技術(shù)涉及電解槽，尤其是指一種電解槽溫度智能監(jiān)測(cè)以及調(diào)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、堿性電解水制氫因其技術(shù)成熟、制造成本低等優(yōu)勢(shì)已實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用；其中，電解槽的溫度是一項(xiàng)重要參數(shù)，不僅對(duì)電解效率和產(chǎn)氫能耗起到關(guān)鍵作用，也是電解槽是否正常、安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要指標(biāo)。此外，堿性水電解商業(yè)化發(fā)展逐漸朝著大標(biāo)方的方向進(jìn)行，這就導(dǎo)致了電解槽的電解小室尺寸、數(shù)量的不斷增加，同個(gè)電解小室不同位置，不同電解小室之間的溫度差異也隨之變得更加明顯。因此，對(duì)電解槽的不同電解小室、區(qū)域溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)是至關(guān)重要的。

2、在其他應(yīng)用場(chǎng)景中，通?？梢栽谠O(shè)備內(nèi)部布置熱電偶、熱電阻、熱敏電阻等溫度檢測(cè)儀器來(lái)檢測(cè)其具體溫度變化。但堿性水電解槽由于內(nèi)部存在高溫、濃堿、高電勢(shì)的惡劣環(huán)境，加上其對(duì)密封性的極高要求，導(dǎo)致常規(guī)測(cè)溫方法無(wú)法在水電解槽中使用。

3、傳統(tǒng)的水電解槽槽溫控制方式大致有兩種。一種為槽前溫控制方法，控制邏輯為：設(shè)定槽前溫，同時(shí)監(jiān)測(cè)槽前溫度，根據(jù)槽前實(shí)際溫度與槽前設(shè)定溫度來(lái)決定冷卻系統(tǒng)的動(dòng)作，進(jìn)而調(diào)節(jié)槽前溫度，該方法未能考慮電解槽功率波動(dòng)帶來(lái)的影響，導(dǎo)致槽后溫變化較大，電解槽運(yùn)行不穩(wěn)定，電解過(guò)程能耗較高。另一種為槽后溫控制方法，控制邏輯為：設(shè)定槽后溫，同時(shí)監(jiān)測(cè)槽后溫度，跟據(jù)槽后實(shí)際溫度與槽后設(shè)定溫度來(lái)決定冷卻系統(tǒng)的動(dòng)作，進(jìn)而調(diào)節(jié)槽后溫度，該方法由于電解液的換熱和槽后溫的監(jiān)測(cè)存在滯后性，導(dǎo)致槽前溫和槽后溫波動(dòng)均較大，電解槽性能不穩(wěn)定，電解過(guò)程能耗較高。

4、目前對(duì)堿性電解槽槽體的溫度測(cè)量常用槽體兩端電解液出入口的溫度傳感器。實(shí)際應(yīng)用中，某個(gè)小室電壓成倍突升會(huì)使該小室迅速升溫，而電解槽溫度過(guò)高會(huì)加速膜劣化。小室溫度突增不僅會(huì)使槽體溫度分布不均，甚至部分電解小室會(huì)燒毀引起氫氧混合爆炸的嚴(yán)重事故。電解槽小室數(shù)量眾多，尤其隨著電解槽制氫系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大，單個(gè)電解槽可達(dá)百個(gè)小室，僅靠現(xiàn)有的溫度傳感器很難監(jiān)測(cè)到槽體溫度分布不均的情況，因此還需要在槽體橫向等距增設(shè)溫度傳感器，通過(guò)布置光纖測(cè)溫系統(tǒng)24小時(shí)不間斷監(jiān)測(cè)可綜合不同位置溫度傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為此，實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中上述的問(wèn)題。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，一方面，實(shí)用新型提供了一種電解槽溫度智能監(jiān)測(cè)以及調(diào)控系統(tǒng)，包括：

3、多個(gè)電解小室，沿電解槽的軸線方向依次排布；

4、感溫光纖，設(shè)置在多個(gè)電解小室上，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)多個(gè)電解小室的溫度，感溫光纖固定在電解小室的外壁；

5、制冷機(jī)以及堿液泵，均與電解槽連接，制冷機(jī)以及堿液泵分別用于調(diào)控電解槽的溫度以及電解槽中的堿液循環(huán)量；

6、處理部，與感溫光纖以及制冷機(jī)連接。

7、在實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，感溫光纖為多個(gè)，多個(gè)感溫光纖沿電解槽的周向等間距間隔設(shè)置，感溫光纖自電解槽的一端經(jīng)過(guò)多個(gè)電解小室鋪設(shè)至電解槽的另一端。

8、在實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，感溫光纖包括多組感溫光纖組，一電解小室設(shè)置一感溫光纖組；感溫光纖組包括多個(gè)子感溫光纖，子感溫光纖沿電解小室的外壁設(shè)置一圈，多個(gè)子感溫光纖沿電解小室的軸向等間距間隔設(shè)置。

9、在實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，感溫光纖為一個(gè)；一個(gè)感溫光纖沿多個(gè)電解小室的外壁，自電解槽的一端至另一端螺旋排布。

10、在實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，電解小室的外壁在設(shè)有感溫光纖的位置處設(shè)有凹槽，感溫光纖位于凹槽中。

11、在實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，凹槽中設(shè)有多個(gè)螺紋孔，螺紋孔中連接有螺釘；感溫光纖通過(guò)螺釘與電解小室的外壁連接。

12、在實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)螺紋孔等間距間隔設(shè)置。

13、在實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，螺釘?shù)穆菝焙透袦毓饫w之間設(shè)有墊片，墊片套設(shè)在螺釘上。

14、在實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，處理部包括控制觸發(fā)、光信號(hào)采集、光電轉(zhuǎn)換以及電信號(hào)處理；

15、控制觸發(fā)包括同步脈沖發(fā)生器，同步脈沖發(fā)生器被配置為產(chǎn)生具有一定寬度和重復(fù)頻率的脈沖；

16、光信號(hào)采集包括脈沖激光器、光波分復(fù)用器和傳感光纖；脈沖激光器被配置為產(chǎn)生脈寬較窄且功率較大的光脈沖；光波分復(fù)用器與脈沖激光器以及傳感光纖連接；

17、光電轉(zhuǎn)換與光信號(hào)采集連接，光電轉(zhuǎn)換被配置為將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；

18、電信號(hào)處理與光電轉(zhuǎn)換以及處理部連接。

19、實(shí)用新型的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

20、本實(shí)用新型所述的電解槽溫度智能監(jiān)測(cè)以及調(diào)控系統(tǒng)，其在電解小室的外壁設(shè)有感溫光纖，感溫光纖能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)每個(gè)電解小室不同位置的溫度并對(duì)異常部位進(jìn)行定位，并通過(guò)處理部控制制冷機(jī)以及堿液泵進(jìn)行調(diào)控，防止小室局部高溫，對(duì)電極、隔膜等造成不可逆損傷；所以其實(shí)現(xiàn)了智能化監(jiān)測(cè)，方便觀察各小室電解性能，同時(shí)，能夠避免堿液泄露、溫度過(guò)高等信息滯后造成重大損失，提高了電解槽的安全性。本實(shí)施例中的感溫光纖損壞后在不停機(jī)的情況下重新更換感溫光纖即可，不需要復(fù)雜的安裝方式，外觀美化且運(yùn)維簡(jiǎn)單。

技術(shù)特征：

1.一種電解槽溫度智能監(jiān)測(cè)以及調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于：包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解槽溫度智能監(jiān)測(cè)以及調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于：所述感溫光纖為多個(gè)，多個(gè)所述感溫光纖沿所述電解槽的周向等間距間隔設(shè)置，所述感溫光纖自所述電解槽的一端經(jīng)過(guò)多個(gè)所述電解小室鋪設(shè)至所述電解槽的另一端。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解槽溫度智能監(jiān)測(cè)以及調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于：所述感溫光纖包括多組感溫光纖組，一所述電解小室設(shè)置一所述感溫光纖組；所述感溫光纖組包括多個(gè)子感溫光纖，所述子感溫光纖沿所述電解小室的外壁設(shè)置一圈，所述多個(gè)子感溫光纖沿所述電解小室的軸向等間距間隔設(shè)置。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解槽溫度智能監(jiān)測(cè)以及調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于：所述感溫光纖為一個(gè)；一個(gè)所述感溫光纖沿多個(gè)電解小室的外壁，自所述電解槽的一端至另一端螺旋排布。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解槽溫度智能監(jiān)測(cè)以及調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于：所述電解小室的外壁在設(shè)有所述感溫光纖的位置處設(shè)有凹槽，所述感溫光纖位于所述凹槽中。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電解槽溫度智能監(jiān)測(cè)以及調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于：所述凹槽中設(shè)有多個(gè)螺紋孔，所述螺紋孔中連接有螺釘；所述感溫光纖通過(guò)螺釘與所述電解小室的外壁連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電解槽溫度智能監(jiān)測(cè)以及調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于：所述多個(gè)螺紋孔等間距間隔設(shè)置。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電解槽溫度智能監(jiān)測(cè)以及調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于：所述螺釘?shù)穆菝焙退龈袦毓饫w之間設(shè)有墊片，所述墊片套設(shè)在所述螺釘上。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解槽溫度智能監(jiān)測(cè)以及調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于：所述處理部包括控制觸發(fā)、光信號(hào)采集、光電轉(zhuǎn)換以及電信號(hào)處理；

技術(shù)總結(jié)
技術(shù)涉及一種電解槽溫度智能監(jiān)測(cè)以及調(diào)控系統(tǒng)，包括：多個(gè)電解小室，沿電解槽的軸線方向依次排布；感溫光纖，設(shè)置在多個(gè)電解小室上，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)多個(gè)電解小室的溫度，感溫光纖固定在電解小室的外壁；制冷機(jī)以及堿液泵，均與電解槽連接，制冷機(jī)以及堿液泵分別用于調(diào)控電解槽的溫度以及電解槽中的堿液循環(huán)量；處理部，與感溫光纖以及制冷機(jī)連接。本技術(shù)的感溫光纖能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)每個(gè)電解小室不同位置的溫度并對(duì)異常部位進(jìn)行定位，并通過(guò)處理部控制制冷機(jī)以及堿液泵進(jìn)行調(diào)控，防止小室局部高溫，對(duì)電極、隔膜等造成不可逆損傷。其感溫光纖損壞后在不停機(jī)的情況下重新更換感溫光纖即可，不需要復(fù)雜的安裝方式，外觀美化且運(yùn)維簡(jiǎn)單。

技術(shù)研發(fā)人員：李尚偉,于萍,江平,孫貴林,鄭欽臻,顧偉,田林茂,丁超,梅云安
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇亨通智能裝備有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20231227
技術(shù)公布日：2024/12/26