CN105350014A - 氢气自动供应集成控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种氢气自动供应集成控制系统，包括制氢设备、一级纯化设备、缓冲罐、二级纯化设备、氢气压缩机、汇流排钢瓶组和减压稳流装置，制氢设备产出的氢气经一级纯化设备进入缓冲罐，再经二级纯化设备输出；制氢设备产出的多余氢气经一级纯化设备进入氢气压缩机，经氢气压缩机压缩后储存至汇流排钢瓶组；汇流排钢瓶组中储存的氢气经减压稳流装置的减压后进入缓冲罐，再经二级纯化设备输出。本发明实现了制氢设备端与汇流排钢瓶组两种供气途径的自动切换，降低产氢的成本同时确保了氢气供应压力和流量的稳定。

Description

氢气自动供应集成控制系统
技术领域
本发明涉及氢气制备技术领域，尤其涉及一种氢气自动供应集成控制系统。
背景技术
目前很多需要使用氢气的条件下，氢气的需求量都是在不断波动的，而水电解槽制氢的能耗较大，我国大部分地区实行阶梯电价的收费方式，如此一来现有的氢气制备系统存在的缺陷是：若选择产气量大的制氢设备，会增加电量等投入成本，同时也会造成设备的产能过剩；若选择产气量小的设备，又无法满足终端用户需求。
上述问题的一种解决方式是：制氢设备通过调节电流，改变产氢量。但是，在实际生产时，因为终端客户的用氢量在不断变化，频繁的调节电流，会影响制氢设备产气的稳定性，氢气的压力与流量也会存在剧烈的变化，影响客户的使用。
发明内容
发明目的：本发明旨在提供一种适用于终端需求气量波动的氢气自动供应集成控制系统。
技术方案：一种氢气自动供应集成控制系统，包括制氢设备、一级纯化设备、缓冲罐、二级纯化设备、氢气压缩机、汇流排钢瓶组和减压稳流装置，所述制氢设备产出的氢气经一级纯化设备进入缓冲罐，再经二级纯化设备输出；制氢设备产出的多余氢气经一级纯化设备进入氢气压缩机，经氢气压缩机压缩后储存至汇流排钢瓶组；汇流排钢瓶组中储存的氢气经减压稳流装置的减压后进入缓冲罐，再经二级纯化设备输出。
进一步的，还包括氢气压力控制系统，所述氢气压力控制系统包括上位机和多个控制单元，每个控制单元分别与上位机相连，所述控制单元包括压力变送器和气动阀，一级纯化设备与缓冲罐之间、一级纯化设备与氢气压缩机之间以及减压稳流装置与缓冲罐之间均设有控制单元。
进一步的，上位机中预设每个气动阀联动的压力数值，各压力变送器将收集到的实时氢气压力参数传输至上位机，上位机根据实时氢气压力参数控制各气动阀的开闭。
进一步的，所述制氢设备为水电解槽。
有益效果：本发明与现有技术相比，具有的优点是，
1、通过汇流排钢瓶组储存，可高效发挥制氢设备的生产能力，降低运营成本。在电价低时，满负荷运行制氢设备，除供给客户的氢气外，多余氢气压缩到汇流排钢瓶组，在高电价时，根据氢气的需求量，选择制氢设备与汇流排钢瓶组的综合使用，降低产氢的成本。
2、通过氢气压力控制系统控制各区域的氢气压力，无需改变设备的产氢量，实现了制氢设备端与汇流排钢瓶组两种供气途径的自动切换，同时确保了氢气供应压力和流量的稳定。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种氢气自动供应集成控制系统，包括制氢设备、一级纯化设备、缓冲罐、二级纯化设备、氢气压缩机、汇流排钢瓶组、减压稳流装置和氢气压力控制系统，本实施例中制氢设备为水电解槽。
制氢设备连接一级纯化设备，一级纯化设备还分别与缓冲罐和氢气压缩机相连，缓冲罐还与二级纯化设备相连，氢气压缩机连接汇流排钢瓶组，汇流排钢瓶组连接减压稳流装置，减压稳流装置连接至缓冲罐。
氢气压力控制系统包括上位机和多个控制单元，每个控制单元分别与上位机相连，控制单元包括压力变送器和气动阀，一级纯化设备与缓冲罐之间、一级纯化设备与氢气压缩机之间以及减压稳流装置与缓冲罐之间均设有控制单元。
系统的第一条氢气传输路径为：制氢设备产出的氢气经一级纯化设备进入缓冲罐，再经二级纯化设备输出，供应给终端客户使用；
系统的第二条氢气传输路径为：制氢设备产出的多余氢气经一级纯化设备进入氢气压缩机，经氢气压缩机压缩后储存至汇流排钢瓶组；汇流排钢瓶组中储存的氢气经减压稳流装置的减压后进入缓冲罐，再经二级纯化设备输出。
此处氢气两条路径配合工作的流程如下：
如图1所示，系统工作时，首先在上位机中预设每个气动阀联动的压力数值，各压力变送器将收集到的实时氢气压力参数传输至上位机，上位机根据实时氢气压力参数控制各气动阀的开闭：
一级纯化设备优先向缓冲罐输出氢气，此时一级纯化设备与氢气压缩机之间的气动阀为关闭状态；当终端客户的氢气需求已经满足时，一级纯化设备继续向缓冲罐输送的氢气未能全部输出至终端客户而在缓冲罐内聚集，导致缓冲罐内的氢气压力上升，此时，若第一控制单元中的压力变送器检测到的实时压力参数超过了预设的压力数值，上位机则控制第三控制单元中的气动阀开启，一级纯化设备同时向缓冲罐与氢气压缩机输出氢气；
之后，氢气压缩机将氢气压缩后输送至至汇流排钢瓶组储存；汇流排钢瓶组中储存的氢气可经减压稳流装置的减压后进入缓冲罐；上位机将第一控制单元中的压力变送器与第二控制单元中的压力变送器所检测到的实时压力参数进行对比，实时压力较大的控制单元中的气动阀开启，同时实时压力较小的控制单元中的气动阀关闭，以实现系统中两条路径的配合，且工作过程中保证缓冲罐一直有氢气流入。
其中，第三控制单元可保证氢气实现自动压缩功能，若第三控制单元中的压力变送器检测到的实时压力高于设定值，上位机便控制其气动阀打开，氢气压缩机联动开始压缩氢气；若压力低于设定值，则气动阀关闭，氢气压缩机停止工作。
本实施例中氢气自动供应集成控制系统获得的氢气应用于半导体外延工艺。
本发明通过氢气压力控制系统控制各区域的氢气压力，无需改变设备的产氢量，实现了制氢设备端与汇流排钢瓶组两种供气途径的自动切换，同时确保了氢气供应压力和流量的稳定。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种氢气自动供应集成控制系统，其特征在于，包括制氢设备、一级纯化设备、缓冲罐、二级纯化设备、氢气压缩机、汇流排钢瓶组和减压稳流装置，所述制氢设备产出的氢气经一级纯化设备进入缓冲罐，再经二级纯化设备输出；制氢设备产出的多余氢气经一级纯化设备进入氢气压缩机，经氢气压缩机压缩后储存至汇流排钢瓶组；汇流排钢瓶组中储存的氢气经减压稳流装置的减压后进入缓冲罐，再经二级纯化设备输出。
2.根据权利要求1所述的氢气自动供应集成控制系统，其特征在于，还包括氢气压力控制系统，所述氢气压力控制系统包括上位机和多个控制单元，每个控制单元分别与上位机相连，所述控制单元包括压力变送器和气动阀，一级纯化设备与缓冲罐之间、一级纯化设备与氢气压缩机之间以及减压稳流装置与缓冲罐之间均设有控制单元。
3.根据权利要求2所述的氢气自动供应集成控制系统，其特征在于，上位机中预设每个气动阀联动的压力数值，各压力变送器将收集到的实时氢气压力参数传输至上位机，上位机根据实时氢气压力参数控制各气动阀的开闭。
4.根据权利要求1所述的氢气自动供应集成控制系统，其特征在于，所述制氢设备为水电解槽。
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