一种电解水制氢系统及其控制方法与流程

本公开涉及电解水制氢，具体而言，涉及一种电解水制氢系统及其控制方法。

背景技术：

1、随着新能源技术的发展和普及，越来越多的行业开始发展应用新能源技术，氢能作为清洁能源的主力之一，近年的使用范围也更广。

2、现有的制氢方法大多采用电解水制氢，其主要消耗的是电能和水。电解槽作为电解水制氢系统的核心部件，其正常运行的状态会直接影响产氢量。

3、在实际应用中，当电解水制氢系统某一个或几个电解槽出现故障时，需要完全关停整个制氢系统，方可完成电解槽的下线维护或更换，这将无法保证氢气的连续性生产，为下游应用带来极大不便。

技术实现思路

1、本公开实施例至少提供一种电解水制氢系统及其控制方法，使得在出现电解槽故障的情况下，也无需关停整个制氢系统，确保了氢气的连续性生产。

2、第一方面，本公开实施例提供了一种电解水制氢系统的控制方法，所述电解水制氢系统包括多个电解槽、以及与每个所述电解槽连接的氢气控制模组和氧气控制模组；所述方法包括：

3、响应于所述多个电解槽中目标电解槽的故障指令，将所述目标电解槽的工作状态由正常状态切换至故障状态；

4、在所述目标电解槽处于故障状态的情况下，针对所述目标电解槽连接的所述氢气控制模组和所述氧气控制模组执行降压操作；

5、响应于所述降压操作下满足第一预设压力条件，通过循环吹扫执行针对所述目标电解槽的氮气置换操作，以实现所述目标电解槽的线下维护。

6、在一种可能的实施方式中，所述电解水制氢系统还包括氮气供应模组；所述通过循环吹扫执行针对所述目标电解槽的氮气置换操作，包括：

7、响应于所述降压操作下满足第一预设压力条件，针对所述目标电解槽循环执行如下操作，直至达到预设循环截止条件：

8、基于所述氮气供应模组对所述氢气控制模组执行氮气置换操作；

9、响应于所述氮气置换操作下满足第二预设压力条件，针对所述氢气控制模组执行降压操作，使得所述降压操作满足所述第一预设压力条件。

10、在一种可能的实施方式中，所述氮气供应模组包括第一开关阀及其连接的氮气供应总管，所述氢气控制模组包括第一控制阀及其连接的氢气放空总管，以及第二控制阀、第二开关阀及两者同时连接的氢气产品总管；

11、所述基于所述氮气供应模组对所述氢气控制模组执行氮气置换操作，包括：

12、打开所述氮气供应模组中的第一开关阀；

13、在所述第二开关阀、所述第二控制阀全部关闭的情况下，将所述第一开关阀连接的氮气供应总管传输的氮气输入到所述目标电解槽及所述氢气控制模组；

14、所述针对所述氢气控制模组执行降压操作，包括：

15、响应于所述氮气置换操作下满足第二预设压力条件，关闭所述氮气供应模组中的第一开关阀；

16、在所述第一控制阀打开，且所述第二开关阀、所述第二控制阀全部关闭的情况下，将所述目标电解槽及所述氢气控制模组中的氢气由所述氢气控制模组中的氢气放空总管向外释放，以针对所述目标电解槽及所述氢气控制模组执行降压操作。

17、在一种可能的实施方式中，所述氢气控制模组包括第一控制阀及其连接的氢气放空总管，以及第二控制阀、第二开关阀及两者同时连接的氢气产品总管；所述氧气控制模组包括第三控制阀及其连接的氧气放空总管，以及第四控制阀、第三开关阀及两者同时连接的氧气产品总管；

18、所述针对所述目标电解槽连接的所述氢气控制模组和所述氧气控制模组执行降压操作，包括：

19、在所述第一控制阀打开，且所述第二开关阀、所述第二控制阀全部关闭的情况下，将所述目标电解槽及所述氢气控制模组中的氢气由所述氢气控制模组中的氢气放空总管向外释放，以针对所述目标电解槽及所述氢气控制模组执行降压操作；

20、以及，

21、在所述第三控制阀打开，且所述第三开关阀、所述第四控制阀全部关闭的情况下，将所述目标电解槽及所述氧气控制模组中的氧气由所述氧气控制模组中的氧气放空总管向外释放，以针对所述目标电解槽及所述氧气控制模组执行降压操作。

22、在一种可能的实施方式中，在实现所述目标电解槽的线下维护之前，通过循环吹扫执行针对所述目标电解槽的氮气置换操作之后，所述方法还包括：

23、对所述目标电解槽的连接管道进行盲板隔离。

24、在一种可能的实施方式中，在实现所述目标电解槽的线下维护之后，所述方法还包括：

25、响应于重新接入所述目标电解槽，通过循环吹扫执行针对所述目标电解槽的氮气置换操作；

26、在执行完成所述氮气置换操作的情况下，针对所述目标电解槽连接的所述氢气控制模组和所述氧气控制模组执行加压操作。

27、在一种可能的实施方式中，所述氢气控制模组包括第一控制阀及其连接的氢气放空总管，以及第二控制阀、第二开关阀及两者同时连接的氢气产品总管；所述氧气控制模组包括第三控制阀及其连接的氧气放空总管，以及第四控制阀、第三开关阀及两者同时连接的氧气产品总管；

28、所述针对所述目标电解槽连接的所述氢气控制模组和所述氧气控制模组执行加压操作，包括：

29、在所述第一控制阀关闭，且所述第二开关阀、所述第二控制阀中的至少一者打开的情况下，针对所述目标电解槽及所述氢气控制模组执行加压操作；

30、以及，

31、在所述第三控制阀关闭，且所述第三开关阀、所述第四控制阀中的至少一者打开的情况下，针对所述目标电解槽及所述氧气控制模组执行加压操作。

32、在一种可能的实施方式中，在执行所述氮气置换操作的过程中，所述方法还包括：

33、通过压力监测器对所述氢气控制模组进行氢气泄漏监测。

34、第二方面，本公开还提供了一种电解水制氢系统，所述系统应用第一方面及其各种实施方式中任一项所述的控制方法进行制氢过程中的系统维护。

35、在一种可能的实施方式中，所述系统包括的多个电解槽并行工作。

36、采用上述电解水制氢系统及其控制方法，响应于多个电解槽中目标电解槽的故障指令，将目标电解槽的工作状态由正常状态切换至故障状态，而后针对目标电解槽连接的氢气控制模组和氧气控制模组执行降压操作，最后通过循环吹扫执行针对目标电解槽的氮气置换操作，以实现目标电解槽的线下维护。本公开在确定存在故障的目标电解槽的情况下，可以及时的对该电解槽所连接的氢气控制模组和氧气控制模组执行降压操作以将故障电解槽的压力降到常压，而后通过氮气置换稀释氢气纯度，避免形成燃烧爆炸性气体组分，从而可以方便操作人员进行手动隔离等线下维护操作，在整个控制过程中，自动实现状态切换，无需关停整个制氢系统，确保了氢气的连续性生产，极大的方便了下游应用。

37、本公开的其他优点将结合以下的说明和附图进行更详细的解说。

38、应当理解，上述说明仅是本公开技术方案的概述，以便能够总体了解本公开的技术手段，进而依照说明书的内容予以实施。为了让本公开的上述和其它目的、特征及优点能够更明显易懂，以下特举例说明本公开的具体实施方式。