【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于新能源發電制氫領域，具體屬于堿性電解水制氫裝置堿液互熱節能系統及其使用方法。
技術介紹
1、隨著新能源發電不斷增長，新能源發電制氫市場展現出巨大的發展潛力，新能源發電制氫一方面可作為氫儲能，將新能源發電用于水電解制氫，氫氣儲存后用于化工生產，氫冶金，或交通領域等；另一方面新能源發電制氫作為可再生能源制氫方式，可以代替傳統的化石能源制氫，減少傳統能源的消耗，減少二氧化碳的排放，現階段利用新能源發電進行水電解制氫工程具有項目多、規模大等特點。
2、在新能源發電制氫中，堿性電解水制氫技術是目前發展最為成熟的水電解制氫方法，具體是通過電解槽與氫氧分離單元配合電解水，該方式中槽體結構簡單、安全可靠、運行壽命長、操作簡便、售價低廉等優點，是市場上主要的水電解制氫方式。然后該技術中，由于新能源發電具有間歇性、不穩定性、波動性，進而使得新能源電為電解水制氫提供電能時，當新能源低負荷供電期間，需要其配套水電解制氫工程的部分電解槽停用或者停電待機，待供電負荷升高時，制氫設備再投入制氫，而電解槽停用或者停電待機以后，其內的堿液溫度隨著時間的增長，溫度在逐漸降低，故而電解槽制氫的過程中，對于停用或者停電待機的電解槽需花費一定的時間，將其內的堿液溫度升高，使得堿液溫度達到80℃以上時，才能達到額定工況產氫，使得停用或者停電待機的電解槽再次啟動的時間長，需要使用消化一定的電能，進而導致新能源電為電解水制氫的效率低下。同時，對于正在運行的電解槽，會產生大量的熱量，進而需要運行冷卻水系統維持電解制氫系統的溫度防止堿液溫度過高，使得新能
技術實現思路
1、為了解決現有新能源發電制氫過程中，停用或者停電待機的電解槽再次啟動需要消耗一定電能，而正在運行的電解槽會產生大量的熱量，需要運行冷卻水系統進行降溫，導致熱能的浪費，使得新能源發電制氫的成本高的問題，本專利技術提供了堿性電解水制氫裝置堿液互熱節能系統及其使用方法。
2、為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：
3、本專利技術提出了堿性電解水制氫裝置堿液互熱節能系統，包括多個堿液互熱節能子系統，每個所述堿液互熱節能子系統包括氫氧分離單元、電解槽、堿液換熱器、堿液隔離閥、堿液互加熱聯通管道第一自動閥、堿液互加熱聯通管道第一手動閥、堿液過濾器第一手動閥、堿液過濾器第二手動閥、堿液互加熱聯通管道第二手動閥和堿液循環泵；
4、其中，所述氫氧分離單元的出液口通過管路連接堿液換熱器的第一輸入接口，所述堿液換熱器的第一輸出接口連接所述堿液隔離閥的輸入端接口，所述堿液隔離閥的輸出端接口連接所述堿液循環泵的進液口，所述堿液循環泵的出液口連接所述電解槽的進液口；
5、所述堿液換熱器上位于所述第一輸入接口同側端的第二接口上連接所述堿液過濾器手動閥的一端接口；所述堿液換熱器上位于所述第一輸出接口同側端的第三接口上連接所述堿液過濾器第二手動閥的一端接口，所述堿液過濾器第二手動閥的另一端接口連接所述堿液互加熱聯通管道第一手動閥的一端接口；所述堿液互加熱聯通管道第一手動閥的另一端接口連接與所述堿液隔離閥的輸入端接口連接，所述堿液隔離閥的輸出端接口與所述堿液循環泵進液口之間通過分支管路連接所述堿液互加熱聯通管道第二手動閥的一端接口，所述堿液互加熱聯通管道第二手動閥的另一端接口和所述堿液過濾器手動閥的另一端接口通過堿液互加熱聯通回堿母管連接其它所述堿液互熱節能子系統中的所述堿液互加熱聯通管道手動閥上遠離所述堿液隔離閥的一端接口和所述堿液過濾器手動閥上遠離所述堿液換熱器的另一端接口；
6、其中一個所述堿液互熱節能子系統中堿液過濾器第二手動閥與所述堿液互加熱聯通管道第一手動閥之間連接的管路通過堿液互加熱聯通進堿母管與其它所述堿液互熱節能子系統中所述堿液過濾器第二手動閥與堿液互加熱聯通管道第一手動閥之間連接的管路聯通。
7、優選地，所述氫氧分離單元上通過管路連接有除鹽水補充水源。
8、優選地，所述堿液循環泵的出液口與所述電解槽進液口之連接有冷卻水換熱器，所述冷卻水換熱器上通過管路連接有冷卻水源。
9、優選地，所述堿液循環泵的進液口與所述堿液隔離閥之間連接的管路上連接有補堿管，所述堿液循環泵的出液口與所述冷卻水換熱器之間連接的管路上連接有回堿管，所述補堿管和所述回堿管連接有堿液源。
10、優選地，所述堿液循環泵的出液口與所述冷卻水換熱器之間連接的管路上位于所述堿液循環泵的出液口與所述回堿管之間的位置設置有堿液過濾器。
11、優選地，所述堿液過濾器為pph合金一體成型袋式過濾器、聚丙烯pp單層過濾器、不銹鋼濾芯式過濾器和純pp聚丙烯過濾器中的一種或多種。
12、優選地，所述電解槽上通過導線連接有電解槽供電以及配電系統，所述電解槽供電以及配電系統包括整流變壓器和直流整流柜，所述整流變壓器導線連接外壁電源和所述直流整流柜，所述直流整流柜導線連接所述電解槽。
13、優選地，所述堿液換熱器與所述堿液過濾器第一手動閥之間連接的管道上設置有堿液過濾器第一自動閥，所述堿液換熱器與所述堿液過濾器第二手動閥之間連接的管道上設置有堿液過濾器第二自動閥。
14、優選地，所述堿液互加熱聯通管道第一手動閥與所述堿液隔離閥連接的管路上設置有堿液互加熱聯通管道第一自動閥；
15、所述分支管路上設置有堿液互加熱聯通管道第二自動閥。
16、本專利技術還提出了堿性電解水制氫裝置堿液互熱節能系統使用方法，用于控制上述的系統，包括以下步驟：
17、步驟1，獲取多個堿液互熱節能子系統中的堿液溫度，確定堿液溫度最高對應的堿液互熱節能子系統為熱量輸出子系統，其它的堿液互熱節能子系統為熱量輸入子系統；
18、步驟2，開啟熱量輸出子系統的堿液過濾器第一自動閥、堿液過濾器第一手動閥、堿液過濾器第二自動閥和堿液過濾器第二手動閥，熱量輸出子系統堿液互加熱聯通管道第一自動閥、堿液互加熱聯通管道第一手動閥、堿液互加熱聯通管道第二自動閥和堿液互加熱聯通管道第二手動閥保持關閉；熱量輸出子系統中堿液隔離閥保持開啟；
19、步驟3，開啟熱量輸入子系統中的堿液互加熱聯通管道第一自動閥、堿液互加熱聯通管道第一手動閥、堿液互加熱聯通管道第二自動閥和堿液互加熱聯通管道第二手動閥；關閉熱量輸入子系統中的堿液隔離閥，熱量輸入子系統中的堿液過濾器第一自動閥、堿液過濾器第一手動閥、堿液過濾器第二自動閥和堿液過濾器第二手動閥保持關閉；
20、步驟4，啟動堿液循環泵，熱量輸入子系統中的低溫堿液依次流經熱量輸入子系統中的堿液互加熱聯通管道第一自動閥和堿液互加熱聯通管道第一手動閥，輸入至堿液互加熱聯通進堿母管中，通過堿液互加熱聯通進堿母管輸入至熱量輸出子系統中，然后經過熱量輸出子系統中的堿液過濾器第二自動閥和堿液過濾器第二手動閥輸入至熱量輸出子系統中的堿液換熱器中，與熱量輸出子系統中的高溫堿液進行換熱，換熱之后經過熱量輸出子系統中的堿液過濾器第一自動閥和堿液過濾器第一手動閥輸本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.堿性電解水制氫裝置堿液互熱節能系統，其特征在于，包括多個堿液互熱節能子系統，每個所述堿液互熱節能子系統包括氫氧分離單元、電解槽、堿液換熱器（1）、堿液隔離閥（2）、堿液互加熱聯通管道第一自動閥（5）、堿液互加熱聯通管道第一手動閥（6）、堿液過濾器第一手動閥（8）、堿液過濾器第二手動閥（10）、堿液互加熱聯通管道第二手動閥（12）和堿液循環泵；
2.根據權利要求1所述的堿性電解水制氫裝置堿液互熱節能系統，其特征在于，所述氫氧分離單元上通過管路連接有除鹽水補充水源。
3.根據權利要求1所述的堿性電解水制氫裝置堿液互熱節能系統，其特征在于，所述堿液循環泵的出液口與所述電解槽進液口之連接有冷卻水換熱器（4），所述冷卻水換熱器（4）上通過管路連接有冷卻水源。
4.根據權利要求1所述的堿性電解水制氫裝置堿液互熱節能系統，其特征在于，所述堿液循環泵的進液口與所述堿液隔離閥（2）之間連接的管路上連接有補堿管，所述堿液循環泵的出液口與所述冷卻水換熱器（4）之間連接的管路上連接有回堿管，所述補堿管和所述回堿管連接有堿液源。
5.根據權利要求1所述的
6.根據權利要求5所述的堿性電解水制氫裝置堿液互熱節能系統，其特征在于，所述堿液過濾器（3）為PPH合金一體成型袋式過濾器、聚丙烯（PP）單層過濾器、不銹鋼濾芯式過濾器和純PP聚丙烯過濾器中的一種或多種。
7.根據權利要求1所述的堿性電解水制氫裝置堿液互熱節能系統，其特征在于，所述電解槽上通過導線連接有電解槽供電以及配電系統，所述電解槽供電以及配電系統包括整流變壓器和直流整流柜，所述整流變壓器導線連接外壁電源和所述直流整流柜，所述直流整流柜導線連接所述電解槽。
8.根據權利要求1所述的堿性電解水制氫裝置堿液互熱節能系統，其特征在于，所述堿液換熱器（1）與所述堿液過濾器第一手動閥（8）之間連接的管道上設置有堿液過濾器第一自動閥（7），所述堿液換熱器（1）與所述堿液過濾器第二手動閥（10）之間連接的管道上設置有堿液過濾器第二自動閥（9）。
9.根據權利要求1所述的堿性電解水制氫裝置堿液互熱節能系統，其特征在于，所述堿液互加熱聯通管道第一手動閥（6）與所述堿液隔離閥（2）連接的管路上設置有堿液互加熱聯通管道第一自動閥（5）；
10.堿性電解水制氫裝置堿液互熱節能系統使用方法，用于控制權利要求1~9任意一項所述的系統，其特征在于，包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.堿性電解水制氫裝置堿液互熱節能系統，其特征在于，包括多個堿液互熱節能子系統，每個所述堿液互熱節能子系統包括氫氧分離單元、電解槽、堿液換熱器（1）、堿液隔離閥（2）、堿液互加熱聯通管道第一自動閥（5）、堿液互加熱聯通管道第一手動閥（6）、堿液過濾器第一手動閥（8）、堿液過濾器第二手動閥（10）、堿液互加熱聯通管道第二手動閥（12）和堿液循環泵；
2.根據權利要求1所述的堿性電解水制氫裝置堿液互熱節能系統，其特征在于，所述氫氧分離單元上通過管路連接有除鹽水補充水源。
3.根據權利要求1所述的堿性電解水制氫裝置堿液互熱節能系統，其特征在于，所述堿液循環泵的出液口與所述電解槽進液口之連接有冷卻水換熱器（4），所述冷卻水換熱器（4）上通過管路連接有冷卻水源。
4.根據權利要求1所述的堿性電解水制氫裝置堿液互熱節能系統，其特征在于，所述堿液循環泵的進液口與所述堿液隔離閥（2）之間連接的管路上連接有補堿管，所述堿液循環泵的出液口與所述冷卻水換熱器（4）之間連接的管路上連接有回堿管，所述補堿管和所述回堿管連接有堿液源。
5.根據權利要求1所述的堿性電解水制氫裝置堿液互熱節能系統，其特征在于，所述堿液循環泵的出液口與所述冷卻水換熱器（4）之間連接的管路上位于所述堿液循環泵的出液口與所述回堿管之間...
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊海滔，焦旸，王耀輝，
申請(專利權)人：中國電力工程顧問集團西北電力設計院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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