CN114967782B - 一种基于热量衡算的电解槽运行温度控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开一种基于热量衡算的电解槽运行温度控制方法及系统，包括获取通过温度采集装置采集的电解槽的实际槽前温度；若实际槽前温度偏离预设槽前温度，控制冷媒流量控制器对电解液的进液温度进行控制，预设槽前温度基于预设槽后温度、矫正系数、电解槽净热量功率、电解液体积流量、电解液密度和电解液比热容确定；在当前迭代周期内，基于实际槽前温度与预设槽前温度，确定冷媒流量控制器的开度；在后续迭代周期开始时，基于预设槽后温度、矫正系数、电解槽的尺寸信息、实际测得电压、实际测得电流、实际测得电解槽表面温度、实际测得环境温度、电解液体积流量、电解液密度和电解液比热容，确定迭代后的设定槽前温度。
Description
技术领域
本发明涉及水电解制氢氧技术领域，特别是一种基于热量衡算的电解槽运行温度控制方法及系统。
背景技术
水电解制氢氧属于将电能转化为化学能的反应过程，工业电解槽由于运行条件的限制，其电解过程的能量转化效率不能达到100％，这部分未转化的电能会转化为热量。当电解槽槽体散热功率小于发热功率时，电解槽温度会逐渐升高，表现为电解槽出口的电解液温度高于进口的温度。为了维持电解槽正常工作，需对电解槽的运行温度进行控制。
传统的水电解槽槽温控制方式大致有两种。一种为槽前温控制方法，控制逻辑为：设定槽前温，同时监测槽前温度，根据槽前实际温度与槽前设定温度来决定冷却系统的动作，进而调节槽前温度，该方法未能考虑电解槽功率波动带来的影响，导致槽后温变化较大，电解槽运行不稳定，电解过程能耗较高。另一种为槽后温控制方法，控制逻辑为：设定槽后温，同时监测槽后温度，根据槽后实际温度与槽后设定温度来决定冷却系统的动作，进而调节槽后温度，该方法由于电解液的换热和槽后温的监测存在滞后性，导致槽前温和槽后温波动均较大，电解槽性能不稳定，电解过程能耗较高。
发明内容
有鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明实施例提供一种基于热量衡算能够实现对电解槽的运行温度进行稳定控制的电解槽运行温度控制方法及系统
本发明实施例提供的基于热量衡算的电解槽运行温度控制方法，包括：
获取通过温度采集装置采集的电解槽的实际槽前温度；
若所述实际槽前温度偏离预设槽前温度，则控制冷媒流量控制器对电解液的进液温度进行控制，其中，所述预设槽前温度基于预设槽后温度、矫正系数、电解槽净热量功率、电解液体积流量、电解液密度和电解液比热容确定；
在当前迭代周期内，基于所述实际槽前温度与所述预设槽前温度，确定所述冷媒流量控制器的开度；
在所述当前迭代周期的后续迭代周期开始时，基于预设槽后温度、矫正系数、电解槽的尺寸信息、实际测得电压、实际测得电流、实际测得电解槽表面温度、实际测得环境温度、电解液体积流量、电解液密度和电解液比热容，确定迭代后的设定槽前温度，并基于所述迭代后的设定槽前温度，调节所述冷媒流量控制器的开度。
在本发明的一些实施例中，所述电解槽净热量功率通过电解槽电压、电解槽电流、电解槽的小室数量、电解槽尺寸、电解槽槽体表面温度以及环境温度确定，表示公式如下：
T前设＝T后设-△t＝T后设-α×W净÷(q液ρ液c液)，
其中，T前设为预设槽前温度；
T后设为预设槽后温度；
△t为电解槽进出口温升；
α为矫正系数；
W净为电解槽净热量功率；
q液为电解液体积流量；
ρ液为电解液密度；
c液为电解液比热容。
在本发明的一些实施例中，所述电解槽净热量功率的计算公式为：
W净＝W发-W散，
其中，W净为电解槽净热量功率；
W发为电解槽发热功率；
W散为电解槽散热功率；
Vm为电解槽第m个小室的小室电压；
Vn为工作状态下水的热中性电压；
Im为电解槽第m个小室的小室电流；
m为电解槽的小室数量。
在本发明的一些实施例中，在计算所述电解槽发热功率时，
若所述电解槽为串联电解槽，则，将W发表示为W发串，为简化计算，可将小室电压由平均小室电压代替，小室电流由总电流代替，具体可以简化为：
若所述电解槽为并联电解槽，则，将W发表示为W发并，小室电压由平均小室电压代替，小室电流由总电流的二分之一代替，具体可以简化为：
其中，V为电解槽总电压；
I为电解槽总电流。
Vcell为电解槽的平均小室电压；在本发明的一些实施例中，所述电解槽散热功率为电解槽与周围环境的对流散热功率以及电解槽与周围环境的辐射散热功率之和，具体为：
W散＝W对+W辐，
其中，W对为电解槽与周围环境的对流散热功率；
W辐为电解槽与周围环境的辐射散热功率；
W对＝W柱对+W端对
其中，W柱对为电解槽圆柱侧面与周围环境的对流散热功率；
W端对为电解槽圆柱两个端面与周围环境的对流散热功率；
W柱对＝h柱*A柱*△T柱，其中，△T柱为电解槽的槽体圆柱侧表面温度与环境温度的差值，即：
△T柱＝T1柱-T2，
T1柱为槽体圆柱侧表面温度，T2为环境温度；
A柱为电解槽圆柱侧面的散热面积，圆柱直径为D，长度为L，则，A柱＝π*D*L；
h柱为圆柱侧面散热系数，且，h柱＝Nu*λ/D，其中，λ为空气导热系数；
Nu为努塞尔数，且Nu＝C*(Gr*Pr)n，其中，Pr为普朗克常数，Gr为格拉晓夫数，且Gr＝(βgD3△T柱)/ν2，n为努塞尔数方程指数，C与n的取值均基于Gr的取值进行确定，
其中，体积膨胀系数β＝1/(273+t)，且t为定性温度，t＝(T1柱+T2)/2，ν为空气粘度。
C与n的取值均基于Gr的取值进行确定，具体为：
若求得格拉晓夫数在104-5.76×108之间，则电解槽圆柱侧面对流散热为层流，C取0.48，n取0.25；
若求得格拉晓夫数在5.76×108-4.65×109之间，则槽体表面对流散热为过渡区，C取0.0445，n取0.37；
若求得格拉晓夫数＞4.65×109，则槽体表面对流散热为湍流，C取0.1，n取1/3。
电解槽端面对流散热为：
W端对＝h端*A端*△T端，
其中，△T端为电解槽的槽体端面温度与环境温度的差值，即：
△T端＝T1端-T2，
T1端为槽体端表面温度，T2为环境温度；
A端为电解槽圆柱端面的散热面积，圆柱端面直径为D，则，A端＝2×1/4π*D2＝0.5π*D2
h端为圆柱端面散热系数，且，h端＝Nu*λ/D，其中，λ为空气导热系数；
Nu为努塞尔数，且Nu＝C*(Gr*Pr)n，其中，Pr为普朗克常数，Gr为格拉晓夫数，且Gr＝(βgD3△T)/ν2，n为努塞尔数方程指数，C与n的取值均基于Gr的取值进行确定，
其中，体积膨胀系数β＝1/(273+t)，且t为定性温度，t＝(T1端+T2)/2，ν为空气粘度。
C与n的取值均基于Gr的取值进行确定，具体为：
若求得格拉晓夫数在104-3×109之间，则电解槽圆柱两个端面对流散热为层流，C取0.59，n取0.25；
若求得格拉晓夫数在3×109-2×1010之间，则槽体表面对流散热为过渡区，C取0.0292，n取0.39；
若求得格拉晓夫数＞2×1010，则槽体表面对流散热为湍流，C取0.11，n取1/3。
电解槽与周围环境的辐射散热功率的计算公式如下：
W辐＝W端辐+W柱辐
W端辐＝A端*ε*σ*{[(T1端+273)/100]4-[(T2+273)/100]4}，
W柱辐＝A柱*ε*σ*{[(T1柱+273)/100]4-[(T2+273)/100]4}，
ε为黑度，根据电解槽表面材料特性取值；
σ为黑体辐射系数，取值5.67W/(m2·K4)。
在本发明的一些实施例中，所述基于预设槽后温度、矫正系数、电解槽的尺寸信息、实际测得电压、实际测得电流、实际测得电解槽表面温度、实际测得环境温度、电解液体积流量、电解液密度和电解液比热容，确定迭代后的设定槽前温度，具体为：
基于实际测得电解槽表面温度、实际测得环境温度，确定定性温度，以及电解槽的槽体表面温度与环境温度的差值，并确定体积膨胀系数；
结合电解槽的尺寸信息，确定格拉晓夫数，并确定电解槽与周围环境的对流散热功率、以及电解槽与周围环境的辐射散热功率；
结合实际测得电压、实际测得电流，确定电解槽净热量功率；
结合预设槽后温度、矫正系数、电解液体积流量、电解液密度和电解液比热容，确定迭代后的设定槽前温度。
在本发明的一些实施例中，所述的基于热量衡算的电解槽运行温度控制方法，还包括：
在所述电解槽运行预设时长后，基于实际测得槽前温度、实际测得槽后温度、电解槽净热量功率、电解液体积流量、电解液密度和电解液比热容，确定修正后的矫正系数；
并基于所述修正后的矫正系数，重新计算迭代后的设定槽前温度。
本发明实施例还提供了一种基于热量衡算的电解槽运行温度控制系统，包括：
温度采集装置，其用于采集的电解槽的实际槽前温度；
控制单元，其用于获取所述实际槽前温度，并在所述实际槽前温度偏离预设槽前温度，控制冷媒流量控制器对电解液的进液温度进行控制，其中，所述预设槽前温度基于预设槽后温度、矫正系数、电解槽净热量功率、电解液体积流量、电解液密度和电解液比热容确定；在当前迭代周期内，基于所述实际槽前温度与所述预设槽前温度，确定所述冷媒流量控制器的开度；在所述当前迭代周期的后续迭代周期开始时，基于预设槽后温度、矫正系数、电解槽的尺寸信息、实际测得电压、实际测得电流、实际测得电解槽表面温度、实际测得环境温度、电解液体积流量、电解液密度和电解液比热容，确定迭代后的设定槽前温度，并基于所述迭代后的设定槽前温度，调节所述冷媒流量控制器的开度。
与现有技术相比，本发明实施例提供的基于热量衡算的电解槽运行温度控制方法及系统的有益效果在于：其能够提高电解槽运行温度的控制精度和灵敏度，避免槽温出现大幅波动，提高电解槽运行的安全性和稳定性；进而通过保证电解槽温度相对稳定，能够适当提高电解槽的运行温度，进而降低电解过程的能耗；进一步地，还能够更好地适应电解槽输入功率的宽幅波动，相比传统电解槽温度控制方法更具优势，水电解制氢系统具有更好的槽温稳定性及更低的能耗；此外，区别于现行的电解槽槽温被动型控制，即槽温变化已经发生之后，系统才能做出调节槽温的指令，而本发明上述实施例提供的技术方案属于主动型控制，当电解槽及周围环境的运行参数发生变化时，此时，槽温并未立即反应出来变化，但本技术方案可以基于理论计算，提前更改供液温度，使得电解槽槽温平稳运行。
附图说明
图1为本发明实施例的基于热量衡算的电解槽运行温度控制方法应用于串联电解槽的控制示意图；
图2为本发明实施例的基于热量衡算的电解槽运行温度控制方法应用于并联电解槽的控制示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。
此处参考附图描述本申请的各种方案以及特征。
通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本申请的这些和其它特性将会变得显而易见。
还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本申请进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本申请的很多其它等效形式，它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。
当结合附图时，鉴于以下详细说明，本申请的上述和其它方面、特征和优势将变得更为显而易见。
此后参照附图描述本申请的具体实施例；然而，应当理解，所申请的实施例仅仅是本申请的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以根据用户的历史的操作，判明真实的意图，避免不必要或多余的细节使得本申请模糊不清。因此，本文所申请的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本申请。
本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其它实施例中”，其均可指代根据本申请的相同或不同实施例中的一个或多个。
本发明实施例提供一种基于热量衡算的电解槽运行温度控制方法，其可应用于一具有数据采集部件、控制单元以及相应执行部件的电解设备，具体地，数据采集部件可以是包括有槽前温、槽后温、电解槽表面温度、环境温度、电解槽总电压、总电流、电解液体积流量等采集装置，实现自动监测并将监测数据传输给控制单元，用于电解槽槽前温度的衡算，控制单元执行槽温控制逻辑并控制相应的执行系统的动作，执行系统可以为冷媒流量控制器以及冷媒发生装置等。上述的控制方法具体为热量衡算法，其控制逻辑为：用户对槽后温给出设定值，根据系统实时状态，计算出净热量，计算得出进口温度理论值，将该进口温度理论值赋予槽前温设定值，控制系统通过比较实测槽前温与槽前温设定值的高低来控制执行系统的动作，从而调节电解液进液温度，实现电解槽运行温度的稳定控制，如图1和图2所示，所述方法具体包括：
获取通过温度采集装置采集的电解槽的实际槽前温度；
若所述实际槽前温度偏离预设槽前温度，则控制冷媒流量控制器对电解液的进液温度进行控制，其中，所述预设槽前温度基于预设槽后温度、矫正系数、电解槽净热量功率、电解液体积流量、电解液密度和电解液比热容确定；
在本实施例中，在需要降低或升高电解液温度时，通常采用的方式是增大或减小冷却水流量，一般通过薄膜调节阀开度来实现，此外，还可以采用调节冷媒温度，或者调节换热面积(比如一开始只启用了一个换热器，需要增加换热时再开启一个换热器)，亦或是调节换热系数(增大电解液流量)，或者启动其他换热方式，比如风冷等实现对电解液温度的调节。
在本发明的一些实施例中，所述电解槽净热量功率通过电解槽电压、电解槽电流、电解槽的小室数量、电解槽尺寸、电解槽槽体表面温度以及环境温度确定，表示公式如下：
T前设＝T后设-△t＝T后设-α×W净÷(q液ρ液c液)，
其中，T前设为预设槽前温度；
T后设为预设槽后温度；
△t为电解槽进出口温升；
α为矫正系数；
W净为电解槽净热量功率；
q液为电解液体积流量；
ρ液为电解液密度；
c液为电解液比热容。
在本实施例中，也可采用质量流量计来替代体积流量计，但此时，需将q液、ρ液替换为m液，而不需要再特地测量体积流量和密度；在实际进行计算的过程中，也可采用体积流量配合体积比热容进行相应计算，在此不做明确限定。
具体地，根据热量衡算公式：Q液＝m液c液△t，等式两边同时除以时间，得：
W净＝q液ρ液c液△t，
式中，q液为电解液体积流量，ρ液为电解液密度，c液为电解液比热容，
△t＝W净÷(q液ρ液c液)，
T前设＝T后设-△t＝T后设-α×W净÷(q液ρ液c液)，
至此，T前设为电解槽电压V、电流I、小室数m、长度L、直径D、槽体表面温度T1柱、T1端、环境温度T2、电解液体积流量q液、电解液密度ρ液、电解液比热容c液的函数。
在本实施例中，所述电解槽净热量功率的计算公式为：
W净＝W发-W散，
其中，W净为电解槽电压V、电流I、小室数m、长度L、直径D、槽体表面温度T1柱、T1端、环境温度T2的函数。
其中，W净为电解槽净热量功率；
W发为电解槽发热功率；
W散为电解槽散热功率；
Vm为电解槽第m个小室的小室电压；
Vn为工作状态下水的热中性电压；
Im为电解槽第m个小室的小室电流；
m为电解槽的小室数量，
在本实施例中，在计算所述电解槽发热功率时，由于电解槽分为并联电解槽和串联电解槽，需分别进行计算，其中，串联电解槽小室电压可简化为总电压除以小室数，小室电流等于总电流；并联电解槽小室电压简化为总电压除以小室数乘以2，小室电流简化为总电流除以2，热中性电压取值1.48，具体地：
若所述电解槽为串联电解槽，则，将W发表示为W发串，具体为：
W发串＝(Vcell-1.48)×Icell×m＝(V÷m-1.48)×I×m＝VI-1.48mI，
若所述电解槽为并联电解槽，则，将W发表示为W发并，具体为：
W发并＝(Vcell-1.48)×Icell×m＝(V÷m×2-1.48)×I÷2×m＝VI-0.74mI，
其中，V为电解槽总电压；
I为电解槽总电流，也就是，电解槽发热功率为电解槽电压V、电流I和小室数m的函数。
需要说明的是，上述计算公式中对于小室电压的计算仅仅是一种近似的简化算法，在实际计算时，可采用监测装置，监测每个小室电压，以获得更精确的小室电压值。同样的，对于并联电解槽，Icell＝I÷2，仅限于理想状态，实际运行过程中并联电解槽电流存在偏流，即电解槽左半边和右半边电流不相等，具体可通过在左负端极板和右负端极板与电源之间安装电流监测装置来解决。
进一步地，在本实施例中，所述电解槽散热功率为电解槽与周围环境的对流散热功率以及电解槽与周围环境的辐射散热功率之和，具体为：
W散＝W对+W辐，
其中，W对为电解槽与周围环境的对流散热功率；
W辐为电解槽与周围环境的辐射散热功率；
W对＝W柱对+W端对
其中，W柱对为电解槽圆柱侧面与周围环境的对流散热功率；
W端对为电解槽圆柱两个端面与周围环境的对流散热功率；
其中，△T为电解槽的槽体表面温度与环境温度的差值，即：
△T＝T1-T2，
T1为槽体表面温度，T2为环境温度；
A为电解槽的散热面积，若电解槽为圆柱形，且直径为D，长度为L，则，圆柱侧面的面积A柱＝π*D*L，端面面积A端＝2*1/4π*D2＝0.5π*D2；
h为散热系数，且，h＝Nu*λ/D，其中，λ为空气导热系数；
Nu为努塞尔数，且Nu＝C*(Gr*Pr)n，其中，Pr为普朗克常数，Gr为格拉晓夫数，且Gr＝(βgD3△T)/ν2，n为努塞尔数方程指数，C与n的取值均基于Gr的取值进行确定，
其中，体积膨胀系数β＝1/(273+t)，273为绝对温度系统下0℃的值，具体为273.15K，t为定性温度，t＝(T1+T2)/2，ν为空气粘度，在实际作业过程中，对于低温水电解设备，槽体表面温度T1范围为50℃-110℃，环境温度T2范围一般为5℃-40℃，带入上式定性温度t为27.5℃-75℃。
将定性温度t的值带入式β＝1/(273+t)，β值的范围为0.0029-0.0033。
△T值的范围为10℃-105℃。
重力加速度g取值9.8。
在定性温度范围内，空气粘度ν取值0.00001897m2/s。
进一步地，将β、g、△T、ν以及电解槽直径D的值带入格拉晓夫数Gr＝(βgD3△T)/ν2，在本实施例中，所述C与n的取值均基于Gr的取值进行确定，空气导热系数λ取值0.029W/(m*K)；普朗克数Pr取值0.697；至此，W对简化为电解槽或容器长度L，直径D，具体为：
对于电解槽的侧面，若求得格拉晓夫数在104-5.76×108之间，则槽体圆柱侧表面对流散热为层流，C取0.48，n取0.25，求得槽体圆柱侧表面对流散热为层流时，
W柱对＝3.8282LD0.75(T1-T2)1.25；
此处，β取值为0.0031，圆周率π取3.14；
若求得格拉晓夫数在5.76×108-4.65×109之间，则槽体圆柱侧表面对流散热为过渡区，C取0.0445，n取0.37，求得槽体圆柱侧表面对流散热为过渡区时，
W柱对＝3.0372LD1.11(T1-T2)1.37；
此处，β取值为0.0031，圆周率π取3.14；
若求得格拉晓夫数＞4.65×109，则槽体圆柱侧表面对流散热为湍流，C取0.1，n取1/3，求得槽体圆柱侧表面对流散热为湍流时，
W柱对＝3.5056LD(T1-T2)4/3。
此处，β取值为0.0031，圆周率π取3.14；
对于电解槽的端面，若求得格拉晓夫数在104-3×109之间，则电解槽圆柱两个端面表面对流散热为层流，C取0.59，n取0.25，求得槽体圆柱端表面对流散热为层流时，
W端对＝2.3539LD1.75(T2-T1)1.25；
此处，β取值为0.0031，圆周率π取3.14；
若求得格拉晓夫数在3×109-2×1010之间，则槽体圆柱端表面对流散热为过渡区，C取0.0292，n取0.39，求得槽体圆柱端表面对流散热为过渡区时，
W端对＝1.42586LD2.17(T2-T1)1.39；
此处，β取值为0.0031，圆周率π取3.14；
若求得格拉晓夫数＞2×1010，则槽体圆柱端表面对流散热为湍流，C取0.11，n取1/3，求得槽体圆柱端表面对流散热为湍流时，
W端对＝1.94897LD(T1-T2)4/3。
此处，β取值为0.0031，圆周率π取3.14；
进一步地，在本实施例中，所述电解槽与周围环境的辐射散热功率的计算公式如下：
W辐＝W端辐+W柱辐
W端辐＝A端*ε*σ*{[(T1端+273)/100]4-[(T2+273)/100]4}，
W柱辐＝A柱*ε*σ*{[(T1柱+273)/100]4-[(T2+273)/100]4}，
其中，圆柱侧面的面积A柱＝π*D*L，端面面积A端＝2*1/4π*D2＝0.5π*D2；ε为黑度，取值为0.85，
需要说明的是，黑度是物体表面特性，不同电解槽表面黑度不同，具体取值依据实际情况进行选取。
σ为黑体辐射系数，取值5.67W/(m2·K4)；
W辐＝7.5666D2{[(T1端+273)/100]4-[(T2+273)/100]4}+15.1332D*L{[(T1
柱+273)/100]4-[(T2+273)/100]4}
即，W散为电解槽长度L，直径D，槽体表面温度T1端、T1柱，环境温度T2的函数。
在当前迭代周期内，基于所述实际槽前温度与所述预设槽前温度，确定所述冷媒流量控制器的开度；
在所述当前迭代周期的后续迭代周期开始时，基于预设槽后温度、矫正系数、电解槽的尺寸信息、实际测得电压、实际测得电流、实际测得电解槽表面温度、实际测得环境温度、电解液体积流量、电解液密度和电解液比热容，确定迭代后的设定槽前温度，并基于所述迭代后的设定槽前温度，调节所述冷媒流量控制器的开度，其中，电解液体积流量和电解液密度可通过质量流量来进行替换。
在本发明的一些实施例中，所述基于预设槽后温度、矫正系数、电解槽的尺寸信息、实际测得电压、实际测得电流、实际测得电解槽表面温度、实际测得环境温度、电解液体积流量、电解液密度和电解液比热容，确定迭代后的设定槽前温度，具体为：
基于实际测得电解槽表面温度、实际测得环境温度，确定定性温度，以及电解槽的槽体表面温度与环境温度的差值，并确定体积膨胀系数；
结合电解槽的尺寸信息，确定格拉晓夫数，并确定电解槽与周围环境的对流散热功率、以及电解槽与周围环境的辐射散热功率；
结合实际测得电压、实际测得电流，确定电解槽净热量功率；
结合预设槽后温度、矫正系数、电解液体积流量、电解液密度和电解液比热容，确定迭代后的设定槽前温度。
此外，在本实施例中，所述的基于热量衡算的电解槽运行温度控制方法，还包括：
在所述电解槽运行预设时长后，基于实际测得槽前温度、实际测得槽后温度、电解槽净热量功率、电解液体积流量、电解液密度和电解液比热容，确定修正后的矫正系数；
并基于所述修正后的矫正系数，重新计算迭代后的设定槽前温度。
具体地，在实际运行过程中，由于测量的误差，会发现实际测得槽后温度(T后)和预设槽后温度(T后设)存在偏差，因此，引入矫正系数α，
T前设＝T后设-△t＝T后设-α×W净÷(q液ρ液c液)，
将实际测得槽前温度(T前)和实际测得槽前温度代入上式，
T前＝T后-△t＝T后-α×W净÷(q液ρ液c液)，
求得：
α＝(T后-T前)÷W净×(q液ρ液c液)，
进而可在在运行多个周期后，对矫正系数α取平均值，或者采用其他降低偏差的方法。
可知，T前设为电解槽预设槽后温度(T后设)、电压V、电流I、小室数m、长度L、直径D、槽体表面温度T1、环境温度T2、电解液体积流量q液、电解液密度ρ液、电解液比热容c液及矫正系数α的函数。
综上所述，T前设即可根据以上参数的变化而实时变化，控制单元通过比较实际测得槽前温度(T前)与预设槽前温度(T前设)的高低来控制执行系统的动作，从而调节冷媒流量或温度，进而调节电解液进液温度，实现电解槽运行温度的稳定控制。
特别地，针对可再生能源波动的特点，水电解制氢氧设备可以根据电解槽当前的电压、电流、及电解液流量q液的变化而决定预设槽前温度(T前设)，使得电解槽电解液进口温度正好适配电解液流量及电解槽发热功率，实现电解槽槽后温的稳定运行。
为了便于对上述技术方案进行理解，作为示例，以用户使用了一台并联电解槽，设定的预设槽后温度(T后设)＝90℃，小室数m＝56，电解槽直径D＝0.61米，L＝0.71米，电解槽使用30％氢氧化钾溶液，ρ液＝1.29kg/L，c液＝3100J/(kg·℃)，数据采集装置测得电压V＝56V，电流I＝820A，电解液流量q液＝0.167L/s，电解槽表面温度T1柱＝85℃，T1端＝85℃，环境温度T2＝25℃。
针对电解槽圆柱侧面：
求得定性温度t柱＝(T1+T2)/2＝(85+25)/2＝55℃,△T柱＝T1-T2＝60℃，
求得体积膨胀系数β＝1/(273+t)＝1/(273+55)＝0.00305，
格拉晓夫数，
Gr＝(βgD3△T)/ν2＝(0.00305*9.8*0.613*60)/0.000018972
＝1.13×109，
判断为过渡区，代入过渡区公式，
电解槽与周围环境的对流散热功率W柱对＝3.0372LD1.11(T1-T2)1.37
＝3.0372*0.71*0.611.11(85-25)1.37＝370(W)
针对电解槽圆柱端面：
求得定性温度t端＝(T1+T2)/2＝(85+25)/2＝55℃,△T端＝T1-T2＝60℃，
求得体积膨胀系数β＝1/(273+t)＝1/(273+55)＝0.00305，
格拉晓夫数，
Gr＝(βgD3△T)/ν2＝(0.00305*9.8*0.613*60)/0.000018972
＝1.13×109，
判断为层流区，代入层流区公式，
电解槽与周围环境的对流散热功率
W端对＝2.3539LD1.75(T2-T1)1.25＝2.3539*0.71*0.611.75(85-25)1.37＝192(W)
W对＝W柱对+W端对＝370+192＝562(W)
电解槽与周围环境的辐射散热功率，
W辐＝W柱辐+W端辐
W柱辐＝15.133*D*L*{[(T1+273)/100]4-[(T2+273)/100]4}
＝15.133*0.61*0.71*{[(85+273)/100]4-[(25+273)/100]4}
＝560(W)
W端辐＝7.5666D2{[(T1端+273)/100]4-[(T2+273)/100]4}
＝7.5666*0.612*{[(85+273)/100]4-[(25+273)/100]4}
＝240(W)
W辐＝W柱辐+W端辐＝560+240＝800(W)
W散＝W对+W辐＝562+800＝1362(W)
W发＝VI-0.74mI
＝56*820-0.74*56*820
＝11939.2(W)
W净＝W发-W散
＝11939.2 -1362
＝10577.2(W)
在系统未进行矫正系数α矫正之前，矫正系数α值取1，
T前设＝T后设-△t＝T后设-α×W净÷(q液ρ液c液)
＝90-1×10577.2÷1×(0.167*1.29*3100)
＝74.2(℃)，
电解设备在刚开机时，控制单元通过温度采集装置在槽前温监测点采集槽前温T前，此时T前<T前设，冷媒流量控制器关闭。
随着运行时间的延长，槽前温T前、槽后温T后均逐渐增大，控制系统控制冷媒流量控制器动作开始对循环的电解液进行冷却，同时，控制逻辑中的计时器开始计时。在一个计时周期内，T前设＝74.2℃不变，控制系统通过比较T前与T前设来控制冷媒流量控制器的开度，进而调节T前逐渐向T前设收敛。
在下一个周期开始时，用户设定的槽后温度T后设＝90℃。
系统监测的实时数据如下：
数据采集装置测得电压V＝50.4V，电流I＝410A，电解液流量q液＝0.167L/s，电解槽表面温度T1柱＝85℃，T1端＝85℃，环境温度T2＝25℃，T前为74.2℃。
针对电解槽圆柱侧面：
求得定性温度t柱＝(T1+T2)/2＝(85+25)/2＝55℃,△T柱＝T1-T2＝60℃，
求得体积膨胀系数β＝1/(273+t)＝1/(273+55)＝0.00305，
格拉晓夫数，
Gr＝(βgD3△T)/ν2＝(0.00305*9.8*0.613*60)/0.000018972
＝1.13×109，
判断为过渡区，代入过渡区公式，
电解槽与周围环境的对流散热功率W柱对＝3.0372LD1.11(T1-T2)1.37
＝3.0372*0.71*0.611.11(85-25)1.37＝370(W)
针对电解槽圆柱端面：
求得定性温度t端＝(T1+T2)/2＝(85+25)/2＝55℃,△T端＝T1-T2＝60℃，
求得体积膨胀系数β＝1/(273+t)＝1/(273+55)＝0.00305，
格拉晓夫数，
Gr＝(βgD3△T)/ν2＝(0.00305*9.8*0.613*60)/0.000018972
＝1.13×109，
判断为层流区，代入层流区公式，
电解槽与周围环境的对流散热功率
W端对＝2.3539LD1.75(T2-T1)1.25＝2.3539*0.71*0.611.75(85-25)1.37＝192(W)
W对＝W柱对+W端对＝370+192＝562(W)
电解槽与周围环境的辐射散热功率，
W辐＝W柱辐+W端辐
W柱辐＝15.133*D*L*{[(T1+273)/100]4-[(T2+273)/100]4}
＝15.133*0.61*0.71*{[(85+273)/100]4-[(25+273)/100]4}
＝560(W)
W端辐＝7.5666D2{[(T1端+273)/100]4-[(T2+273)/100]4}
＝7.5666*0.612*{[(85+273)/100]4-[(25+273)/100]4}
＝240(W)
W辐＝W柱辐+W端辐＝560+240＝800(W)
W散＝W对+W辐＝562+800＝1362(W)
W发＝VI-0.74mI
＝50.4*410-0.74*50.4*410
＝5372.6(W)
W净＝W发-W散
＝5372.6 -1362
＝4010.6(W)
在系统未进行矫正系数α矫正之前，矫正系数α值取1
T前设＝T后设-△t＝T后设-α×W净÷(q液ρ液c液)
＝90-1×4010.6÷(0.167*1.29*3100)
＝84(℃)
此时，槽前温设定值T前设从74.2℃改为84℃，此时，T前为74.2℃，控制单元比较T前与T前设，从而降低冷却水阀开度，使槽前温逐渐向84℃收敛。
若是传统的温度控制方法，槽前温设定值保持不变，当电解槽负荷降低时，槽前温不变，槽后温降低，此时相比本发明，电解槽温度相差9.8℃，根据经验小室电压会相差49毫伏左右，氢气单位能耗相差达0.117kWh/Nm3H2，节能降耗明显。
当系统稳定运行时，可对矫正系数α矫正。
以上面例1为例，T后设＝90℃，但实际运行一段时间后T前＝74.2℃，T后＝92℃。
求得α＝(T后-T前)÷[W净÷(q液ρ液c液)]
＝(92-74.2)÷[10577.2÷(0.167*1.29*3100)]
＝18.5÷16.5
＝1.124
可经过多个周期后计算α值，并求得α平均值为1.124。带入T前设公式
T前设＝T后设-△t＝T后设-α×W净÷(q液ρ液c液)
＝90-1.124×10577.2÷(0.167*1.29*3100)
＝72.2℃
相比于矫正前74.2℃降低了2℃，此时槽前温逐渐向72.2℃收敛，槽后温也逐渐下降，向90℃收敛。使得槽温控制更加精准。
通过上述的技术方案可以看出，本发明上述实施例提供的基于热量衡算的电解槽运行温度控制方法，能够提高电解槽运行温度的控制精度和灵敏度，避免槽温出现大幅波动，提高电解槽运行的安全性和稳定性；进而通过保证电解槽温度相对稳定，能够适当提高电解槽的运行温度，进而降低电解过程的能耗；进一步地，还能够更好地适应电解槽输入功率的宽幅波动，相比传统电解槽温度控制方法更具优势，水电解制氢系统具有更好的槽温稳定性及更低的能耗；此外，区别于现行的电解槽槽温被动型控制，即槽温变化已经发生之后，系统才能做出调节槽温的指令，而本发明上述实施例提供的技术方案属于主动型控制，当电解槽及周围环境的运行参数发生变化时，此时，槽温并未立即反应出来变化，但本技术方案可以基于理论计算，提前更改供液温度，使得电解槽槽温平稳运行。
本发明实施例还提供了一种基于热量衡算的电解槽运行温度控制系统，包括：
温度采集装置，其用于采集的电解槽的实际槽前温度；
控制单元，其用于获取所述实际槽前温度，并在所述实际槽前温度偏离预设槽前温度时，控制冷媒流量控制器对电解液的进液温度进行控制，其中，所述预设槽前温度基于预设槽后温度、矫正系数、电解槽净热量功率、电解液体积流量、电解液密度和电解液比热容确定；在当前迭代周期内，基于所述实际槽前温度与所述预设槽前温度，确定所述冷媒流量控制器的开度；在所述当前迭代周期的后续迭代周期开始时，基于预设槽后温度、矫正系数、电解槽的尺寸信息、实际测得电压、实际测得电流、实际测得电解槽表面温度、实际测得环境温度、电解液体积流量、电解液密度和电解液比热容，确定迭代后的设定槽前温度，并基于所述迭代后的设定槽前温度，调节所述冷媒流量控制器的开度。
在本发明的一些实施例中，所述电解槽净热量功率通过电解槽电压、电解槽电流、电解槽的小室数量、电解槽尺寸、电解槽槽体表面温度以及环境温度确定，表示公式如下：
T前设＝T后设-△t＝T后设-α×W净÷(q液ρ液c液)，
其中，T前设为预设槽前温度；
T后设为预设槽后温度；
α为矫正系数；
△t为电解槽进出口温升；
α为矫正系数；
W净为电解槽净热量功率；
q液为电解液体积流量；
ρ液为电解液密度；
c液为电解液比热容。
在本发明的一些实施例中，所述电解槽净热量功率的计算公式为：
W净＝W发-W散，
其中，W净为电解槽净热量功率；
W发为电解槽发热功率；
W散为电解槽散热功率；
Vm为电解槽第m个小室的小室电压；
Vn为工作状态下水的热中性电压；
Im为电解槽第m个小室的小室电流；
m为电解槽的小室数量。
在本实施例中，在计算所述电解槽发热功率时，由于电解槽分为并联电解槽和串联电解槽，需分别进行计算。其中，串联电解槽小室电压可简化为总电压除以小室数，小室电流等于总电流；并联电解槽小室电压简化为总电压除以小室数乘以2，小室电流简化为总电流除以2，热中性电压取值1.48，
若所述电解槽为串联电解槽，则，将W发表示为W发串，具体为：
W发串＝(Vcell-1.48)×Icell×m＝(V÷m-1.48)×I×m＝VI-1.48mI，
若所述电解槽为并联电解槽，则，将W发表示为W发并，具体为：
W发并＝(Vcell-1.48)×Icell×m＝(V÷m×2-1.48)×I÷2×m＝VI-0.74mI，
其中，V为电解槽总电压；
I为电解槽总电流。
在本发明的一些实施例中，所述电解槽散热功率为电解槽与周围环境的对流散热功率以及电解槽与周围环境的辐射散热功率之和，具体为：
W散＝W对+W辐，
其中，W对为电解槽与周围环境的对流散热功率；
W辐为电解槽与周围环境的辐射散热功率；
W对＝W柱对+W端对
其中，W柱对为电解槽圆柱侧面与周围环境的对流散热功率；
W端对为电解槽圆柱两个端面与周围环境的对流散热功率；
W柱对＝h柱*A柱*△T柱，其中，△T柱为电解槽的槽体圆柱侧表面温度与环境温度的差值，即：
△T柱＝T1柱-T2，
T1柱为槽体圆柱侧表面温度，T2为环境温度；
A柱为电解槽圆柱侧面的散热面积，圆柱直径为D，长度为L，则，A柱＝π*D*L；
h柱为圆柱侧面散热系数，且，h柱＝Nu*λ/D，其中，λ为空气导热系数；
Nu为努塞尔数，且Nu＝C*(Gr*Pr)n，其中，Pr为普朗克常数，Gr为格拉晓夫数，且Gr＝(βgD3△T柱)/ν2，n为努塞尔数方程指数，C与n的取值均基于Gr的取值进行确定，
其中，体积膨胀系数β＝1/(273+t)，且t为定性温度，t＝(T1柱+T2)/2，ν为空气粘度。
C与n的取值均基于Gr的取值进行确定，具体为：
若求得格拉晓夫数在104-5.76×108之间，则电解槽圆柱侧面对流散热为层流，C取0.48，n取0.25；
若求得格拉晓夫数在5.76×108-4.65×109之间，则槽体表面对流散热为过渡区，C取0.0445，n取0.37；
若求得格拉晓夫数＞4.65×109，则槽体表面对流散热为湍流，C取0.1，n取1/3。
电解槽端面对流散热为：
W端对＝h端*A端*△T端，
其中，△T端为电解槽的槽体端面温度与环境温度的差值，即：
△T端＝T1端-T2，
T1端为槽体端表面温度，T2为环境温度；
A端为电解槽圆柱端面的散热面积，圆柱端面直径为D，则，A端＝2×1/4π*D2＝0.5π*D2
h端为圆柱端面散热系数，且，h端＝Nu*λ/D，其中，λ为空气导热系数；
Nu为努塞尔数，且Nu＝C*(Gr*Pr)n，其中，Pr为普朗克常数，Gr为格拉晓夫数，且Gr＝(βgD3△T)/ν2，n为努塞尔数方程指数，C与n的取值均基于Gr的取值进行确定，
其中，体积膨胀系数β＝1/(273+t)，且t为定性温度，t＝(T1端+T2)/2，ν为空气粘度。
C与n的取值均基于Gr的取值进行确定，具体为：
若求得格拉晓夫数在104-3×109之间，则电解槽圆柱两个端面对流散热为层流，C取0.59，n取0.25；
若求得格拉晓夫数在3×109-2×1010之间，则槽体表面对流散热为过渡区，C取0.0292，n取0.39；
若求得格拉晓夫数＞2×1010，则槽体表面对流散热为湍流，C取0.11，n取1/3。
电解槽与周围环境的辐射散热功率的计算公式如下：
W辐＝W端辐+W柱辐
W端辐＝A端*ε*σ*{[(T1端+273)/100]4-[(T2+273)/100]4}，
W柱辐＝A柱*ε*σ*{[(T1柱+273)/100]4-[(T2+273)/100]4}，
ε为黑度，根据电解槽表面材料特性取值；
σ为黑体辐射系数，取值5.67W/(m2·K4)。
在本发明的一些实施例中，所述基于预设槽后温度、矫正系数、电解槽的尺寸信息、实际测得电压、实际测得电流、实际测得电解槽表面温度、实际测得环境温度、电解液体积流量、电解液密度和电解液比热容，确定迭代后的设定槽前温度，具体为：
基于实际测得电解槽表面温度、实际测得环境温度，确定定性温度，以及电解槽的槽体表面温度与环境温度的差值，并确定体积膨胀系数；
结合电解槽的尺寸信息，确定格拉晓夫数，并确定电解槽与周围环境的对流散热功率、以及电解槽与周围环境的辐射散热功率；
结合实际测得电压、实际测得电流，确定电解槽净热量功率；
结合预设槽后温度、矫正系数、电解液体积流量、电解液密度和电解液比热容，确定迭代后的设定槽前温度。
在本发明的一些实施例中，在所述电解槽运行预设时长后，基于实际测得槽前温度、实际测得槽后温度、电解槽净热量功率、电解液体积流量、电解液密度和电解液比热容，确定修正后的矫正系数；
并基于所述修正后的矫正系数，重新计算迭代后的设定槽前温度。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种基于热量衡算的电解槽运行温度控制方法，其特征在于，包括：
获取通过温度采集装置采集的电解槽的实际槽前温度；
若所述实际槽前温度偏离预设槽前温度，则控制冷媒流量控制器对电解液的进液温度进行控制，其中，所述预设槽前温度基于预设槽后温度、矫正系数、电解槽净热量功率、电解液体积流量、电解液密度和电解液比热容确定；
在当前迭代周期内，基于所述实际槽前温度与所述预设槽前温度，确定所述冷媒流量控制器的开度；
在所述当前迭代周期的后续迭代周期开始时，基于预设槽后温度、矫正系数、电解槽的尺寸信息、实际测得电压、实际测得电流、实际测得电解槽表面温度、实际测得环境温度、电解液体积流量、电解液密度和电解液比热容，确定迭代后的设定槽前温度，并基于所述迭代后的设定槽前温度，调节所述冷媒流量控制器的开度；其中，
所述电解槽净热量功率通过电解槽的电压、电解槽的电流、电解槽的小室数量、电解槽的尺寸信息、电解槽槽体表面温度以及环境温度确定，
所述预设槽前温度的表示公式如下：
T前设＝T后设-△t＝T后设-α×W净÷(q液ρ液c液)，
其中，T前设为预设槽前温度；
T后设为预设槽后温度；
△t为电解槽进出口温升；
α为矫正系数；
W净为电解槽净热量功率；
q液为电解液体积流量；
ρ液为电解液密度；
c液为电解液比热容；
所述电解槽净热量功率的计算公式为：
W净＝W发-W散，
其中，W净为电解槽净热量功率；
W散为电解槽散热功率；
W发为电解槽发热功率；
Vm为电解槽第m个小室的小室电压；
Vn为工作状态下水的热中性电压；
Im为电解槽第m个小室的小室电流；
m为电解槽的小室数量；
为简化计算，将小室电压Vm由平均小室电压Vcell代替，Vn取值1.48，公式简化为：
W发＝(Vcell-1.48)×Icell×m，
Vcell为电解槽的平均小室电压；
Icell为电解槽的平均小室电流；
在计算所述电解槽发热功率时，
若所述电解槽为串联电解槽，则，将W发表示为W发串，具体为：
W发串＝(Vcell-1.48)×Icell×m＝(V÷m-1.48)×I×m＝VI-1.48mI，
若所述电解槽为并联电解槽，则，将W发表示为W发并，具体为：
W发并＝(Vcell-1.48)×Icell×m＝(V÷m×2-1.48)×I÷2×m＝VI-0.74mI，
其中，V为电解槽总电压；
I为电解槽总电流；
所述电解槽散热功率为电解槽与周围环境的对流散热功率以及电解槽与周围环境的辐射散热功率之和，具体为：
W散＝W对+W辐，
其中，W对为电解槽与周围环境的对流散热功率；
W辐为电解槽与周围环境的辐射散热功率；
W对＝W柱对+W端对
其中，W柱对为电解槽圆柱侧面与周围环境的对流散热功率；
W端对为电解槽圆柱两个端面与周围环境的对流散热功率；
W柱对＝h柱*A柱*△T柱，其中，△T柱为电解槽的槽体圆柱侧表面温度与环境温度的差值，即：
△T柱＝T1柱-T2，
T1柱为槽体圆柱侧表面温度，T2为环境温度；
A柱为电解槽圆柱侧面的散热面积，圆柱直径为D，长度为L，则，A柱＝π*D*L；
h柱为圆柱侧面散热系数，且，h柱＝Nu*λ/D，其中，λ为空气导热系数；
Nu为努塞尔数，且Nu＝C*(Gr*Pr)n，其中，Pr为普朗克常数，Gr为格拉晓夫数，且Gr＝(βgD3△T柱)/ν2，n为努塞尔数方程指数，C与n的取值均基于Gr的取值进行确定，
其中，体积膨胀系数β＝1/(273+t)，且t为定性温度，t＝(T1柱+T2)/2，ν为空气粘度；
所述C与n的取值均基于Gr的取值进行确定，具体为：
若求得格拉晓夫数在104-5.76×108之间，则电解槽圆柱侧面对流散热为层流，C取0.48，n取0.25；
若求得格拉晓夫数在5.76×108-4.65×109之间，则电解槽圆柱侧面对流散热为过渡区，C取0.0445，n取0.37；
若求得格拉晓夫数＞4.65×109，则电解槽圆柱侧面对流散热为湍流，C取0.1，n取1/3；
所述电解槽对流散热功率为电解槽端面对流散热与电解槽圆柱侧面与周围环境的对流散热功率之和，具体为：
W对＝W端对+W柱对
W端对＝h端*A端*△T端，
其中，△T端为电解槽的槽体端面温度与环境温度的差值，即：
△T端＝T1端-T2，
T1端为槽体端表面温度，T2为环境温度；
A端为电解槽圆柱端面的散热面积，圆柱端面直径为D，则，A端＝2×1/4π*D2＝0.5π*D2
h端为圆柱端面散热系数，且，h端＝Nu*λ/D，其中，λ为空气导热系数；
Nu为努塞尔数，且Nu＝C*(Gr*Pr)n，其中，Pr为普朗克常数，Gr为格拉晓夫数，且Gr＝(βgD3△T)/ν2，n为努塞尔数方程指数，C与n的取值均基于Gr的取值进行确定，
其中，体积膨胀系数β＝1/(273+t)，且t为定性温度，t＝(T1端+T2)/2，ν为空气粘度；
所述C与n的取值均基于Gr的取值进行确定，具体为：
若求得格拉晓夫数在104-3×109之间，则电解槽圆柱两个端面对流散热为层流，C取0.59，n取0.25；
若求得格拉晓夫数在3×109-2×1010之间，则电解槽圆柱两个端面对流散热为过渡区，C取0.0292，n取0.39；
若求得格拉晓夫数＞2×1010，则电解槽圆柱两个端面对流散热为湍流，C取0.11，n取1/3；
所述电解槽与周围环境的辐射散热功率的计算公式如下：
W辐＝W端辐+W柱辐
W端辐＝A端*ε*σ*{[(T1端+273)/100]4-[(T2+273)/100]4}，
W柱辐＝A柱*ε*σ*{[(T1柱+273)/100]4-[(T2+273)/100]4}，
其中，
ε为黑度，根据电解槽表面材料特性取值；
σ为黑体辐射系数，取值5.67W/(m2·K4)。
2.根据权利要求1所述的基于热量衡算的电解槽运行温度控制方法，其特征在于，所述基于预设槽后温度、矫正系数、电解槽的尺寸信息、实际测得电压、实际测得电流、实际测得电解槽表面温度、实际测得环境温度、电解液体积流量、电解液密度和电解液比热容，确定迭代后的设定槽前温度，具体为：
基于实际测得电解槽表面温度、实际测得环境温度，确定定性温度，以及电解槽的槽体表面温度与环境温度的差值，并确定体积膨胀系数；
结合电解槽的尺寸信息，确定格拉晓夫数，并确定电解槽与周围环境的对流散热功率、以及电解槽与周围环境的辐射散热功率；
结合实际测得电压、实际测得电流，确定电解槽净热量功率；
结合预设槽后温度、矫正系数、电解液体积流量、电解液密度和电解液比热容，确定迭代后的设定槽前温度。
3.根据权利要求2所述的基于热量衡算的电解槽运行温度控制方法，其特征在于，还包括：
在所述电解槽运行预设时长后，基于实际测得槽前温度、实际测得槽后温度、电解槽净热量功率、电解液体积流量、电解液密度和电解液比热容，确定修正后的矫正系数；
并基于所述修正后的矫正系数，重新计算迭代后的设定槽前温度。
4.一种基于热量衡算的电解槽运行温度控制系统，其特征在于，其采用如权利要求1至3中任一项所述的基于热量衡算的电解槽运行温度控制方法，所述基于热量衡算的电解槽运行温度控制系统包括：
温度采集装置，其用于采集的电解槽的实际槽前温度；
控制单元，其用于获取所述实际槽前温度，并在所述实际槽前温度偏离预设槽前温度，控制冷媒流量控制器对电解液的进液温度进行控制，其中，所述预设槽前温度基于预设槽后温度、矫正系数、电解槽净热量功率、电解液体积流量、电解液密度和电解液比热容确定；在当前迭代周期内，基于所述实际槽前温度与所述预设槽前温度，确定所述冷媒流量控制器的开度；在所述当前迭代周期的后续迭代周期开始时，基于预设槽后温度、矫正系数、电解槽的尺寸信息、实际测得电压、实际测得电流、实际测得电解槽表面温度、实际测得环境温度、电解液体积流量、电解液密度和电解液比热容，确定迭代后的设定槽前温度，并基于所述迭代后的设定槽前温度，调节所述冷媒流量控制器的开度。
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