火电厂电解制氢合成氨系统、方法、设备及介质与流程

本发明涉及火电厂，具体地涉及一种火电厂电解制氢合成氨系统、一种火电厂电解制氢合成氨方法、一种电子设备及一种计算机可读存储介质。

背景技术：

1、随着全球能源需求的不断增长和环境保护要求的日益提高，传统火力发电在能源结构中的地位受到了挑战。火电机组在运行过程中，由于负荷波动和调峰需求，常常会出现发电量大于电网系统用电量的情况，导致能源浪费。此外，火力发电产生的二氧化碳排放是造成温室效应的主要原因之一。因此，如何有效利用火电机组的过剩发电能力，减少能源浪费，同时降低碳排放，已成为当前能源领域亟待解决的问题。

2、目前，主要是发展电制氢技术，将多余的电能用于水的电解，生成氢气，氢气作为一种清洁能源，可以用于燃料电池、合成氨等领域的应用。

3、但是，现有的电解制氢系统往往独立于火电厂运行，缺乏与火电机组发电量的直接联动，导致氢气生产效率低下，且系统运行成本较高。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的是提供一种火电厂电解制氢合成氨系统、方法、设备及介质，以解决上述问题。

2、为了实现上述目的，本发明实施例提供一种火电厂电解制氢合成氨系统，包括：数据处理单元、电解制氢装置、空分单元和氨气合成装置；数据处理单元分别与电解制氢装置和空分单元通信连接，电解制氢装置的输出端与氨气合成装置的第一输入端连通，空分单元的输出端与氨气合成装置的第二输入端连通；

3、数据处理单元，用于当火电机组的发电量大于电网系统的用电量时，计算火电机组的发电量与电网系统的用电量的差值，得到可分配电量，并基于可分配电量，确定制氢所需电量和氮气分离所需电量；

4、数据处理单元还用于基于制氢所需电量，生成制氢指令，并基于氮气分离所需电量，生成制氮指令；

5、数据处理单元还用于将制氢指令和制氮指令发送至火电机组，以控制火电机组向电解制氢装置和空分单元输送制氢所需电量和氮气分离所需电量；

6、电解制氢装置，用于接收制氢所需电量对水进行电解，生成制氢所需电量对应产量的氢气；

7、空分单元，用于接收氮气分离所需电量对空气进行氮气分离，得到氮气分离所需电量的氮气；

8、氨气合成装置，用于当接收用户终端发送来的氨气合成指令时，利用制氢所需电量对应产量的氢气和氮气分离所需电量对应产量的氮气合成氨气。

9、可选地，数据处理单元具体用于：

10、获取电网系统的用电量和火电机组的发电量；

11、当火电机组的发电量大于电网系统的用电量时，计算火电机组的发电量与电网系统的用电量的差值，得到可分配电量；

12、基于可分配电量，得到制氢所需电量，并计算可分配电量与电解制氢装置所需电量的差值，得到氮气分离所需电量；

13、基于制氢所需电量，生成制氢指令，并基于氮气分离所需电量，生成制氮指令；

14、将制氢指令和制氮指令发送至火电机组，以控制火电机组向电解制氢装置和空分单元输送制氢所需电量和氮气分离所需电量。

15、可选地，数据处理单元（1）具体还用于：

16、利用以下公式，对可分配电量和预设空分单元的能耗进行计算，得到制氢所需电量；

17、；其中，表示制氢所需电量，表示可分配电量，表示预设空分单元的能耗。

18、可选地，还包括：氧气净化装置和氧气存储装置；

19、氧气净化装置的第一输入端与电解制氢装置的第一输出端连通，氧气净化装置的输出端与氧气存储装置的输入端连通，氧气净化装置的第二输入端与空分单元的第一输出端连通；

20、氧气净化装置用于对制氢所需电量对应产量的氧气和氮气分离所需电量对应产量的氧气进行净化处理，得到净化处理后的氧气；

21、氧气存储装置用于存储净化处理后的氧气。

22、可选地，还包括：氢气净化装置和氢气存储装置；

23、氢气净化装置的输入端与电解制氢装置的第二输出端连通，氢气净化装置的输出端与氢气存储装置的输入端连通，氢气存储装置的输出端与氨气合成装置的第一输入端连通；

24、氢气净化装置用于对制氢所需电量对应产量的氢气进行净化处理，得到净化处理后的氢气；

25、氢气存储装置用于存储净化处理后的氢气。

26、可选地，还包括：氮气存储装置和氨气存储装置；

27、氮气存储装置的输入端与空分单元的第二输出端连通，氮气存储装置的输出端与氨气合成装置的第二输入端连通，氨气合成装置的输出端与氨气存储装置的输入端连通；

28、氮气存储装置用于对氮气分离所需电量对应产量的氮气进行存储；

29、氨气存储装置用于存储氨气。

30、可选地，电解制氢装置包括防护外壳及设置在防护外壳内的电解槽，电解槽为立式电解槽或卧式电解槽。

31、在本发明实施方式的第二方面，提供获取电网系统的用电量和火电机组的发电量；

32、当火电机组的发电量大于电网系统的用电量时，计算火电机组的发电量与电网系统的用电量的差值，得到可分配电量；

33、基于可分配电量，得到制氢所需电量，并计算可分配电量与电解制氢装置所需电量的差值，得到氮气分离所需电量；

34、基于制氢所需电量，生成制氢指令，并基于氮气分离所需电量，生成制氮指令；

35、将制氢指令发送至火电机组，以控制火电机组向电解制氢装置输送制氢所需电量，使得电解制氢装置接收制氢所需电量对水进行电解，生成制氢所需电量对应产量的氢气；

36、将制氮指令发送至火电机组，以控制火电机组向空分单元输送氮气分离所需电量，使得空分单元接收氮气分离所需电量对空气进行氮气分离，得到氮气分离所需电量的氮气；

37、当接收用户终端发送来的氨气合成指令时，利用制氢所需电量对应产量的氢气和氮气分离所需电量对应产量的氮气合成氨气。

38、在本发明实施方式的第三方面，提供一种电子设备，包括：处理器和存储器，存储器存储有处理器可执行的机器可读指令，机器可读指令被处理器执行时执行上述的火电厂电解制氢合成氨方法。

39、在本发明实施方式的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机指令，当计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行上述的火电厂电解制氢合成氨方法。

40、本发明的有益效果：

41、（1）提高能源利用效率：该系统能够利用火电机组在低负荷时段的过剩发电能力，进行电解水制氢和空气分离制氮，从而提高整体的能源利用效率，减少能源浪费。

42、（2）促进可再生能源的消纳：在火电机组使用可再生能源发电时，该系统能够更好地利用这些绿色电力，促进可再生能源的消纳，减少对化石能源的依赖。

43、（3）减少碳排放：通过合成氨的方式，可以减少直接燃烧化石燃料产生的二氧化碳排放，有助于实现碳减排目标和改善环境质量，促进可持续发展。

44、（4）经济效益提升：合成氨是一种重要的化工原料，广泛应用于农业肥料、化工生产等领域，具有较高的经济价值。通过该系统，火电厂可以增加额外的收入来源。

45、（5）电网负荷调节：系统可以根据电网的实时需求和火电机组的发电情况，动态调整电解制氢和制氮的电量，为电网提供辅助服务，如调峰、储能等，增强电网的稳定性和灵活性。

46、（6）促进氢能经济发展：通过电解制氢，该系统为氢能经济的发展提供了氢源，有助于推动氢能及燃料电池等相关产业的发展。

47、本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。