【技术实现步骤摘要】
一种铝水反应制氢装置的故障检测方法
[0001]本专利技术涉及数值分析领域，具体涉及一种铝水反应制氢装置的故障检测方法。
技术介绍
[0002]铝与水反应制氢过程在反应器内部释放较多热量，封闭反应器内部通常呈现高温状态，反应器内部的温度、压力、底层杂质的沉积等条件决定了制氢过程的氢产量和反应器的使用寿命，在反应过程中反应器发生故障，将浪费大量材料。现有技术中的反应器故障检测主要依赖事先布设的传感器，在传感器的检测值发生异常时进行人工排查和检测，根据异常检测值和经验判断可能的故障点和故障原因，逐一尝试，即现有技术中铝水制氢反应器的故障均是采用：发生故障
‑
检测
‑
排查原因
‑
维修的方式，反应器的故障检测都是事后进行的，缺少对故障的预判，制氢过程因故障中止的现象频发，降低了氢气的产量、增大了制氢过程的成本。
[0003]另一方面，在现有的反应器内部温度场模拟过程中，为了简化计算，通常将反应区划分为内热源和非内热源两个规则几何形状区域进行传热计算。然而在实际反应过程中，...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种铝水反应制氢装置的故障检测方法，包括：步骤S1：建立铝水反应制氢装置结构模型；步骤S2：建立铝水反应制氢装置的水滴蒸发和反应模型；步骤S3：基于水滴蒸发和反应模型建立铝水反应制氢装置的传热模型；步骤S4：基于传热模型和反应器结构模型仿真计算铝水制氢过程中铝水反应制氢装置管壁温度分布变化；步骤S5：基于管壁温度分布变化和铝水反应制氢装置结构参数预测铝水反应制氢装置故障点；其中，步骤S3具体包括建立铝水反应制氢装置参考坐标系，根据水滴蒸发和反应模型中水滴的上升高度对铝水反应制氢装置进行分区，获得内热源区、内热源衰减区和非内热源区；步骤S5之后还包括统计历史制氢过程中各时刻的铝水反应制氢装置底部杂质历史高度和历史产氢量，基于铝水反应制氢装置底部杂质历史高度和历史产氢量预测杂质超量故障。2.根据权利要求1所述的铝水反应制氢装置的故障检测方法，其特征在于：所述基于铝水反应制氢装置底部杂质历史高度和历史产氢量预测杂质超量故障包括；拟合各时刻的铝水反应制氢装置底部杂质历史高度和历史产氢量之间的关系；获取当前制氢过程的氢产量需求，基于各时刻的铝水反应制氢装置底部杂质历史高度和历史产氢量之间的关系预测当前制氢过程的杂质预测高度；若杂质预测高度大于杂质高度阈值，则预测当前制氢过程会发生杂质超量故障。3.根据权利要求1所述的铝水反应制氢装置的故障检测方法，其特征在于：所述步骤S2具体包括，统计历史铝水制氢反应过程中反应水进水管的温度变化，确定制氢反应时间阈值，根据铝水制氢反应时间计算单位体积的内热源散发的热量：其中，为铝水制氢反应时间的内热源单位体积散发的热量，为制氢反应时间阈值，为单个水滴在第一时间段内产生的热量，为单个水滴在第二时间段内产生的热量，、分别为第一时间段和第二时间段进水管阀门开关系数，为进水管的体积，为单个水滴的体积，为铝水反应制氢装置圆柱体底面半径，为第一时间段内水滴能够到达的高度，为水滴上升高度衰减系数。4.根据权利要求1所述的铝水反应制氢装置的故障检测方法，其特征在于：所述对铝水反应制氢装置进行分区，具体包括：
内热源区圆柱体下底面圆心坐标为，底面半径为，上顶面圆心坐标为，其中，，，，为内热源区半径系数，内热源区的温度为，、b分别为高度分区阈值，；内热源衰减区圆柱体下底面圆心坐标为，底面半径为，上顶面圆心坐标为，其中，，，为内热源衰减区半径系数，内热源衰减区的温度为，，，为内热源衰减区第i点的半径；h
min
为单个水滴上升最小高度，h
max
为单个水滴上升最大高度；R为圆柱体底面半径；非内热源区为铝水反应制氢装置中除内热源区、内热源衰减区的其他区域。5.根据权利要求1所述的铝水反应制氢装置的故障检测方法，其特征在于：建立铝水反应制氢装置的传热模型具体包括：根据水滴蒸发和反应模型计算内热源区的热量、内热源衰减区释放的热量；根据内热源区的热量、内热源衰减区释放的热量计算传递至铝水反应制氢装置管壁的总热量，其中为非内热源区吸收的热量；根据铝水反应制氢装置壁面温度分布计算铝水反应制氢装置管壁的总热量，得到传热模型：其中，传递至铝水反应制氢装置管壁的总热量，、分别为内热源区和内热源衰减区的平均...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴睿，
申请(专利权)人：倍有智能科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。