一种用于电解水制氢SOEC设备的电控系统的制作方法

本发明涉及电控系统的，具体而言，涉及一种用于电解水制氢soec设备的电控系统。

背景技术：

1、电解水制氢是指在直流电作用下，水分子在电解槽中被解离生成氧气和氢气的过程，前主流的电解水制氢技术可以分为4种类型：高温固体氧化物电解水制氢(soec)、碱性电解水制氢(alk)、质子交换膜电解水制氢(pem)、固体聚合物阴离子交换膜电解水制氢(aem)。

2、高温固体氧化物电解水制氢(soec)的电解水制氢技术下，电解槽在高温(700-850℃)下运行，动力学上的优势使其可使用廉价的镍电极，soec中电解槽的进料为水蒸气，若添加二氧化碳后，则可生成合成气(氢气和一氧化碳的混合物)，再进一步生产合成燃料，因而，对于soec还有助于实现碳中和的目标。

3、但是对于现在的电解水制氢soec设备来说，由于缺乏运行过程监控，使得操作人员在实际操作过程中难以观察到装置的运行状态，无法及时判断出装置是否存在问题，又或者只能够根据经验来判断调整设备参数，缺乏了一定的精确性，无法保证装置的正常运行过程。

技术实现思路

1、本发明要解决的问题是：提供一种用于电解水制氢soec设备的电控系统，能够对电解水制氢soec设备进行持续性的运行过程监控，并提供给操作人员监控结果协助判断调整设备参数，及时发现运行过程中的问题并及时解决，提高判断精确性并保证装置正常运行。

2、为解决上述问题，本发明提供一种用于电解水制氢soec设备的电控系统，包括：

3、一电气控制端，连接电解水制氢soec设备，用于根据外部输入的一第一控制指令控制所述电解水制氢soec设备进入预先配置的运行程序，以及持续监控并获取所述电解水制氢soec设备在运行过程中的一运行数据；

4、一供气控制端，连接所述电解水制氢soec设备，用于在接收到外部输入的一第二控制指令时根据所述第二控制指令控制所述电解水制氢soec设备上的电磁阀打开进行供气；

5、一加湿控制端，连接所述电解水制氢soec设备，用于在接收到外部输入的一第三控制指令时根据所述第三控制指令控制所述电解水制氢soec设备上的蒸发器打开并与预设参数下进行气体加湿；

6、一上位机控制端，分别连接所述电气控制端、所述供气控制端和所述加湿控制端，用于供操作人员输出所述第一控制指令至所述电气控制端和/或输出所述第二控制指令至所述供电控制端和/或输出所述第三控制指令至所述加湿控制端，以及接收所述电气控制端输出的所述运行数据并根据所述运行数据处理得到对应的一监控结果进行可视化显示，以辅助操作人员控制调整所述电解水制氢soec设备的设备参数。

7、优选的，所述电解水制氢soec设备内的每个气体管道内均设有流量计，所述电解水制氢soec设备内设有堆组，所述电气控制端包括：

8、一第一控制模块，用于根据外部输入的所述第一控制指令控制所述电解水制氢soec设备进入预先配置的所述运行程序；

9、一第一监控模块，用于持续监控所述堆组的实时温度和实时电压并包含至所述运行数据内；

10、一第二监控模块，用于持续获取各所述流量计检测得到的各所述气体管道内气体的实时流量并包含至所述运行数据内。

11、优选的，所述电解水制氢soec设备内设有加压系统，所述电气控制端还包括一第三监控模块，用于持续监控所述加压系统的实时压力并包含至所述运行数据内。

12、优选的，所述电解水制氢soec设备内设有一气体浓度报警仪，分别连接所述电解水制氢soec设备和所述电气控制端，用于持续检测所述电解水制氢soec设备内可燃气体的气体浓度并在所述气体浓度大于第一预设阈值时输出一报警信号，则所述电气控制端包括一第二控制模块，用于在接收到所述报警信号时控制所述电解水制氢soec设备停止运行。

13、优选的，所述供气控制端通过继电器连接所述电解水制氢soec设备上的所述电磁阀，所述供气控制端包括一第三控制模块，用于在接收到外部输入的所述第二控制指令时接通所述继电器的线圈，使所述继电器和所述电磁阀之间的连接触点得电导通并打开所述电磁阀。

14、优选的，所述预设参数包括预设流量值、预设出口温度和预设伴读温度，所述加湿控制端包括一第四控制模块，用于在接收到外部输入的所述第三控制指令时控制打开所述蒸发器内部的水泵和电热丝进行气体加湿，并控制所述蒸发器于所述预设流量值、所述预设出口温度和所述预设伴读温度下进行气体加湿。

15、优选的，所述上位机控制端包括：

16、一指令传输模块，用于供操作人员输出所述第一控制指令至所述电气控制端和/或输出所述第二控制指令至所述供电控制端和/或输出所述第三控制指令至所述加湿控制端；

17、一数据接收模块，用于接收所述电气控制端输出的所述运行数据；

18、一数据分析模块，连接所述数据接收模块，用于将所述实时温度、所述实时电压和所述实时压力分别与预先配置的一第二预设阈值、一第三预设阈值和一第四预设阈值进行比较得到对应的所述监控结果进行可视化显示，并根据各所述实时流量得到对应的所述监控结果进行可视化显示，以辅助操作人员控制调整所述电解水制氢soec设备的设备参数。

19、优选的，所述数据分析模块包括：

20、一第一分析单元，用于将所述运行数据内的所述实时温度与所述第二预设阈值进行比较并在所述实时温度大于所述第二预设阈值时输出表征温度过高的所述监控结果；或

21、在所述实时温度不大于所述第二预设阈值时输出表征温度正常的所述监控结果；

22、一第二分析单元，用于对所述运行数据内的所述实时压力与所述第三预设阈值进行差值计算得到对应的一压力补偿值作为所述监控结果；

23、一第三分析单元，用于根据所述运行数据内各所述气体对应的所述实时流量得到各所述气体汇集后对应的气体比例作为所述监控结果；

24、一第四分析单元，用于将所述运行数据内的所述实时电压与所述第四预设阈值进行比较并在所述实时电压大于所述第四预设阈值时输出表征电压过高的所述监控结果；或

25、在所述实时电压不大于所述第四预设阈值时输出表征电压正常的所述监控结果。

26、本发明具有以下有益效果：本发明中通过电气控制端负责对于电解水制氢soec设备的运行过程控制及运行数据采集，实现对电解水制氢soec设备进行持续性的运行过程监控，通过供气控制端负责电解水制氢soec设备的供气控制，通过加湿控制端负责电解水制氢soec设备的加湿控制，通过上位机控制端负责运行数据的分析处理及监控结果的产生显示，提供给操作人员监控结果协助判断调整设备参数，及时发现运行过程中的问题并及时解决，提高判断精确性并保证装置正常运行。

技术特征：

1.一种用于电解水制氢soec设备的电控系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的电控系统，其特征在于，所述电解水制氢soec设备(2)内的每个气体管道内均设有流量计，所述电解水制氢soec设备(2)内设有堆组，所述电气控制端(1)包括：

3.根据权利要求2所述的电控系统，其特征在于，所述电解水制氢soec设备(2)内设有加压系统，所述电气控制端(1)还包括一第三监控模块(14)，用于持续监控所述加压系统的实时压力并包含至所述运行数据内。

4.根据权利要求1所述的电控系统，其特征在于，所述电解水制氢soec设备(2)内设有一气体浓度报警仪，分别连接所述电解水制氢soec设备(2)和所述电气控制端(1)，用于持续检测所述电解水制氢soec设备(2)内可燃气体的气体浓度并在所述气体浓度大于第一预设阈值时输出一报警信号，则所述电气控制端(1)包括一第二控制模块(15)，用于在接收到所述报警信号时控制所述电解水制氢soec设备(2)停止运行。

5.根据权利要求1所述的电控系统，其特征在于，所述供气控制端(3)通过继电器连接所述电解水制氢soec设备(2)上的所述电磁阀，所述供气控制端(3)包括一第三控制模块(31)，用于在接收到外部输入的所述第二控制指令时接通所述继电器的线圈，使所述继电器和所述电磁阀之间的连接触点得电导通并打开所述电磁阀。

6.根据权利要求1所述的电控系统，其特征在于，所述预设参数包括预设流量值、预设出口温度和预设伴读温度，所述加湿控制端(4)包括一第四控制模块(41)，用于在接收到外部输入的所述第三控制指令时控制打开所述蒸发器内部的水泵和电热丝进行气体加湿，并控制所述蒸发器于所述预设流量值、所述预设出口温度和所述预设伴读温度下进行气体加湿。

7.根据权利要求3所述的电控系统，其特征在于，所述上位机控制端(5)包括：

8.根据权利要求7所述的电控系统，其特征在于，所述数据分析模块(53)包括：

技术总结
本发明提供了一种用于电解水制氢SOEC设备的电控系统，包括：电气控制端，用于根据第一控制指令控制电解水制氢SOEC设备进入运行程序及持续获取运行数据；供气控制端，用于根据第二控制指令控制电解水制氢SOEC设备上的电磁阀打开进行供气；加湿控制端，用于根据第三控制指令控制电解水制氢SOEC设备上的蒸发器打开进行气体加湿；上位机控制端，用于根据运行数据处理得到监控结果进行可视化显示，以辅助操作人员控制调整电解水制氢SOEC设备的设备参数。有益效果是本发明能够提供给操作人员监控结果协助判断调整设备参数，及时发现运行过程中的问题并及时解决，保证装置正常运行。

技术研发人员：王浩华,张剑桥,杨钧,葛科成
受保护的技术使用者：浙江氢邦科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15