制氢系统以及制氢系统控制方法

本发明涉及电解水制氢领域，具体涉及一种制氢系统以及制氢系统控制方法。

背景技术：

1、电解水制氢系统在工作时，碱液从电解槽入口进入，在电解槽阳极生成氧气，阴极生成氢气，同时电解槽还会生成大量的热，需要碱液不断循环带走气体和热量，部分碱液和氢气形成两相流从电解槽阴极出口流出，部分碱液和氧气形成两相流从电解槽阳极出口流出。

2、由于电解槽中阳极消耗oh-，阴极生成oh-，为了使得再次进去电解槽的浓度平衡，两个分离器底部联通形成u形管。在实际制氢系统中，氢侧分离器和氧侧分离器大小完全一致，且安装高度一致。由于分离器形成u型管，当两个分离器内压力不同时就会形成液位差，当液位差过大时，就有可能造成一侧气体通过底部管道进去另一侧分离器，造成氢氧混合极易发生爆炸威胁系统和人员的安全。因此在电解水制氢系统工作时需要时刻维持两侧压力和液位的平衡(液位差一般应小于10mm)。

3、因此，如何实现电解水制氢系统工作时刻维持两侧压力和液位的平衡成为了亟待解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例提供了一种制氢系统以及制氢系统控制方法，旨在解决现有技术中如何实现电解水制氢系统工作时刻维持两侧压力和液位的平衡成为了亟待解决的问题。

2、根据第一方面，本发明实施例提供了一种制氢系统，制氢系统包括：制氢设备和控制设备，其中：

3、制氢设备，用于对水进行电离，产生氢气和氧气；

4、控制设备，用于获取制氢设备产生氧气的一侧对应的第一实际压力和第一实际液位，以及产生氢气的一侧对应的第二实际液位，并实时监测制氢设备对应的实际电流变化量；

5、控制设备，还用于根据第一实际压力、第一实际液位、第二实际液位以及实际电流变化量，对制氢设备进行控制，以保证制氢设备的安全。

6、本发明实施例提供的制氢系统中制氢设备，用于对水进行电离，产生氢气和氧气；控制设备，用于获取制氢设备产生氧气的一侧对应的第一实际压力和第一实际液位，以及产生氢气的一侧对应的第二实际液位，并实时监测制氢设备对应的实际电流变化量；控制设备，还用于根据第一实际压力、第一实际液位、第二实际液位以及实际电流变化量，对制氢设备进行控制，从而可以保证制氢系统工作时刻维持产生氧气一侧和产生氢气一侧的压力平衡和液位的平衡。此外，由于控制设备还用于根据实际电流变化量，对制氢设备进行控制，从而可以避免氢气产气量可能随时出现剧烈变化，会出现对制氢设备对应的产生氧气的一侧对应的第一实际压力和第一实际液位，以及产生氢气的一侧对应的第二实际液位和第二实际压力控制滞后的现象，进而导致第一实际压力、第二实际压力、第一实际液位和第二实际液位波动超出安全阈值，造成制氢系统的安全风险超出安全阈值造成制氢系统的安全风险。

7、结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，控制设备用于，获取制氢设备对应的预设电流变化量阈值；

8、将实际电流变化量与预设电流变化量阈值进行对比；

9、当实际电流变化量大于预设电流变化量阈值时，根据实际电流变化量计算制氢设备对应的产氢速率变化量；

10、根据产氢速率变化量，对制氢设备对应的氧气侧调节阀和氢气侧调节阀进行调节。

11、本发明实施例提供的制氢系统，获取制氢设备对应的预设电流变化量阈值；将实际电流变化量与预设电流变化量阈值进行对比，保证了得到的对比结果的准确性。当实际电流变化量大于预设电流变化量阈值时，根据实际电流变化量计算制氢设备对应的产氢速率变化量，保证了计算得到的制氢设备对应的产氢速率变化量的准确性。然后，根据产氢速率变化量，对制氢设备对应的氧气侧调节阀和氢气侧调节阀进行调节。从而避免了制氢设备的实际电流变化量过大，导致氢气产气量可能随时出现剧烈变化，会出现对制氢设备对应的产生氧气的一侧对应的第一实际压力和第一实际液位，以及产生氢气的一侧对应的第二实际液位和第二实际压力控制滞后的现象，进而导致第一实际压力、第二实际压力、第一实际液位和第二实际液位波动超出安全阈值，造成制氢系统的安全风险超出安全阈值造成制氢系统的安全风险。

12、结合第一方面第一实施方式，在第一方面第二实施方式中，控制设备，用于获取制氢设备对应的实际产氢速率；

13、根据产氢速率变化量与实际产氢速率之间的关系，对制氢设备对应的氧气侧调节阀和氢气侧调节阀进行调节。

14、本发明实施例提供的制氢系统，获取制氢设备对应的实际产氢速率；根据产氢速率变化量与实际产氢速率之间的关系，对制氢设备对应的氧气侧调节阀和氢气侧调节阀进行调节，保证了对制氢设备对应的氧气侧调节阀和氢气侧调节阀进行调节的准确性。从而避免了制氢设备的实际电流变化量过大，导致氢气产气量可能随时出现剧烈变化，会出现对制氢设备对应的产生氧气的一侧对应的第一实际压力和第一实际液位，以及产生氢气的一侧对应的第二实际液位和第二实际压力控制滞后的现象，进而导致第一实际压力、第二实际压力、第一实际液位和第二实际液位波动超出安全阈值，造成制氢系统的安全风险超出安全阈值造成制氢系统的安全风险。

15、结合第一方面第一实施方式，在第一方面第三实施方式中，控制设备还用于，获取制氢系统对应的产生氧气的一侧对应的第一设定压力；根据第一实际压力和第一设定压力之间的差值，对氧气侧调节阀进行调节。

16、本发明实施例提供的制氢系统，获取制氢系统对应的产生氧气的一侧对应的第一设定压力；根据第一实际压力和第一设定压力之间的差值，对氧气侧调节阀进行调节，保证了对氧气侧调节阀进行调节进行调节的准确性。从而可以保证制氢设备两侧压力平衡。

17、结合第一方面第一实施方式，在第一方面第四实施方式中，控制设备还用于，计算第一实际液位和第二实际液位之间的实际液位差；

18、获取实际液位差对应的设定液位差；

19、根据实际液位差和设定液位差之间的差值，对氢气侧调节阀进行调节。

20、本发明实施例提供的制氢系统，计算第一实际液位和第二实际液位之间的实际液位差，保证了计算得到的实际液位差的准确性。获取实际液位差对应的设定液位差；根据实际液位差和设定液位差之间的差值，对氢气侧调节阀进行调节，保证了对氢气侧调节阀进行调节的准确性，进而可以制氢设备制两侧液位平衡。

21、结合第一方面，在第一方面第五实施方式中，控制设备用于，获取制氢设备对应的预设电流变化量阈值；

22、将实际电流变化量与预设电流变化量阈值进行对比；

23、当实际电流变化量小于等于预设电流变化量阈值时，获取制氢系统对应的产生氧气的一侧对应的第一设定压力；根据第一实际压力和第一设定压力之间的差值，对制氢设备对应的氧气侧调节阀进行调节；

24、计算第一实际液位和第二实际液位之间的实际液位差；

25、获取实际液位差对应的设定液位差；

26、根据实际液位差和设定液位差之间的差值，对制氢设备对应的氢气侧调节阀进行调节。

27、本发明实施例提供的制氢系统，将实际电流变化量与预设电流变化量阈值进行对比；保证了得到的对比结果的准确性。当实际电流变化量小于等于预设电流变化量阈值时，获取制氢系统对应的产生氧气的一侧对应的第一设定压力；根据第一实际压力和第一设定压力之间的差值，对制氢设备对应的氧气侧调节阀进行调节，保证了对氧气侧调节阀进行调节进行调节的准确性。从而可以保证制氢设备两侧压力平衡。

28、计算第一实际液位和第二实际液位之间的实际液位差，保证了计算得到的实际液位差的准确性。获取实际液位差对应的设定液位差；根据实际液位差和设定液位差之间的差值，对氢气侧调节阀进行调节，保证了对氢气侧调节阀进行调节的准确性，进而可以制氢设备制两侧液位平衡。

29、结合第一方面，在第一方面第六实施方式中，制氢设备包括：

30、电解槽，电解槽用于盛放水；

31、电源，与电解槽连接，用于对电解槽中的水进行电离，产生氢气和氧气；

32、氧侧气液分离器，与电解槽连接，用于将电离产生的氧气和水进行分离；

33、氢侧气液分离器，与电解槽连接，用于将电离产生的氢气和水进行分离。

34、本发明实施例提供的制氢系统，制氢设备包括：电解槽，电解槽用于盛放水；电源，与电解槽连接，用于对电解槽中的水进行电离；氧侧气液分离器，与电解槽连接，用于将电离产生的氧气和水进行分离；氢侧气液分离器，与电解槽连接，用于将电离产生的氢气和水进行分离，从而可以实现对水进行电离生成氧气和氢气。

35、结合第一方面第六实施方式，在第一方面第七实施方式中，制氢设备还包括：

36、氧气侧调节阀，用于在控制设备的控制下，改变阀门开度，以保证制氢设备的安全；

37、氢气侧调节阀，用于在控制设备的控制下，改变阀门开度，以保证制氢设备的安全。

38、本发明实施例提供的制氢系统，制氢设备还包括：氧气侧调节阀，用于在控制设备的控制下，改变阀门开度，以保证制氢设备的安全；

39、氢气侧调节阀，用于在控制设备的控制下，改变阀门开度，以保证制氢设备的安全，实现了通过对氧气侧调节阀和氢气侧调节阀的控制，保证制氢设备制两侧液位平衡和压力平衡，进而保证了制氢系统的安全。

40、结合第一方面第七实施方式，在第一方面第八实施方式中，制氢设备还包括：

41、氧侧液位传感器，与控制设备通信连接，用于测量氧侧气液分离器对应的第一实际液位，并将第一实际液位传输至控制设备；

42、氢侧液位传感器，与控制设备通信连接，用于测量氢侧气液分离器对应的第二实际液位，并将第二实际液位传输至控制设备；

43、氧侧分离器压力变送器，与控制设备通信连接，用于测量氧侧气液分离器对应的第一实际压力，并将第一实际压力传输至控制设备；

44、氢侧分离器压力变送器，与控制设备通信连接，用于测量氢侧气液分离器对应的第二实际压力，并将第二实际压力传输至控制设备；

45、电流传感器，与控制设备通信连接，用于实时测量电源的实际电流，并将实际电流传输至控制设备；

46、控制设备，还用于根据实时接收到的实际电流，实时计算制氢设备对应的实际电流变化量。

47、本发明实施例提供的制氢系统，制氢设备还包括：氧侧液位传感器，与控制设备通信连接，用于测量氧侧气液分离器对应的第一实际液位，并将第一实际液位传输至控制设备；保证了控制设备获取到的第一实际液位的准确性。氢侧液位传感器，与控制设备通信连接，用于测量氢侧气液分离器对应的第二实际液位，并将第二实际液位传输至控制设备，保证了控制设备获取到的第二实际液位的准确性。氧侧分离器压力变送器，与控制设备通信连接，用于测量氧侧气液分离器对应的第一实际压力，并将第一实际压力传输至控制设备，保证了控制设备获取到的第一实际压力的准确。氢侧分离器压力变送器，与控制设备通信连接，用于测量氢侧气液分离器对应的第二实际压力，并将第二实际压力传输至控制设备，保证了控制设备获取到的第二实际压力的准确。电流传感器，与控制设备通信连接，用于实时测量电源的实际电流，并将实际电流传输至控制设备，控制设备，还用于根据实时接收到的实际电流，实时计算制氢设备对应的实际电流变化量，保证了计算得到的实际电流变化量的准确性。进行可以保证控制设备根据第一实际压力、第一实际液位、第二实际液位以及实际电流变化量，对制氢设备进行控制的准确性。从而可以避免氢气产气量可能随时出现剧烈变化，会出现对制氢设备对应的产生氧气的一侧对应的第一实际压力和第一实际液位，以及产生氢气的一侧对应的第二实际液位和第二实际压力控制滞后的现象，进而导致第一实际压力、第二实际压力、第一实际液位和第二实际液位波动超出安全阈值，造成制氢系统的安全风险超出安全阈值造成制氢系统的安全风险。

48、根据第二方面，本发明实施例还提供了一种制氢系统控制方法，应用于第一方面或者第一方面的任意一种实施方式中的制氢系统中的控制设备，方法包括：

49、获取制氢系统中制氢设备产生氧气的一侧对应的第一实际压力和第一实际液位，以及产生氢气的一侧对应的第二实际液位，并实时监测制氢设备对应的实际电流变化量；

50、根据第一实际压力、第一实际液位、第二实际液位以及实际电流变化量，对制氢设备进行控制，以保证制氢设备的安全。

51、本发明实施例提供的制氢系统控制方法，获取制氢系统中制氢设备产生氧气的一侧对应的第一实际压力和第一实际液位，以及产生氢气的一侧对应的第二实际液位，并实时监测制氢设备对应的实际电流变化量；根据第一实际压力、第一实际液位、第二实际液位以及实际电流变化量，对制氢设备进行控制，以保证制氢设备的安全。从而可以保证制氢系统工作时刻维持产生氧气一侧和产生氢气一侧的压力平衡和液位的平衡。此外，由于控制设备还用于根据实际电流变化量，对制氢设备进行控制，从而可以避免氢气产气量可能随时出现剧烈变化，会出现对制氢设备对应的产生氧气的一侧对应的第一实际压力和第一实际液位，以及产生氢气的一侧对应的第二实际液位和第二实际压力控制滞后的现象，进而导致第一实际压力、第二实际压力、第一实际液位和第二实际液位波动超出安全阈值，造成制氢系统的安全风险超出安全阈值造成制氢系统的安全风险。