[实用新型]70MPa加氢站多级加注系统组成结构

说明书

本实用新型提供一种70MPa加氢站多级加注系统组成结构，是在高压氢气压缩机下游连接有至少三个高压储氢罐，每个所述高压储氢罐的压力等级的上下极限值之差不超过高压储氢罐的设计压力的20％，且所述至少三个高压储氢罐的压力等级呈阶梯状依次相接或者部分重叠地相接，使所述至少三个高压储氢罐的总体压力等级至少涵盖40‑90MPa；每个所述高压储氢罐设有一个入口控制阀与一个压力传感器，所述压力传感器以及相应的入口控制阀连接至PLC控制系统。本实用新型减小了高压储氢罐的壁厚，提高设备使用寿命和安全性，降低了设备制造难度和成本，优化了加氢站工艺流程，能够降低加氢站设备投资，并优化装置能耗。

技术领域

本实用新型涉及一种可以降低设备投资及制造难度的加氢站多级加注系统结构。

背景技术

氢能是未来能源发展的重要领域，也是各大能源公司的必争之地。加氢站是为燃料电池汽车及其他氢能利用装置提供氢源的重要基础设施。

近年来，全球范围内加氢站建设取得快速发展。目前全球加氢站数量排名前三的国家分别为日本、德国和美国。其中日本加氢站数量最多，有108座；德国位居其次，为76座；美国排名第三，有61座。我国氢能产业目前也处于飞速发展阶段，截止2019年10月，我国国内各地建成和在建的加氢站共有68座，其中建成加氢站35座，在建33座。其中加注压力以35MPa为主，逐步向70MPa过渡，且随着规模化应用，加氢技术将不断集成化、管理网络化、设备智能化。但就现有情况来看，我国在加氢站工艺技术、设备制造上与国外相比还有较大差距。

70MPa加氢站也可包含35MPa加注能力，因此70MPa加氢站同样包含35MPa加注设备，包括氢气压缩机，储氢罐，35MPa加氢机及相应程序控制等。

加氢站使用长管拖车站外供氢，长管拖车的氢气经过卸气柱卸车后一部分经45MPa氢气压缩机增压至45MPa后储存于储氢罐；另一部分直接作为35MPa加氢机的低级气源，还有一部分经高压氢气压缩机增压至90MPa后储存于高压储氢罐中。储氢罐作为70MPa加氢机的低级和中级压力等级气源，高压储氢罐作为70MPa加氢机的高压力等级气源，其中储氢罐和高压储氢罐的分级配比值使氢气利用率在现有配置基础上达到最优。

如图1所示，是现有70MPa加氢站的结构示意图，加氢站使用长管拖车站外供氢，长管拖车的氢气经过卸气柱卸车后，一部分经45MPa氢气压缩机增压至45MPa后储存于储氢罐；另一部分直接作为35MPa加氢机的低级气源，还有一部分经高压氢气压缩机增压至90MPa后储存于高压储氢罐中。储氢罐作为70MPa加氢机的低级和中级压力等级气源，高压储氢罐作为70MPa加氢机的高压力等级气源。其中储氢罐和高压储氢罐的分级配比值使氢气利用率在现有配置基础上达到最优。

现有70MPa加氢站系统的运行模式有：

1)站上有车来加注时，储氢罐、高压储氢罐依次给车加气，

2)当达到条件时氢气压缩机和高压氢气压缩机将长管拖车中的氢气依次增压至储氢罐和高压储氢罐中。

3)站内没有车辆加注且储氢罐/高压储氢罐不满时，氢气压缩机/高压氢气压缩机依次将储氢罐/高压储氢罐增压。

4)站内没有车辆加注且储氢罐/高压储氢罐满时，氢气压缩机/高压氢气压缩机不工作。

其中，氢气加注过程为分级加注，储氢罐和高压储氢罐分别作为高中低三个加注压力等级，其中高压储氢罐设计压力为98MPa，操作压力为45-90MPa，加氢时需多次充装，操作压差为45MPa，因此为疲劳设备，一方面对设备本质安全要求较高，同时为高压固定钢带缠绕式容器，筒体较厚，设计与制造工艺非常复杂，设备造价高，其仅为一种典型的构造型式，其他比如还有多层包扎型式的。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于，提供一种70MPa加氢站多级加注系统组成结构，解决现有70MPa加氢站中高压储氢罐的设计与制造工艺复杂、设备造价高的问题。