CN115388324A - 一种气、液氢联供加氢站 - Google Patents

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Abstract

一种气、液氢联供加氢站，包括氢气管束车、高压氢气储罐、中压氢气储罐、低压氢气储罐、加氢压缩机组、氢气加注机、液氢槽车、液氢贮槽、高压液氢泵、高压氢阀、液氢汽化器、氢气缓冲罐、分析仪表***和自动控制***。各设备间由管道和阀门连接。本发明同时采用氢气和液氢作为氢源，具有更好的保供和适应能力。液氢能够为加压高温氢气预冷，取代了冷却器，减少了加氢站成本和占地面积。

Description

一种气、液氢联供加氢站
技术领域
本发明涉及一种气、液氢联供加氢站，能够同时采用气氢和液氢作为氢源，属于氢能源领域。
背景技术
能源危机是全球发展必须要直面和解决的世界性难题。现阶段化石能源依旧在全球能源结构中占据举足轻重的地位。
氢能源作为一种新型能源，具有热值高、绿色无污染等优点。现阶段，氢储运主要还是高压氢气和液氢两种方式。采用液氢储运，具有长距离运输成本低、储运运量大、产品纯度更高等优势。目前由于技术和产业限制，国内外市场上仍以气氢为主，但随着液氢技术和规模的突破，液氢将成为能与气氢分庭抗礼的主流储运方式。目前功能单一的气氢加氢站难以满足各地液氢消纳的需求。
发明内容
本发明同时采用氢气和液氢作为氢源，从组织流程、设备配置等多方面介绍了一种气、液氢联供加氢站，克服了现有加氢站利用氢源单一，气氢加氢站压缩后温度过高难以直接充装等问题。
本发明提供了一种气、液氢联供加氢站，它包括第一供氢***和第二供氢***，所述第一供氢***从右至左依次通过管道连接有第一氢气加注机、第一氢气缓冲罐、氢气储罐、加氢压缩机组、氢气管束车，在管道上设置多个阀门，所述第二供氢***从右至左依次通过管道连接有第二氢气加注机、第二氢气缓冲罐、液氢汽化器、高压液氢泵、液氢贮槽、液氢槽车，其中在第二氢气缓冲罐与液氢汽化器之间的管道与第一氢气缓冲罐和氢气储罐之间的管道上还设置有一根直通管道，在该直通管道上还设置有一根连接至液氢汽化器之与高压液氢泵之间管道上的旁通管道，所述高压液氢泵的两侧还设置有一根带阀门减压回流管路，所述第一氢气缓冲罐和第二氢气缓冲罐的前方均设置有第一流量计和第二流量计，用于测量第一供氢***和第二供氢***的流量，其直通管道上设置有第三流量计和第四流量计，用于测量直通管道上的流量和旁通管道上的流量，并在旁通管道、直通管道、管道上均设置有控制阀门。
作为优选：所述氢气储罐由高压氢气储罐、中压氢气储罐、低压氢气储罐组成，相互之间并联排布，并在每个氢气储罐前后均安装有控制阀门。
作为优选：所述加氢压缩机组为隔膜压缩机或活塞压缩机。可以同时配置一台及以上不同出口压力的加氢压缩机组提供不同的加注压力。
作为优选：所述液氢贮槽为真空多层绝热贮槽，包括外壳和内胆。
作为优选：所述液氢汽化器为空浴式汽化器或水浴式汽化器。
作为优选：所述第一氢气加注机、第二氢气加注机的加注压力为35MPa、70MPa、90MPa中的一种或几种，可以同时配置一台及以上不同压力的氢气加注机提供不同的加注压力。
本发明提供了一种气、液氢联供的新型加氢站形式，同时采用氢气和液氢作为氢源，具有更好的保供和适应能力。同时，液氢能够为加压高温氢气预冷，取代了冷却器，减少了加氢站成本和占地面积，是未来大型加氢站非常具有潜力的组织模式。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作详细的说明：如图1所示，本发明的一种气、液氢联供加氢站，包括第一供氢***、第二供氢***、分析仪表***、自动控制***和安全报警***。第一供氢***包括氢气管束车1、加氢压缩机组6、高压氢气储罐2、中压氢气储罐3、低压氢气储罐4、第一氢气缓冲罐5、第一流量计201、第一氢气加注机7及相应管道和阀门；第二供氢***包括液氢槽车8、液氢贮槽9、高压液氢泵10、液氢汽化器11、第二氢气缓冲罐12、第二流量计202、第二氢气加注机13、第三流量计203、第四流量计204及相应管道和阀门。
其中第一供氢***，包括氢气管束车1通过一零零管道100与加氢压缩机组6相连，加氢压缩机组6通过一零一管道101、一零二管道102、一零三管道103分别与高压氢气储罐2、中压氢气储罐3、低压氢气储罐4连接，上述三个储罐进出口管道都设置有阀门302~307，三个储罐分别通过一零四管道104、一零五管道105、一零六管道106汇总至一零七管道107后依次与三零八阀门308、一零八管道108、第一流量计201、一零九管道109、第一氢气缓冲罐5、一二零管道120、第一氢气加注机7连接。
第二供氢***，包括液氢槽车8通过三零九阀门309和一一零管道110与液氢贮槽9连接，液氢贮槽9通过三一零阀门310、一一一管道111与高压液氢泵10连接。高压液氢泵10设置有减压回流管路三一一阀门311和一一三管道113。高压液氢泵10依次与一一二管道112、三一二阀门312、液氢汽化器11、一一四管道114、三一三阀门313、第二流量计202、一一六管道116、第二氢气缓冲罐12、一一五管道115、第二氢气加注机13连接。一一二管道112上设置有两条支路，其中一条通过一一七管道117、三一四阀门314、第三流量计203、一一八管道118与一零九管道109连接，另一条通过一一七管道117、三一五阀门315、第四流量计204、一一九管道119与一一六管道116连接。
在第一供氢***中，氢气管束车内20MPa的氢气经加氢压缩机组6加压后分级充装进不同压力等级的高压氢气储罐2、中压氢气储罐3和低压氢气储罐4。氢气管束车内残余压力须保持5MPa以上。以35MPa加氢压力为例，当有汽车需加氢时，上述三个氢气储罐中的氢气与第二供氢***来的高压液氢在第一氢气缓冲罐5混合，降温至-20℃以下，再经第一氢气加注机7直接加注进汽车。
在第二供氢***中，液氢槽车8的液氢通过自增压或者液氢泵转移至液氢贮槽9，压力在0.1~0.4MPa范围。以70MPa加氢压力为例，当有汽车需加氢时，液氢从液氢贮槽9输出，经高压液氢泵10加压至90MPa，进入液氢汽化器11汽化成90MPa高压常温氢气，90MPa高压常温氢气与支路来的高压液氢在第二氢气缓冲罐12中混合降温至-40℃以下，再经第二氢气加注机13直接加注进汽车。高压液氢泵10采用变频电机，并设置有回流阀，能够提供0~120%的流量调节范围。
一种气、液氢联供加氢站，所述加氢站的气氢和液氢加氢能力均为1000公斤/天。
所述加氢压缩机组6为隔膜压缩机。
所述液氢贮槽9为真空多层绝热贮槽，包括外壳和内胆。
所述液氢汽化器11为空浴式汽化器。
所述第一氢气加注机7、第二氢气加注机13的加注压力为35MPa、70MPa、90MPa中的一种或几种，可以同时配置一台及以上不同压力的氢气加注机提供不同的加注压力。

Claims (6)

1.一种气、液氢联供加氢站，它包括第一供氢***和第二供氢***，其特征在于：所述第一供氢***从右至左依次通过管道连接有第一氢气加注机（7）、第一氢气缓冲罐（5）、氢气储罐、加氢压缩机组（6）、氢气管束车（1），在管道上设置多个阀门，所述第二供氢***从右至左依次通过管道连接有第二氢气加注机（13）、第二氢气缓冲罐（12）、液氢汽化器（11）、高压液氢泵（10）、液氢贮槽（9）、液氢槽车（8），其中在第二氢气缓冲罐（12）与液氢汽化器（11）之间的管道与第一氢气缓冲罐（5）和氢气储罐之间的管道上还设置有一根直通管道（315），在该直通管道（315）上还设置有一根连接至液氢汽化器（11）之与高压液氢泵（10）之间管道上的旁通管道（117），所述高压液氢泵（10）的两侧还设置有一根带阀门减压回流管路（113），所述第一氢气缓冲罐（5）和第二氢气缓冲罐（12）的前方均设置有第一流量计（201）和第二流量计（202），用于测量第一供氢***和第二供氢***的流量，其直通管道上设置有第三流量计（203）和第四流量计（204），用于测量直通管道上的流量和旁通管道上的流量，并在旁通管道、直通管道、管道上均设置有控制阀门。
2.根据权利要求1所述的气、液氢联供加氢站，其特征在于：所述氢气储罐由高压氢气储罐（2）、中压氢气储罐（3）、低压氢气储罐（4）组成，相互之间并联排布，并在每个氢气储罐前后均安装有控制阀门。
3.根据权利要求1所述的气、液氢联供加氢站，其特征在于：所述加氢压缩机组（6）为隔膜压缩机或活塞压缩机，可以同时配置一台及以上不同出口压力的加氢压缩机组提供不同的加注压力。
4.根据权利要求1所述的气、液氢联供加氢站，其特征在于：所述液氢贮槽（9）为真空多层绝热贮槽，包括外壳和内胆。
5.根据权利要求1所述的气、液氢联供加氢站，其特征在于：所述液氢汽化器（11）为空浴式汽化器或水浴式汽化器。
6.根据权利要求1所述的气、液氢联供加氢站，其特征在于：所述第一氢气加注机（7）、第二氢气加注机（13）的加注压力为35MPa、70MPa、90MPa中的一种或几种，可以同时配置一台及以上不同压力的氢气加注机提供不同的加注压力。
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