一种电解水制氢制氧循环利用装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及节能技术领域，特别涉及一种电解水制氢制氧循环利用装置及方法。
【背景技术】
[0002]在国内发电行业中，各种发电所占的比例如下:煤电约占70%，水电约占23%，核电2.3%左右，燃气发电占2.1%，其他能源占2.6%，燃煤发电占据举足轻重的地位。一般来说，发电机采用的冷却介质主要有三种:即空气、氢气和水。空气冷却是最老的冷却方式，它的优点是经济、设备简单、运行维修方便。缺点是冷却效果差、损耗大，只在25MW以下机组采用。水具有其他冷却介质无法比拟的优点，但是由于转子的高速旋转，使转子水的供给装置、冷却水路方式、水路元件结构、制造工艺以及水腐蚀等成为技术难题。作为冷却介质，氢气的冷却效果虽然不及水冷却，但它的冷却作用远远超过空气冷却。首先，氢气比空气轻10多倍，可以大大减少通风损耗和风摩擦损耗；其次，氢气的导热系数比空气大6.7倍左右，同样体积的空气和氢气，后者可带走较多的热量；此外，氢气不起氧化作用，可以增加电机绝缘材料的稳定性。氢气不助燃，当电机内部发生绝缘击穿故障时，不会引起火灾。而且氢冷技术发展成熟，制造工艺良好，所以800?1000MW以下的发电机转子广泛采用氢冷方式。
[0003]由于氢气冷却对发电装置具有不可替代的优势，我国火力发电厂大部分已经采用了氢气冷却的汽轮发电机。通常，制造氢气的方法有三种:炭素置换法；铁-蒸汽法；电解法。由于用电解法制造的氢气纯度最高，所以在发电厂内制造氢气时，一般都采用电解法。电解水制取氢气的副产品直接排入大气，造成二次能源的浪费。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种将制氢装置与氢冷式发电装置进行耦合，使制氢装置产品全部供应给发电装置，实现了低纯氧富氧燃烧，同时实现了氢气给发电机转子冷却功能的电解水制氢制氧循环利用装置及方法。
[0005]为解决上述技术问题，本发明提供了一种电解水制氢制氧循环利用冷装置，用于对氢冷式发电机组进行冷却；所述电解水制氢制氧循环利用装置包括电解水制氢机、氢气调节机构、氧气调节机构、第一输送管道、第二输送管道、鼓风机构及空气过滤机构；所述电解水制氢机通过所述氢气调节机构与所述氢冷式发电机组连接；所述电解水制氢机产生的氢气通过所述氢气调节机构进入所述氢冷式发电机组，为所述氢冷式发电机组提供氢气制冷；所述电解水制氢机与所述氧气调节机构连接；所述氧气调节机构通过所述第一输送管道与所述鼓风机构连接；所述空气过滤机构通过所述第二管道与所述第一管道连接；所述电解水制氢机产生的氧气通过所述氧气调节机构进入第一管道；所述空气过滤机构过滤后的空气与进入所述第一管道的氧气进入所述鼓风机构；所述鼓风机构与所述氢冷式发电机组连接，为所述氢冷式发电机组提供氧气；所述氢冷式发电机组与所述电解水制氢机连接，为所述电解水制氢机提供电能。
[0006]进一步地，所述氢气调节机构包括氢气调节阀；所述电解水制氢机通过所述氢气调节阀与所述氢冷式发电机组连接。
[0007]进一步地，所述氧气调节机构包括氧气调节阀；所述氧气调节阀一端与所述电解水制氢机连接，另一端与第一输送管道连接。
[0008]进一步地，所述空气过滤机构包括空气过滤器；所述空气过滤器通过所述第二输送管道与所述第一输送管道连接。
[0009]进一步地，所述鼓风机构包括鼓风机；所述鼓风机一端与所述第一输送管道连接，另一端与所述氢冷式发电机组连接。
[0010]一种电解水制氢制氧循环利用方法，包括步骤1，启动电解水制氢机；步骤2，电解水制氢机开始工作制造氢气及氧气；步骤3，氢气通过氢气调节阀进入氢冷式发电机组，对氢冷式发电机组进行冷却；步骤4，氧气通过氧气调节阀进入第一输送管道；步骤5，启动空气过滤器，将过滤后的空气通过第二输送管道输送至第一输送管道；步骤6，启动鼓风机，将第一输送管道中的低纯氧输送至氢冷式发电机组；步骤7，氢冷式发电机组发电，为电解水制氢机供电。
[0011]本发明提供的电解水制氢制氧循环利用方法先启动电解水制氢机，电解水制氢机开始工作制造氢气及氧气，然后氢气通过氢气调节阀进入氢冷式发电机组，对氢冷式发电机组的转子进行冷却，同时，氧气通过氧气调节阀进入第一输送管道，启动空气过滤器，将过滤后的空气通过第二输送管道输送至第一输送管道，接着，启动鼓风机，将第一输送管道中的低纯氧输送至氢冷式发电机组，实现了低纯氧富氧燃烧，最后，氢冷式发电机组发电，为电解水制氢机供电。
【附图说明】
[0012]图1为本发明实施例提供的电解水制氢制氧循环利用装置的工作流程图。
【具体实施方式】
[0013]参见图1，本发明实施例提供的一种电解水制氢制氧循环利用装置，包括电解水制氢机、氢气调节机构、氧气调节机构、第一输送管道、第二输送管道、鼓风机构及空气过滤机构。电解水制氢机通过氢气调节机构与氢冷式发电机组连接；电解水制氢机产生的氢气通过氢气调节机构进入氢冷式发电机组，为氢冷式发电机组提供氢气制冷；氢气调节机构包括氢气调节阀；电解水制氢机通过氢气调节阀与氢冷式发电机组连接。电解水制氢机与氧气调节机构连接；氧气调节机构通过第一输送管道与鼓风机构连接；氧气调节机构包括氧气调节阀；氧气调节阀一端与电解水制氢机连接，另一端与第一输送管道连接。空气过滤机构通过第二管道与第一管道连接；电解水制氢机产生的氧气通过氧气调节机构进入第一管道；空气过滤机构过滤后的空气与进入第一管道的氧气进入鼓风机构；空气过滤机构包括空气过滤器；空气过滤器通过第二输送管道与第一输送管道连接。鼓风机构与氢冷式发电机组连接，为氢冷式发电机组提供氧气；鼓风机构包括鼓风机；鼓风机一端与第一输送管道连接，另一端与氢冷式发电机组连接。氢冷式发电机组与电解水制氢机连接，为电解水制氢机提供电能。
[0014]当使用本发明电解水制氢制氧循环利用装置时，包括以下步骤:
[0015]步骤I，启动电解水制氢机；
[0016]步骤2，电解水制氢机开始工作制造氢气及氧气；
[0017]步骤3，氢气通过氢气调节阀进入氢冷式发电机组，对氢冷式发电机组进行冷却；
[0018]步骤4，氧气通过氧气调节阀进入第一输送管道；
[0019]步骤5，启动空气过滤器，将过滤后的空气通过第二输送管道输送至第一输送管道;
[0020]步骤6，启动鼓风机，将第一输送管道中的低纯氧输送至氢冷式发电机组进行低纯氧富氧燃烧；
[0021]步骤7，氢冷式发电机组发电，为电解水制氢机供电。
[0022]本发明提供的电解水制氢制氧循环利用方法先启动电解水制氢机，电解水制氢机开始工作制造氢气及氧气，然后氢气通过氢气调节阀进入氢冷式发电机组，对氢冷式发电机组的转子进行冷却，同时，氧气通过氧气调节阀进入第一输送管道，启动空气过滤器，将过滤后的空气通过第二输送管道输送至第一输送管道，接着，启动鼓风机，将第一输送管道中的低纯氧输送至氢冷式发电机组，实现了低纯氧富氧燃烧，最后，氢冷式发电机组发电，为电解水制氢机供电。
[0023]最后所应说明的是，以上【具体实施方式】仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种电解水制氢制氧循环利用装置，用于对氢冷式发电机组进行冷却；其特征在于，包括:电解水制氢机、氢气调节机构、氧气调节机构、第一输送管道、第二输送管道、鼓风机构及空气过滤机构；所述电解水制氢机通过所述氢气调节机构与所述氢冷式发电机组连接；所述电解水制氢机产生的氢气通过所述氢气调节机构进入所述氢冷式发电机组，为所述氢冷式发电机组提供氢气制冷；所述电解水制氢机与所述氧气调节机构连接；所述氧气调节机构通过所述第一输送管道与所述鼓风机构连接；所述空气过滤机构通过所述第二管道与所述第一管道连接；所述电解水制氢机产生的氧气通过所述氧气调节机构进入第一管道；所述空气过滤机构过滤后的空气与进入所述第一管道的氧气进入所述鼓风机构；所述鼓风机构与所述氢冷式发电机组连接，为所述氢冷式发电机组提供氧气；所述氢冷式发电机组与所述电解水制氢机连接，为所述电解水制氢机提供电能。
2.根据权利要求1所述的电解水制氢制氧循环利用装置，其特征在于:所述氢气调节机构包括氢气调节阀；所述电解水制氢机通过所述氢气调节阀与所述氢冷式发电机组连接。
3.根据权利要求1所述的电解水制氢制氧循环利用装置，其特征在于:所述氧气调节机构包括氧气调节阀；所述氧气调节阀一端与所述电解水制氢机连接，另一端与第一输送管道连接。
4.根据权利要求1所述的电解水制氢制氧循环利用装置，其特征在于:所述空气过滤机构包括空气过滤器；所述空气过滤器通过所述第二输送管道与所述第一输送管道连接。
5.根据权利要求1所述的电解水制氢制氧循环利用装置，其特征在于:所述鼓风机构包括鼓风机；所述鼓风机一端与所述第一输送管道连接，另一端与所述氢冷式发电机组连接。
6.一种电解水制氢制氧循环利用方法，其特征在于，包括以下步骤:步骤1，启动电解水制氢机；步骤2，电解水制氢机开始工作制造氢气及氧气；步骤3，氢气通过氢气调节阀进入氢冷式发电机组，对氢冷式发电机组进行冷却；步骤4，氧气通过氧气调节阀进入第一输送管道；步骤5，启动空气过滤器，将过滤后的空气通过第二输送管道输送至第一输送管道；步骤6，启动鼓风机，将第一输送管道中的低纯氧输送至氢冷式发电机组；步骤7，氢冷式发电机组发电，为电解水制氢机供电。
【专利摘要】本发明公开了一种电解水制氢制氧循环利用装置及方法，属于节能技术领域。所述电解水制氢制氧循环利用装置包括电解水制氢机、氢气调节机构、氧气调节机构、第一输送管道、第二输送管道、鼓风机构及空气过滤机构；电解水制氢机通过氢气调节机构与氢冷式发电机组连接；电解水制氢机产生的氢气通过氢气调节机构进入氢冷式发电机组，为氢冷式发电机组提供氢气制冷。本发明电解水制氢制氧循环利用装置及方法将制氢装置与氢冷式发电装置进行耦合，使制氢装置产品全部供应给发电装置，实现了低纯氧富氧燃烧，同时实现了氢气给发电机转子冷却功能。
【IPC分类】C25B1-04, H02K1-32, C25B9-00
【公开号】CN104726892
【申请号】CN201510133333
【发明人】吴礼云, 汪洪涛, 吴冰, 陈恩军, 沈军, 丁光星, 吴刚, 陈赞华, 王伟业, 刘恩辉
【申请人】首钢京唐钢铁联合有限责任公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年3月25日