CN112503696A - 高海拔水电站利用水电解副产品进行室内供氧的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了高海拔水电站利用水电解副产品进行室内供氧的系统，它包括高海拔制氢系统(A)、储氢系统(B)、供氧系统(C)和监控系统(D)；所述的高海拔制氢系统(A)、储氢系统(B)和供氧系统(C)之间通过管路依次连接，所述的高海拔制氢系统(A)、储氢系统(B)和供氧系统(C)分别通过控制总线与所述的监控系统(D)连接；所述的高海拔制氢系统(A)内部设置的纯水装置(5)、电解水反应装置(6)、氧气过滤器(7)和干燥机(8)依次通过管路连接；它克服了严重的弃水现象不但会造成资源的浪费，还会造成巨大的经济损失的缺点，具有电解水制氧方式环保无环境污染，完全符合生态环境保护的优点。

Description

高海拔水电站利用水电解副产品进行室内供氧的系统
技术领域
本发明涉及到水利水电技术领域，更加具体地是高海拔水电站利用水电解副产品进行室内供氧的系统。
背景技术
高海拔地区气压较低、氧气稀薄、人体吸氧量减少、空气干燥，所以常会引起高原反应，不利于电站运维人员生活和工作。而高海拔地区制氧多依赖于工业或者PSA制氧系统，制氧需要电力作为驱动，因此电力成本占比较高，而高海拔地区需氧量又比较大。
目前我国西南地区，尤其是四川、云南、西藏地区的水电站电能由于地处偏远，当地用电量不大无法消纳而导致严重的弃水现象。根据网上数据显示，2017年，四川公布省调水电调峰弃水损失电量140亿千瓦时，而行业统计省调水电弃水达到377亿千瓦时，全省弃水电量550亿千瓦时。由此可以看出严重的弃水现象不但会造成资源的浪费，还会造成巨大的经济损失。
因此，急需一种结构来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述背景技术的不足之处，而提出高海拔水电站利用水电解副产品进行室内供氧的系统。
本发明的目的是通过如下技术方案来实施的：高海拔水电站利用水电解副产品进行室内供氧的系统，它包括高海拔制氢系统、储氢系统、供氧系统和监控系统；
所述的高海拔制氢系统、储氢系统和供氧系统之间通过管路依次连接，所述的高海拔制氢系统、储氢系统和供氧系统分别通过控制总线与所述的监控系统连接；
所述的高海拔制氢系统内部设置的纯水装置、电解水反应装置、氧气过滤器和干燥机依次通过管路连接；
所述的储氢系统内部设置有储氧罐和储氧管路控制阀；
所述的供氧系统内部设置的增湿器和需氧用户依次通过管路连接。
在上述技术方案中：所述的监控系统包括监控系统上位机和PLC控制器；所述的监控系统上位机和PLC控制器之间通过控制总线连接，所述的移动手持设备和5G信号塔位于监控系统上位机的一侧。
在上述技术方案中：所述的纯水装置和电解水反应装置之间设置有纯水管路控制阀，所述的纯水管路控制阀通过控制总线与PLC控制器连接。
在上述技术方案中：所述的储氧管路控制阀通过控制总线与PLC控制器连接。
在上述技术方案中：所述的储氧罐和增湿器之间设置有供氧管路控制阀，所述的供氧管路控制阀通过控制总线与PLC控制器连接。
在上述技术方案中：所述的增湿器和需氧用户之间的管路上设置有温湿度传感器和氧气浓度传感器。
在上述技术方案中：所述的温湿度传感器和氧气浓度传感器分别通过控制总线与PLC控制器连接。
本发明具有如下优点：1、本发明整体利用了水电站富余电力和水资源，改善高海拔地区电站枢纽范围内人员的工作和居住环境，实现有效提升水电站的运行经济性，同时满足生态环境保护的要求系统。
2、本发明适用于所有水力发电厂，特别适用于高海拔地区电力富余导致弃水的水电站，一方面能大规模提供高原地区所需氧气，同时成本可以得到控制；另一方面也能同时有效提升水电站的运行经济性。再则电解水制氧方式环保无环境污染，完全符合生态环境保护的要求。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：高海拔制氢系统A、储氢系统B、供氧系统C、监控系统D、监控系统上位机1、PLC控制器2、移动手持设备3、5G信号塔4、纯水装置5、电解水反应装置6、纯水管路控制阀6.1、氧气过滤器7、干燥机8、储氧罐9、储氧管路控制阀9.1、增湿器10、供氧管路控制阀10.1、温湿度传感器11、氧气浓度传感器12、需氧用户13。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1所示：高海拔水电站利用水电解副产品进行室内供氧的系统，它包括高海拔制氢系统A、储氢系统B、供氧系统C和监控系统D；
所述的高海拔制氢系统A、储氢系统B和供氧系统C之间通过管路依次连接，所述的高海拔制氢系统A、储氢系统B和供氧系统C分别通过控制总线与所述的监控系统D连接；
所述的高海拔制氢系统A内部设置的纯水装置5、电解水反应装置6、氧气过滤器7和干燥机8依次通过管路连接；
所述的储氢系统B内部设置有储氧罐9和储氧管路控制阀9.1；
所述的供氧系统C内部设置的增湿器10和需氧用户13依次通过管路连接。
所述的监控系统D包括监控系统上位机1和PLC控制器2；所述的监控系统上位机1和PLC控制器2之间通过控制总线连接，所述的移动手持设备3和5G信号塔4位于监控系统上位机1的一侧。通过5G信号塔4可以方便地连接移动手持设备3和监控系统上位机1，实现操作员用移动手持设备即可监控室内供氧的系统的各种状态。所述的监控系统上位机1和PLC控制器2之间通过控制总线连接，可以确保监控信号的精确传输。所述的纯水装置5和电解水反应装置6之间设置有纯水管路控制阀6.1，所述的纯水管路控制阀6.1通过控制总线与PLC控制器2连接。采用PLC控制器2进行控制纯水管路控制阀6.1可以实现电解水反应装置6的精确控制功能。
所述的储氧管路控制阀9.1通过控制总线与PLC控制器2连接。采用与PLC控制器2进行控制储氧管路控制阀9.1，可以实现储氧系统容量的精确控制功能。
所述的储氧罐9和增湿器10之间设置有供氧管路控制阀10.1，所述的供氧管路控制阀10.1通过控制总线与PLC控制器2连接。采用PLC控制器2进行控制供氧管路控制阀10.1，可以实现供氧质量和流量的精确控制功能。
所述的增湿器10和需氧用户13之间的管路上设置有温湿度传感器11和氧气浓度传感器12。于设置温湿度传感器11和氧气浓度传感器12可以实时反馈供氧气的质量状况，为控制供氧质量提供信息依据。
所述的温湿度传感器11和氧气浓度传感器12分别通过控制总线与PLC控制器2连接。
参照图1所示：本发明还包括如下供氧步骤为：①、制氧部分：当需要制氧时，水电站电解水反应装置6通过纯水装置5从取水口，经过纯水管路连接，由纯水管路控制阀6.1控制后经输水管路输送到电解水反应装置6制出氢气和氧气。
②、储氧部分：电解水反应装置6制出的氧气根据需要，经由氧气过滤器7、干燥机8设备后再通过储氧管路控制阀9.1储存在储氧罐9中。
③、增氧部分：将储氧罐9中的氧气通过供氧管路控制阀10.1供给需氧用户13。
在步骤①中：根据用氧需求量及氧气参数的设置要求，监控系统上位机1通过网络通信方式将制氧令下发给PLC控制器2、PLC控制器2通过控制总线将开阀令发送给纯水管路控制阀6.1水电站电解水反应装置6通过纯水装置5从取水口，一般从电站尾水管或下游尾水取水，将经过过滤提纯后的纯水，由纯水管路控制阀6.1控制后经输水管路输送到电解水反应装置6中制出氢气和氧气。
在步骤②中：电解水反应装置6制出的氧气根据需要，经由氧气过滤器7、干燥机8设备后再通过储氧管路控制阀9.1储存在储氧罐9中。步骤③中：储氧罐9中的存储的氧气通过供氧管路与供氧管路控制阀10.1和需氧用户13连接，将充足湿润的氧气通过需氧用户13供给到房间内。
纯水管路控制阀6.1、储氧管路控制阀9.1、增湿器10、供氧管路控制阀10.1设备均可以接收来自于监控系统上位机1和PLC控制器2的控制令，并且可以将设备状态信号反馈回监控系统上位机1和PLC控制器2，移动手持设备3可以通过5G信号塔4从监控系统上位机1获取各设备的状态信息。
上述未详细说明的部分均为现有技术。

Claims (7)

1.高海拔水电站利用水电解副产品进行室内供氧的系统，其特征在于：它包括高海拔制氢系统(A)、储氢系统(B)、供氧系统(C)和监控系统(D)；
所述的高海拔制氢系统(A)、储氢系统(B)和供氧系统(C)之间通过管路依次连接，所述的高海拔制氢系统(A)、储氢系统(B)和供氧系统(C)分别通过控制总线与所述的监控系统(D)连接；
所述的高海拔制氢系统(A)内部设置的纯水装置(5)、电解水反应装置(6)、氧气过滤器(7)和干燥机(8)依次通过管路连接；
所述的储氢系统(B)内部设置有储氧罐(9)和储氧管路控制阀(9.1)；
所述的供氧系统(C)内部设置的增湿器(10)和需氧用户(13)依次通过管路连接。
2.根据权利要求1所述的高海拔水电站利用水电解副产品进行室内供氧的系统，其特征在于：所述的监控系统(D)包括监控系统上位机(1)和PLC控制器(2)；所述的监控系统上位机(1)和PLC控制器(2)之间通过控制总线连接，所述的移动手持设备(3)和5G信号塔(4)位于监控系统上位机(1)的一侧。
3.根据权利要求1或2所述的高海拔水电站利用水电解副产品进行室内供氧的系统，其特征在于：所述的纯水装置(5)和电解水反应装置(6)之间设置有纯水管路控制阀(6.1)，所述的纯水管路控制阀(6.1)通过控制总线与PLC控制器(2)连接。
4.根据权利要求3所述的高海拔水电站利用水电解副产品进行室内供氧的系统，其特征在于：所述的储氧管路控制阀(9.1)通过控制总线与PLC控制器(2)连接。
5.根据权利要求4所述的高海拔水电站利用水电解副产品进行室内供氧的系统，其特征在于：所述的储氧罐(9)和增湿器(10)之间设置有供氧管路控制阀(10.1)，所述的供氧管路控制阀(10.1)通过控制总线与PLC控制器(2)连接。
6.根据权利要求5所述的高海拔水电站利用水电解副产品进行室内供氧的系统，其特征在于：所述的增湿器(10)和需氧用户(13)之间的管路上设置有温湿度传感器(11)和氧气浓度传感器(12)。
7.根据权利要求6所述的高海拔水电站利用水电解副产品进行室内供氧的系统，其特征在于：所述的温湿度传感器(11)和氧气浓度传感器(12)分别通过控制总线与PLC控制器(2)连接。
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