本发明专利技术提出的电解水制氢装置氢气压缩机冗余控制系统，包括：氢分离器、氢气缓冲罐、多个氢气压缩机以及控制中心。本发明专利技术控制系统的控制方法，包括以下步骤：维持氢分离器液位并使其在受控范围；控制氢气缓冲罐内的压力在预定范围内；根据用氢压力需求选择相应的氢气压缩机，调整减压阀后向用氢设备输出氢气。本发明专利技术采用氢气缓冲罐将氢气分离器与氢气压缩机隔离，保证了氢气分离器液位的稳定控制，也保证了氢气压缩机在工作阶段有不间断的进气；并利用多个氢气压缩机实现了电解水制氢装置产气直接满足使用条件进入用氢设备，增强了电解水制氢装置使用的便捷性，拓展了电解水制氢装置的使用场景。置的使用场景。置的使用场景。
【技术实现步骤摘要】
电解水制氢装置氢气压缩机冗余控制系统及其控制方法
[0001]本专利技术属于能源技术和自动化控制
，具体涉及电解水制氢装置氢气压缩机冗余控制系统及其控制方法。
技术介绍
[0002]氢能作为一种理想的二次能源，热值高，且燃烧产物为水，是最环保的能源。在此背景下氢能被认为是未来人类社会的终极能源。其中，绿氢是由可再生能源制造的氢气，其生产过程中完全没有碳排放，受到广泛关注。
[0003]当前电解水制氢装置的产气压力在0～3.2MPa之间，工业上各种用氢场景对压力有着较高的要求，电解水制氢装置产出的氢气压力无法直接满足大部分工业用氢需求。
[0004]目前提高电解水制氢装置的产气压力的办法是提高电解水制氢装置的运行压力。提高运行压力对电解槽隔膜、垫片的承压能力以及拉杆的紧固程度均有极高的要求，难以实现。
技术实现思路
[0005]为了解决上述现有技术存在的问题，本申请提出一种电解水制氢装置氢气压缩机冗余控制系统，包括：
[0006]氢分离器，作为水电解制氢设备的主要部件，用于将水电解产生的氢气分离出来；所述氢分离器连接有氢侧液位变送器，用于测量所述氢分离器内的压力；
[0007]氢气缓冲罐，通过第一管路与所述氢分离器连接，用于暂时储存所述氢分离器分离的氢气；所述氢气缓冲罐连接有氢气缓冲罐压力变送器，用于测量所述氢气缓冲罐内的压力；
[0008]多个氢气压缩机，通过第二管路并联设置，并联后的多个氢气压缩机的进气端和出气端分别与所述氢气缓冲罐和用氢设备连接；/>[0009]控制中心，与所述氢气压缩机电连接，用于控制所述氢气压缩机中的一个或多个工作。
[0010]进一步的，所述氢气压缩机与所述用氢设备之间的管路上设有减压阀。
[0011]进一步的，所述第一管路包括两根并联的管道，两根所述并联的管道上各设有一个氢侧电磁阀。
[0012]进一步的，所述第二管路对应所述氢气压缩机的进气端和出气端上各设有一球阀。
[0013]进一步的，所述控制中心包括：
[0014]PLC背板，用于构建所述控制中心的通讯总线和各模块间的供电通道；
[0015]CPU模块，用于根据氢气缓冲罐内的压力与氢气缓冲罐压力设定值进行控制算法运算，根据运算结果输出相应的工作指令；
[0016]AO模块，用于接收所述工作指令并输出对应的模拟量信号；
[0017]变频器，用于接收所述模拟量信号并控制相应的氢气压缩机工作；
[0018]电源模块，用于为上述各模块供电。
[0019]进一步的，所述变频器的数量与所述氢气压缩机的数量对应，所述变频器分别连接在所述AO模块的两个模拟量输出通道上，所述变频器的电力输出端连接所述氢气压缩机。
[0020]上述电解水制氢装置氢气压缩机冗余控制系统的控制方法，包括以下步骤：
[0021]维持氢分离器液位并使其在受控范围；
[0022]控制氢气缓冲罐内的压力在预定范围内；
[0023]根据用氢压力需求选择相应的氢气压缩机，调整减压阀后向用氢设备输出氢气。
[0024]进一步的，控制氢气缓冲罐内的压力在预定范围内具体包括：
[0025]预设氢气缓冲罐压力值；
[0026]利用氢气缓冲罐压力变送器采集氢气缓冲罐当前压力值；
[0027]将氢气缓冲罐当前压力值与预设压力值进行PID运算，根据控制结果控制相应的一台或多台氢气压缩机运行。
[0028]进一步的，预设压力值小于电解水制氢装置运行的压力值。
[0029]本专利技术与现有技术相比，其有益效果在于：
[0030]本专利技术采用氢气缓冲罐将氢气分离器与氢气压缩机隔离，保证了氢气分离器液位的稳定控制，也保证了氢气压缩机在工作阶段有不间断的进气；保障电解水制氢装置产生的氢气能够及时排除，保障设备稳定运行；有效的排除多台氢气压缩机性能参数不一致而导致的扰动，同时也能有效使用和提升多台氢气压缩机的工作效率；实现了电解水制氢装置产气直接满足使用条件进入用氢设备，增强了电解水制氢装置使用的便捷性，拓展了电解水制氢装置的使用场景。
附图说明
[0031]图1为本专利技术电解水制氢装置氢气压缩机冗余控制系统的结构示意图；
[0032]图2为本专利技术电解水制氢装置氢气压缩机冗余控制系统的电气原理图。
[0033]附图序号及名称：1、氢分离器，2、氢侧液位变送器，3、第一氢侧电磁阀，4、第二氢侧电磁阀，5、氢气缓冲罐压力变送器，6、氢气缓冲罐，7、第一氢气压缩机，8、第一球阀，9、第二球阀，10、第二氢气压缩机，11、第三球阀，12、第四球阀，13、减压阀，14、PLC背板，15、电源模块，16、CPU模块，17、AO模块，18、第一变频器，19、第二变频器。
具体实施方式
[0034]为使本领域技术人员能够更好的理解本专利技术的技术方案，下面对本专利技术做进一步的说明。
[0035]如图1，本申请提出的电解水制氢装置氢气压缩机冗余控制系统，包括：
[0036]氢分离器1，作为水电解制氢设备的主要部件，用于将水电解产生的氢气分离出来；氢分离器1连接有氢侧液位变送器2，用于测量氢分离器1内的压力；
[0037]氢气缓冲罐6，通过第一管路与氢分离器1连接，用于暂时储存氢分离器1分离的氢气；氢气缓冲罐6连接有氢气缓冲罐压力变送器5，用于测量氢气缓冲罐6内的压力；第一管
路包括两根并联的管道，两根并联的管道上各设有一个氢侧电磁阀3和4；
[0038]两个氢气压缩机7和10，通过第二管路并联设置，两个氢气压缩机7和10的进气端和出气端分别与氢气缓冲罐6和用氢设备连接，氢气压缩机与用氢设备之间的管路上设有减压阀13；第二管路对应氢气压缩机的进气端和出气端上各设有一球阀8和9。
[0039]氢气从氢分离器流出后经第一氢侧电磁阀或第二氢分电磁阀进入氢气缓冲罐，通过打开、关闭氢气缓冲罐后的第一球阀、第二球阀、第三球阀和第四球阀可以选择第一氢气压缩机、第二氢气压缩机的工作状态。包括状态1：第一氢气压缩机工作，第二氢气压缩机待机，状态2：第一氢气压缩机待机，第二氢气压缩机工作，状态3：第一氢气压缩机和第二工作氢气压缩机均工作，球阀的开闭状态对应的氢气压缩机工作状态如表1所示。
[0040]表1.球阀的开闭状态与压缩机工作状态对应表
[0041][0042]参照图2，还包括用于控制这两个氢气压缩机的控制中心，控制中心包括：
[0043]PLC背板14，用于构建控制中心的通讯总线和各模块间的供电通道；
[0044]CPU模块16，用于根据氢气缓冲罐内的压力与氢气缓冲罐压力设定值进行控制算法运算，根据运算结果输出相应的工作指令；
[0045]AO模块17，用于接收工作指令并输出对应的模拟量信号；
[0046]两个变频器18和19，用于接收模拟量信号并控制相应的氢气压缩机工作；两个变频器分别连接在AO模块的两个模拟量输出本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.电解水制氢装置氢气压缩机冗余控制系统，其特征在于，包括：氢分离器，作为水电解制氢设备的主要部件，用于将水电解产生的氢气分离出来；所述氢分离器连接有氢侧液位变送器，用于测量所述氢分离器内的压力；氢气缓冲罐，通过第一管路与所述氢分离器连接，用于暂时储存所述氢分离器分离的氢气；所述氢气缓冲罐连接有氢气缓冲罐压力变送器，用于测量所述氢气缓冲罐内的压力；多个氢气压缩机，通过第二管路并联设置，并联后的多个氢气压缩机的进气端和出气端分别与所述氢气缓冲罐和用氢设备连接；控制中心，与所述氢气压缩机电连接，用于控制所述氢气压缩机中的一个或多个工作。2.根据权利要求1所述的电解水制氢装置氢气压缩机冗余控制系统，其特征在于：所述氢气压缩机与所述用氢设备之间的管路上设有减压阀。3.根据权利要求1所述的电解水制氢装置氢气压缩机冗余控制系统，其特征在于：所述第一管路包括两根并联的管道，两根所述并联的管道上各设有一个氢侧电磁阀。4.根据权利要求1所述的电解水制氢装置氢气压缩机冗余控制系统，其特征在于：所述第二管路对应所述氢气压缩机的进气端和出气端上各设有一球阀。5.根据权利要求1所述的电解水制氢装置氢气压缩机冗余控制系统，其特征在于，所述控制中心包括：PLC背板，用于构建所述控制中心的通讯总线和各模块...
【专利技术属性】
技术研发人员：郜鑫，郭淑萍，马强，宋金磊，张斯宇，张晓义，孙俊凯，焦文强，郝珍，牛巧云，
申请(专利权)人：中船邯郸派瑞氢能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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