号第二三通阀复位，以使所述电解液由所述第一编号电解槽和所述第二编号电解槽流出后进入所述电解液循环管道；

20、向所述混合器发送第一停机指令，以控制所述混合器停机；

21、控制所述第一编号第一三通阀和所述第二编号第一三通阀复位，以使所述电解液循环管道中的电解液流入对应的所述第一编号电解槽和所述第二编号电解槽。

22、根据本发明的一个实施例，所述系统还包括：

23、在靠近所述混合器入口的所述第二管道上设置的液泵；

24、所述控制器还用于在向所述混合器发送第二启动指令时，向所述液泵发送第三启动指令，以控制所述液泵启动，以及在向所述混合器发送第一停机指令时，向所述液泵发送第二停机指令，以控制所述液泵停机。

25、为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种碱性水电解制氢的电解液循环系统的控制方法，包括：在接收到制氢装置的第一启动指令后，获取制氢装置的运行数量；在运行数量大于或等于2时，获取正在运行的电解槽电解液出口的温度；根据多个温度，对多个第一三通阀、多个第二三通阀和混合器进行控制。

26、根据本发明实施例的碱性水电解制氢的电解液循环系统的控制方法，在接收到制氢装置的第一启动指令后，获取制氢装置的运行数量，并在运行数量大于或等于2时，获取正在运行的电解槽电解液出口的温度，以及根据多个温度，对多个第一三通阀、多个第二三通阀和混合器进行控制。由此，该方法通过检测电解槽电解液出口的温度，调节三通阀和混合器，这样可以将高温电解液和低温电解液混合，实现热量的转移，既减少了高温碱液冷却所需冷却水需求，又缩短了低温碱液升温时间，显著提升了整个制氢项目的生产效率和操作弹性。

27、另外，本发明实施例提出的碱性水电解制氢的电解液循环系统的控制方法还可以具有如下附加的技术特征：

28、根据本发明的一个实施例，所述根据多个所述温度，对多个所述第一三通阀、多个所述第二三通阀和混合器进行控制，包括：

29、从多个所述温度中，获取温度峰值和温度谷值，并识别所述温度峰值对应所述电解槽的第一编号和所述温度谷值对应所述电解槽的第二编号；

30、如果所述温度谷值小于设定温度值，则对第一编号第一三通阀、第一编号第二三通阀、第二编号第一三通阀、第二编号第二三通阀和所述混合器进行控制。

31、根据本发明的一个实施例，所述对第一编号第一三通阀、第一编号第二三通阀、第二编号第一三通阀、第二编号第二三通阀和所述混合器进行控制，包括：

32、控制所述第一编号第二三通阀和所述第二编号第二三通阀切换，以使所述电解液由第一编号电解槽和第二编号电解槽流出后通过所述第二管道进入所述混合器；

33、向所述混合器发送第二启动指令，以控制所述混合器将来自所述第二管道的电解液混合；

34、控制所述第一编号第一三通阀和所述第二编号第一三通阀切换，以使混合后的电解液通过所述第一管道流入对应的所述第一编号电解槽和所述第二编号电解槽。

35、根据本发明的一个实施例，所述对第一编号第一三通阀、第一编号第二三通阀、第二编号第一三通阀、第二编号第二三通阀和所述混合器进行控制，还包括：

36、获取所述混合器的运行时长；

37、在所述运行时长大于设定时长时，控制所述第一编号第二三通阀和所述第二编号第二三通阀复位，以使所述电解液由所述第一编号电解槽和所述第二编号电解槽流出后进入所述电解液循环管道；

38、向所述混合器发送第一停机指令，以控制所述混合器停机；

39、控制所述第一编号第一三通阀和所述第二编号第一三通阀复位，以使所述电解液循环管道中的电解液流入对应的所述第一编号电解槽和所述第二编号电解槽。

40、根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：

41、在向所述混合器发送第二启动指令时，向液泵发送第三启动指令，以控制所述液泵启动；

42、以及，在向所述混合器发送第一停机指令时，向所述液泵发送第二停机指令，以控制所述液泵停机。

43、为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种电子设备，其包括：处理器和存储器；其中，所述处理器通过读取所述存储器中存储的可执行程序代码来运行与所述可执行程序代码对应的程序，以用于实现上述的碱性水电解制氢的电解液循环系统的控制方法。

44、本发明实施例的电子设备，通过执行上述的碱性水电解制氢的电解液循环系统的控制方法，通过检测电解槽电解液出口的温度，调节三通阀和混合器，这样可以将高温电解液和低温电解液混合，实现热量的转移，既减少了高温碱液冷却所需冷却水需求，又缩短了低温碱液升温时间，显著提升了整个制氢项目的生产效率和操作弹性。

45、为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的碱性水电解制氢的电解液循环系统的控制方法。

46、本发明实施例的计算机可读存储介质，通过执行上述的碱性水电解制氢的电解液循环系统的控制方法，通过检测电解槽电解液出口的温度，调节三通阀和混合器，这样可以将高温电解液和低温电解液混合，实现热量的转移，既减少了高温碱液冷却所需冷却水需求，又缩短了低温碱液升温时间，显著提升了整个制氢项目的生产效率和操作弹性。

47、为达到上述目的，本发明第五方面实施例提出了一种计算机程序产品，当计算机程序产品中的指令处理器执行时，执行上述的碱性水电解制氢的电解液循环系统的控制方法。

48、本发明实施例的计算机程序产品，通过执行上述碱性水电解制氢的电解液循环系统的控制方法，通过检测电解槽电解液出口的温度，调节三通阀和混合器，这样可以将高温电解液和低温电解液混合，实现热量的转移，既减少了高温碱液冷却所需冷却水需求，又缩短了低温碱液升温时间，显著提升了整个制氢项目的生产效率和操作弹性。

49、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。