本申請涉及固定式燃料電池發(fā)電輔助設(shè)備，具體而言，涉及一種安全防護(hù)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、清潔能源包含太陽能、風(fēng)能、水能、氫能、潮汐能等，清潔能源的使用能解決化石能源所帶來的問題。隨著社會的發(fā)展和進(jìn)步，人們對電力的需求越來越大，氫能相比較其他清潔能源不受陽光、天氣、風(fēng)力的影響，且能夠根據(jù)人們對電力的需求進(jìn)行調(diào)整，氫能發(fā)電轉(zhuǎn)化效率目前可達(dá)50％左右，未來仍有上升空間，且氫能使用的排放物是水，可以實現(xiàn)零排放、無污染。

2、固定式燃料電池發(fā)電設(shè)備使用的能源是氫氣，氫氣在一定的濃度和條件下是一種易燃易爆的氣體，且固定式發(fā)電燃料設(shè)備對接的是電網(wǎng)或用戶高壓電網(wǎng)，存在一定的安全隱患，一旦處理不好就會造成設(shè)備損失和人員傷亡。因固定式燃料電池發(fā)電設(shè)備功率大、工作地點固定、工作時間長、與電網(wǎng)系統(tǒng)相連及用戶使用場景的不同導(dǎo)致工作模式不同，使設(shè)備產(chǎn)生故障的原因呈現(xiàn)多樣性，既有設(shè)備內(nèi)部原因造成的故障，也有外部原因?qū)е碌脑O(shè)備問題，且同一種故障現(xiàn)象可能由不同的原因造成。傳統(tǒng)的安全防護(hù)系統(tǒng)不能全面、系統(tǒng)性地對整個固定式燃料電池發(fā)電設(shè)備及設(shè)備操作維修人員進(jìn)行安全保護(hù)，且一旦出現(xiàn)故障后不能從整體安全層面來進(jìn)行檢測與處理故障，導(dǎo)致故障檢測、處理、設(shè)備保護(hù)和人員安全等一系列安全措施不能全面有效啟動。

3、因此，如何保證固定式燃料發(fā)電設(shè)備的穩(wěn)定安全運行，以及在出現(xiàn)故障后及時發(fā)現(xiàn)和快速反應(yīng)處理，避免故障擴大，是確保固定式燃料發(fā)電設(shè)備有效安全運行的必要條件和重要保障。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請?zhí)峁┝艘环N安全防護(hù)系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中固定式燃料電池發(fā)電設(shè)備因使用氫氣能源存在安全隱患，需要安全防護(hù)的問題。

2、根據(jù)本申請?zhí)峁┑囊环N安全防護(hù)系統(tǒng)，應(yīng)用于固定式燃料電池發(fā)電設(shè)備，固定式燃料電池發(fā)電設(shè)備包括：相鄰設(shè)置的燃料電池發(fā)電倉和輸出電氣倉，安全防護(hù)系統(tǒng)包括：氫泄露安全組件和壓差保持組件，氫泄露安全組件用于檢測是否發(fā)生氫氣泄露，壓差保持組件用于形成壓差以輔助保護(hù)氫氣泄露下的設(shè)備安全；

3、壓差保持組件包括：安裝在燃料電池發(fā)電倉的負(fù)壓風(fēng)扇和安裝在輸出電氣倉的正壓風(fēng)扇；負(fù)壓風(fēng)扇使燃料電池發(fā)電倉保持負(fù)壓狀態(tài)，正壓風(fēng)扇使輸出電氣倉保持正壓狀態(tài)。

4、在一些實施例中，壓差保持組件還包括：安裝在燃料電池發(fā)電倉與輸出電氣倉之間的倉體壓差傳感器，以及聲光報警裝置；聲光報警裝置與倉體壓差傳感器聯(lián)動報警。

5、在一些實施例中，燃料電池發(fā)電倉設(shè)置有燃料電池發(fā)電矩陣和氫氣供應(yīng)總閥，燃料電池發(fā)電矩陣設(shè)置在燃料電池發(fā)電倉內(nèi)，由多個燃料電池組成，氫氣供應(yīng)總閥連接在多個燃料電池的輸氣干路上；

6、氫泄露安全組件包括：多個氫氣濃度檢測探頭；多個氫氣濃度檢測探頭分別設(shè)置在燃料電池發(fā)電倉內(nèi)、輸出電氣倉內(nèi)以及各燃料電池的電堆腔體內(nèi)；氫氣供應(yīng)總閥與氫氣濃度檢測探頭聯(lián)動。

7、在一些實施例中，在燃料電池發(fā)電倉、輸出電氣倉和各燃料電池的電堆腔體內(nèi)，氫氣濃度檢測探頭均安裝在頂部位置。

8、在一些實施例中，燃料電池發(fā)電倉內(nèi)還設(shè)置有多個直流升壓轉(zhuǎn)換器，多個直流升壓轉(zhuǎn)換器分別與多個燃料電池電連接；

9、安全防護(hù)系統(tǒng)還包括：電氣安全組件；電氣安全組件包括：總路開關(guān)、總路熔斷器和多個分路熔斷器；總路開關(guān)和總路熔斷器串接在燃料電池發(fā)電矩陣的輸電干路上，多個分路熔斷器分別串接在各燃料電池的輸電分路上。

10、在一些實施例中，電氣安全組件還包括：異常電壓吸能裝置和接地保護(hù)裝置，異常電壓吸能裝置將燃料電池發(fā)電矩陣的輸電干路與接地系統(tǒng)連接，接地保護(hù)裝置將輸出電氣倉的各設(shè)備外殼與接地系統(tǒng)連接。

11、在一些實施例中，異常電壓吸能裝置為亞敏陶瓷二極管。

12、在一些實施例中，防護(hù)系統(tǒng)還包括：防火安全組件；防火安全組件包括：多組配套設(shè)置的溫度煙霧檢測器和滅火噴頭，多組溫度煙霧檢測器和滅火噴頭分別設(shè)置在各燃料電池處和直流升壓轉(zhuǎn)換器處。

13、在一些實施例中，防火安全組件還包括：滅火劑儲罐和輸送管道，輸送管道連接滅火劑儲罐與各滅火噴頭。

14、在一些實施例中，安全防護(hù)系統(tǒng)還包括：總控制器，總控制器電連接氫泄露安全組件、壓差保持組件、電氣安全組件和防火安全組件。

15、本申請的安全防護(hù)系統(tǒng)，應(yīng)用于固定式燃料電池發(fā)電設(shè)備，包括：氫泄露安全組件和壓差保持組件，氫泄露安全組件用于檢測固定式燃料電池發(fā)電設(shè)備是否發(fā)生氫泄露，而壓差保持組件用于保證燃料電池發(fā)電倉和輸出電氣倉之間形成穩(wěn)定負(fù)壓差，從而，即便出現(xiàn)氫氣泄漏的情況，也可保證氫氣始終不會串入輸出電氣倉中，避免因氫氣接觸高壓，對高壓設(shè)備造成危害，降低故障概率和故障損失，有效維持固定式燃料電池發(fā)電設(shè)備安全運行。

技術(shù)特征：

1.一種安全防護(hù)系統(tǒng)，應(yīng)用于固定式燃料電池發(fā)電設(shè)備，所述固定式燃料電池發(fā)電設(shè)備包括：相鄰設(shè)置的燃料電池發(fā)電倉(120)和輸出電氣倉(110)，其特征在于，所述安全防護(hù)系統(tǒng)包括：氫泄露安全組件和壓差保持組件，所述氫泄露安全組件用于檢測是否發(fā)生氫氣泄露，所述壓差保持組件用于形成壓差以輔助保護(hù)氫氣泄露下的設(shè)備安全；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全防護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述壓差保持組件還包括：安裝在所述燃料電池發(fā)電倉(120)與所述輸出電氣倉(110)之間的倉體壓差傳感器(133)以及聲光報警裝置；所述聲光報警裝置與所述倉體壓差傳感器(133)聯(lián)動報警。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的安全防護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述燃料電池發(fā)電倉(120)設(shè)置有燃料電池發(fā)電矩陣和氫氣供應(yīng)總閥(125)，所述燃料電池發(fā)電矩陣設(shè)置在所述燃料電池發(fā)電倉(120)內(nèi)，由多個燃料電池組成，所述氫氣供應(yīng)總閥(125)連接在多個所述燃料電池的輸氣干路上；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的安全防護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，在所述燃料電池發(fā)電倉(120)、所述輸出電氣倉(110)和各所述燃料電池的電堆腔體內(nèi)，所述氫氣濃度檢測探頭均安裝在頂部位置。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的安全防護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述燃料電池發(fā)電倉(120)內(nèi)還設(shè)置有多個直流升壓轉(zhuǎn)換器，多個所述直流升壓轉(zhuǎn)換器分別與多個所述燃料電池電連接；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的安全防護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述電氣安全組件還包括：異常電壓吸能裝置(155)和接地保護(hù)裝置(156)，所述異常電壓吸能裝置(155)將所述燃料電池發(fā)電矩陣的輸電干路與接地系統(tǒng)連接，所述接地保護(hù)裝置(156)將所述輸出電氣倉(110)的各設(shè)備外殼與接地系統(tǒng)連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的安全防護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述異常電壓吸能裝置(155)為亞敏陶瓷二極管。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的安全防護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述安全防護(hù)系統(tǒng)還包括：防火安全組件；所述防火安全組件包括：多組配套設(shè)置的溫度煙霧檢測器和滅火噴頭，多組所述溫度煙霧檢測器和所述滅火噴頭分別設(shè)置在各所述燃料電池處和所述直流升壓轉(zhuǎn)換器處。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的安全防護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述防火安全組件還包括：滅火劑儲罐(167)和輸送管道(168)，所述輸送管道(168)連接所述滅火劑儲罐(167)與各所述滅火噴頭。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的安全防護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述安全防護(hù)系統(tǒng)還包括：總控制器，所述總控制器電連接所述氫泄露安全組件、所述壓差保持組件、所述電氣安全組件和所述防火安全組件。

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及一種安全防護(hù)系統(tǒng)，應(yīng)用于固定式燃料電池發(fā)電設(shè)備，固定式燃料電池發(fā)電設(shè)備包括：相鄰設(shè)置的燃料電池發(fā)電倉和輸出電氣倉，安全防護(hù)系統(tǒng)包括：氫泄露安全組件和壓差保持組件；壓差保持組件包括：安裝在燃料電池發(fā)電倉的負(fù)壓風(fēng)扇和安裝在輸出電氣倉的正壓風(fēng)扇；負(fù)壓風(fēng)扇使燃料電池發(fā)電倉保持負(fù)壓狀態(tài)，正壓風(fēng)扇使輸出電氣倉保持正壓狀態(tài)。本申請既具有氫泄露檢測能力，又能夠保證燃料電池發(fā)電倉和輸出電氣倉之間形成穩(wěn)定的負(fù)壓差，從而，即便出現(xiàn)氫氣泄漏的情況，也可保證氫氣不會竄入輸出電氣倉中，避免因氫氣接觸高壓設(shè)備，對高壓設(shè)備造成危害，從而降低故障概率和故障損失，有效維持固定式燃料電池發(fā)電設(shè)備的安全運行。

技術(shù)研發(fā)人員：張健,袁磊,林法強
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海燃料電池汽車動力系統(tǒng)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20231215
技術(shù)公布日：2025/1/6