[发明专利]组合式隔膜调节阀装置、碱性电解水制氢系统及控制方法

权利要求书

1.一种碱性电解水制氢系统的控制方法，系统包括碱性电解水制氢装置和碱液循环装置，所述的碱性电解水制氢装置包括电解槽(1)、氧气侧气液分离器(11)和氢气侧气液分离器(7)，所述的碱液循环装置连接碱性电解水制氢装置，其特征在于，该系统还包括2个组合式隔膜调节阀装置，所述的组合式隔膜调节阀装置分别设置于氧气侧气液分离器(11)和氢气侧气液分离器(7)的气体输出端，

所述的碱液循环装置包括碱液补给泵(12)、碱液过滤器(13)、碱液循环泵(14)、碱液箱(15)、碱液循环换热器(3)、冷却水箱(4)和冷却水泵(5)，所述的碱液过滤器(13)输入端连接至所述的氧气侧气液分离器(11)和氢气侧气液分离器(7)的碱液输出端，碱液过滤器(13)输出端依次通过碱液循环泵(14)和碱液循环换热器(3)连接至所述的电解槽(1)碱液输入端，碱液循环换热器(3)还通过冷却水泵(5)连接冷却水箱(4)形成换热回路，碱液过滤器(13)输入端还通过补给泵(12)连接碱液箱(15)进行碱液补给；

组合式隔膜调节阀装置用于碱性电解水制氢时气体的排出，所述的装置包括多个具有不同气体流量范围的隔膜调节阀支路和用于各支路流量分配的流量分配器，所述的隔膜调节阀支路并联设置，所述的流量分配器分别连接隔膜调节阀支路，工作过程中，至少1个隔膜调节阀支路工作；

系统的控制方法用于对系统中的组合式隔膜调节阀装置进行控制，该方法包括如下步骤：

(1)流量分配器获取碱性电解水制氢系统产生的气体流量；

(2)判断组合式隔膜调节阀装置中的任意一条隔膜调节阀支路是否已经有气体流量数据，若是则执行步骤(3)，若否则启用气体流量范围最高的隔膜调节阀支路；

(3)判断碱性电解水制氢系统产生的气体流量是否在当前启用的隔膜调节阀支路的能够精确调控压力的调节区间内，若是则保持当前隔膜调节阀支路运行，否则根据碱性电解水制氢系统产生的气体流量和当前隔膜调节阀支路的流量范围选择相应的隔膜调节阀支路运作；

步骤(3)具体为：

(31)计算碱性电解水制氢系统产生的气体流量是否处于当前隔膜调节阀支路气体流量范围的边缘±Φ区间中，若是执行步骤(32)，否则保持当前隔膜调节阀支路运行；

(32)判断碱性电解水制氢系统产生的气体流量变化速率是否大于等于±Δ，若是，则：当碱性电解水制氢系统产生的气体流量高于当前隔膜调节阀支路气体流量上限的-Φ且气体流量变化速率大于等于+Δ，则启用气体流量范围高一级的隔膜调节阀支路，当碱性电解水制氢系统产生的气体流量低于当前隔膜调节阀支路气体流量下限的+Φ且气体流量变化速率小于等于-Δ，则启用气体流量范围低一级的隔膜调节阀支路；否则，保持当前隔膜调节阀支路运行；

所述的隔膜调节阀支路包括依次串联的隔膜调节阀和流量计，各隔膜调节阀支路的隔膜调节阀和流量计均连接至流量分配器形成闭环精确调节回路；

并联设置的隔膜调节阀支路中的隔膜调节阀的流量范围配置成按照梯度化形式变化；

隔膜调节阀的流量范围具体配置为：

Q_{g1_max}＞Q_{g2_max}＞…＞Q_{gn_max}，

Q_{g1_min}＞Q_{g2_min}＞…＞Q_{gn_min}，

其中，Q_{g1_max}为第1个隔膜调节阀支路中隔膜调节阀的最大气体流量，Q_{g2_max}为第2个隔膜调节阀支路中隔膜调节阀的最大气体流量，Q_{gn_max}为第n个隔膜调节阀支路中隔膜调节阀的最大气体流量，Q_{g1_min}为第1个隔膜调节阀支路中隔膜调节阀的最小气体流量，Q_{g2_min}为第2个隔膜调节阀支路中隔膜调节阀的最小气体流量，Q_{gn_min}为第n个隔膜调节阀支路中隔膜调节阀的最小气体流量，n为隔膜调节阀支路总个数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的流量分配器配置为根据气体流量需求选择对应隔膜调节阀支路工作的微处理器芯片。