[发明专利]一种制氢站智慧运行监控方法和系统

说明书

本发明涉及一种制氢站智慧运行监控方法和系统，属于制氢领域。所述制氢站具有储氢区和控制柜，所述储氢区划分为N行×M列矩阵，N和M均为大于等于3的整数，在所述储氢区的每个行与列相交处设置一个称重模块，每个储气瓶的底端设置于称重模块上，称重模块监控储气瓶的重量，每个称重模块将监控的储气瓶的重量数据传输至所述控制柜中的控制装置。由于制氢站内存储的氢气泄漏存在较大风险，制氢站智慧运行监控特别是制氢站内存储氢气的监控是提高制氢站运行可靠性的需要解决的问题。本发明通过对制氢站储氢区进行矩阵划分并称重，利用重量异常判断并关闭阀门，提高了制氢站智慧运行监控水平和运行可靠性。

技术领域

本发明属于制氢领域，尤其涉及一种制氢站智慧运行监控方法和系统。

背景技术

相比传统碱性电解水制氢系统碱应力腐蚀风险高，PEM系统介质为纯水，清洁安全，系统可长期稳定运行；而碱性系统介质为高浓度碱液，在应力与碱液的腐蚀下，系统金属材料易开裂，系统长期运行危险性高，系统设备维护与更换代价高。PEM系统采用的质子交换膜绝缘无孔，可有效隔绝阴阳极两侧产生的氢气与氧气，具有更好的安全性，并且电解槽直接产氢纯度可高达到99.999%。而碱性系统隔膜为多孔材料，气体容易渗透，这就要求系统氢气与氧气侧时刻保持均压，一旦变载出现意外造成两侧压力失衡，氢气与氧气混合极易发生爆炸，危险性更高，电解槽直接产氢纯度一般为99%。相比碱液系统，PEM系统更加简洁轻巧，设备少，易停易控，系统启停响应极快，极适应多变负荷；而碱性系统热容大，惯性大，启停响应受限高，且负荷变动时，均压运行对控制系统要求也较高，因此如果有意外发生，PEM系统反应快，安全性更高。

现有制氢站的装机和容量多为固定式的，总储存氢气量最大约为300-500kg。根据《危险化学品重大危险源辨识》（GB18218-2018）对制氢站装置、储存设施或场所进行辨识，制氢站内的装置、储存设施或场所构成危险化学品较大危险源。

由于制氢站内存储的氢气泄漏存在较大危险，制氢站智慧运行监控特别是制氢站内存储氢气的监控是提高制氢站运行可靠性的需要解决的问题。此外，如果制氢站储气瓶发生泄露，而监控不及时或者泄露值未达到报警或者监控异常阈值，监控中心并不能及时查觉轻量或者轻微的泄露异常情况，当随着大量空气中氢气量的积累，一量超过安全阈值，将带来安全风险，因此提高制氢站储气瓶监控水平是提高制氢站智慧运行需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种制氢站智慧运行监控方法和系统，提高制氢站智慧运行监控特别是制氢站内存储氢气的监控水平，以提高制氢站运行可靠性。

一种制氢站智慧运行监控方法，所述制氢站具有储氢区和控制柜，所述储氢区划分为N行×M列矩阵，N和M均为大于等于3的整数，在所述储氢区的每个行与列相交处设置一个称重模块，每个储气瓶的底端设置于称重模块上，称重模块监控储气瓶的重量，每个称重模块将监控的储气瓶的重量数据传输至所述控制柜中的控制装置，每个储气瓶在N×M矩阵中坐标记为a_i,j，每个储气瓶在坐标a_i,j处的称重数据为ga_i,j；每个储气瓶上端设置有控制分气管通断的分立阀，每行储气瓶上的分气管并联连接于干线管，所述干线管上设置有总气阀；

所述制氢站智慧运行监控方法包括如下步骤：

对于坐标a_i,j，控制装置计算S_i=；S_i为第i行储气瓶称重数据的平均值；

控制装置计算ga_i,j/S_i，当ga_i,j/S_i第一预设值时，控制装置报警并控制坐标a_i,j上的分立阀关闭。

优选地，对于坐标a_i,j，控制装置计算S_j= ；S_j为第j列储气瓶称重数据的平均值；