加氢站储氢容器降温系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种加氢站储氢容器降温系统及方法，旨在解决储气容器在使用过程中温度过高、温升过快及泄漏气体易燃而引发的安全问题。该降温系统主要包括同时配置的喷雾机构、喷淋机构及控制单元；其通过采集储气容器的温度、罐区环境的温度、罐区火焰探测器的信号和相关的按钮的号，逻辑处理后自动控制喷雾或喷淋，从而实现储氢容器的降温冷却功能。本发明专利技术能够有效解决储氢容器在使用过程中温度过高及温升过快的问题，以消除安全隐患；且当储氢容器区管线发生氢泄漏燃烧时对储氢容器喷淋冷却，防止储氢容器失效而发生爆炸的风险。防止储氢容器失效而发生爆炸的风险。防止储氢容器失效而发生爆炸的风险。

【技术实现步骤摘要】
加氢站储氢容器降温系统及方法


[0001]本专利技术涉及可燃气体安全加注
，具体涉及一种加氢站储氢容器降温系统及方法。

技术介绍

[0002]加氢站的储氢容器（如罐或瓶组）储存氢气的压力一般分为20MPa、45MPa和90MPa，其使用温度不能超过85℃。氢气的压缩或减压均会放出热量，在储氢容器充装过程中容器内氢气温升过快，会发生超过容器使用温度范围的风险，存在使用安全隐患。
[0003]储氢容器是加氢站内重要的加氢设施，处于易燃易爆的危险场所，且储氢压力高，另外氢气易泄露、易燃烧；因此，对储氢容器采取预冷或降温措施可有效提高其安全使用性能，对加氢站安全可靠运行尤为重要。而在天然气加气站也面临着同样的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种加氢站储氢容器降温系统及方法，旨在解决储氢容器在使用过程中温度过高、温升过快及氢泄漏燃烧而引发的安全问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：设计一种加氢站储氢容器降温预冷系统，包括：喷雾机构，包括用于设置在对应储氢容器上方的雾化布水腔、连通该雾化布水腔的多个雾化喷嘴，所述雾化布水腔在安装使用时经由对应的供水管及喷雾控制阀连通至对应的冷却水源；喷淋机构，包括用于设置在对应储氢容器上方的喷淋布水腔、连通该喷淋布水腔的多个喷淋孔/嘴，所述喷淋布水腔在安装使用时经由对应的供水管及喷淋控制阀连通至对应的冷却水源；控制单元，包括PLC、用于采集储氢容器区域环境温度的环境温度变送器、采集所述储氢容器温度的温度传感器、用于监测所述储氢容器区域的火焰探测器，所述PLC接收所述各变送器、传感器或/和探测器所采集的信号，并经设定的逻辑处理后发出控制信号，以实现对所述喷雾或/和喷淋控制阀的启闭控制。
[0006]所述雾化布水腔和喷淋布水腔上下平行设置，所述多个雾化喷嘴对应布设于雾化布水腔的上侧或/和左、右两侧，所述多个喷淋孔/嘴对应布设于雾化布水腔下侧或/和左、右两侧。
[0007]所述温度传感器包括用于贴片安装在所述储氢容器上的至少两个本安型温度传感器，其通过安全栅电连接于所述PLC。
[0008]所述控制单元还包括设于对应的防爆操作柱上的急停按钮，用于向PLC发送急停信息，且由PLC控制所述喷雾或/和喷淋控制阀的关闭，同时生成和发出报警信息。
[0009]所述控制单元还包括对应电连接于所述PLC的喷雾或/和喷淋手动开关，用以实现对所述喷雾或/和喷淋控制阀启闭的手动控制。
[0010]所述控制单元还包括电连接于所述PLC的RS485通讯接口，用于将降温系统相关数据、运行状态或/和报警信息上传于加氢站PLC站控系统，以实现与对应的加氢站整站控制系统联锁联动控制。
[0011]所述加氢站储氢容器降温系统还包括为所述控制单元供电的UPS电源。
[0012]设计一种加氢站储氢容器降温方法，基于布设有所述加氢站储氢容器降温系统而实施，包括如下自动控制步骤：（1）当环境温度变送器采集的温度≥30℃，或者储氢容器温度传感器采集的温度≥40℃，或者储氢容器的温升≥3℃/min时，所述PLC控制喷雾控制阀开启，实现自动喷雾；自动喷雾状态下，当环境温度变送器采集的温度≤25℃，且储氢容器温度传感器采集的温度≤35℃，且满足判断条件持续5分钟后，所述PLC控制关闭喷雾控制阀，停止喷雾功。
[0013]（2）当火焰探测器检测到氢气管线泄漏着火，或者储氢容器温度传感器采集的温度≥50℃，或者储氢容器的温升≥8℃/min时，所述PLC控制喷淋控制阀开启，实现自动喷淋；自动喷淋状态下，当火焰探测器检测到火焰熄灭，且储氢容器温度传感器采集的温度≤45℃，且满足判断条件持续5分钟后，所述PLC控制喷淋控制阀关闭，停止喷淋。
[0014]进一步的，基于所述控制单元设有喷雾或/和喷淋手动开关，还包括如下手动控制步骤：打开所述喷雾/喷淋手动开关，PLC控制开启所述喷雾/喷淋控制阀，实现喷雾/喷淋的手动控制；关闭所述喷雾/喷淋手动开关，由所述控制单元自动控制。
[0015]进一步的，基于所述控制单元设有RS485通讯接口，包括如下步骤：所述控制单元以MODBUS RTU协议将相关数据、运行状态或/和报警信息上传于加氢站PLC站控系统，并与加氢站整站控制系统联锁联动控制。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的主要有益技术效果在于：本专利技术能够有效解决储氢容器在使用过程中温度过高及温升过快的问题，以消除安全隐患，保证氢气在压缩储存和减压取气过程中，储氢容器的使用温度不超限；同时，当储氢容器区管线发生氢气泄露燃烧时，会释放大量的热量，对储氢容器安全存储造成巨大威胁，通过对储氢容器喷淋冷却，防止其因为温度过高导致压力过高（排放不及时）造成储氢容器失效而发生爆炸的风险。
[0017]本专利技术适用于加氢站、加气站等的储气装置的降温冷却，也可用于其它罐体、瓶组和防水设备的降温使用。
附图说明
[0018]图1为本专利技术加氢站储氢容器降温系统的结构示意图；图2为图1的左视图；图3为图1的俯视图。
[0019]图4为本专利技术加氢站储氢容器降温系统中的防爆操作柱的操作界面示意图。
[0020]图5为本专利技术加氢站储氢容器降温系统中的喷雾喷淋双腔结构示意图；图6为本专利技术加氢站储氢容器降温系统中的双腔结构的截面示意图。
[0021]图7为本专利技术加氢站储氢容器降温系统的电气框图。
[0022]图8为本专利技术加氢站储氢容器降温方法中的喷雾控制逻辑流程图。
[0023]图9为本专利技术加氢站储氢容器降温方法中的喷淋控制逻辑流程图。
[0024]图中，1为喷雾喷淋双腔结构，2为火焰探测器，3为储氢罐，4为本安型温度传感器，5为稳压供水系统，6为环境温度变送器，7为防爆操作柱，8为防爆操作柱安装支架，9为急停按钮，10为喷雾旋钮，11为喷淋旋钮，13为方管，14为C型槽，15为雾化喷嘴，16为喷淋孔，17为堵板，18为连接板，19为管接头，20为雾化布水腔，21为喷淋布水腔，22为防爆控制盒。
具体实施方式
[0025]下面结合附图和实施例来说明本专利技术的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本专利技术，并不以任何方式限制本专利技术的范围。
[0026]以下实施例中所涉及的单元模块或传感器等器件，如无特别说明，则均为常规市售产品。
[0027]实施例1：一种加氢站储氢容器降温系统，参见图1至图7，包括：喷雾机构，包括设置在储氢罐3上方的雾化布水腔20、连通该雾化布水腔的多个雾化喷嘴15，所述雾化布水腔20在安装使用时经由对应的供水管及喷雾电动球阀连通至对应的稳压供水系统5；喷淋机构，包括用于设置在储氢罐3上方的喷淋布水腔21、连通该喷淋布水腔21的多个喷淋孔16，所述喷淋布水腔21经由对应的供水管及喷淋电动球阀连通至所述稳压供水系统5；所述雾化布水腔20和喷淋布水腔21为一体化的喷雾喷淋双腔结构1，参见图5、图6，其由方管13和平行对接于该方管下方的C型槽14围设而成，所述多个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种加氢站储氢容器降温系统，其特征在于，包括：喷雾机构，包括用于设置在对应储氢容器上方的雾化布水腔、连通该雾化布水腔的多个雾化喷嘴，所述雾化布水腔在安装使用时经由对应的供水管及喷雾控制阀连通至对应的冷却水源；喷淋机构，包括用于设置在对应储氢容器上方的喷淋布水腔、连通该喷淋布水腔的多个喷淋孔/嘴，所述喷淋布水腔在安装使用时经由对应的供水管及喷淋控制阀连通至对应的冷却水源；控制单元，包括PLC、用于采集储氢容器区域环境温度的环境温度变送器、采集所述储氢容器温度的温度传感器、用于监测所述储氢容器区域的火焰探测器，所述PLC接收所述各变送器、传感器或/和探测器所采集的信号，并经设定的逻辑处理后发出控制信号，以实现对所述喷雾或/和喷淋控制阀的启闭控制。2.根据权利要求1所述的加氢站储氢容器降温系统，其特征在于，所述雾化布水腔和喷淋布水腔上下平行设置，所述多个雾化喷嘴对应布设于雾化布水腔的上侧或/和左、右两侧，所述多个喷淋孔/嘴对应布设于雾化布水腔下侧或/和左、右两侧。3.根据权利要求1所述的加氢站储氢容器降温系统，其特征在于，所述温度传感器包括用于贴片安装在所述储氢容器上的至少两个本安型温度传感器，其通过安全栅电连接于所述PLC。4.根据权利要求1所述的加氢站储氢容器降温系统，其特征在于，所述控制单元还包括设于对应的防爆操作柱上的急停按钮，用于向所述PLC发送急停信息，且由PLC控制所述喷雾或/和喷淋控制阀的关闭，同时生成和发出报警信息。5.根据权利要求1所述的加氢站储氢容器降温系统，其特征在于，所述控制单元还包括对应电连接于所述PLC的喷雾或/和喷淋手动开关，用以实现对所述喷雾或/和喷淋控制阀启闭的手动控制。6.根据权利要求1所述的加氢站储氢容器降温系统，其特征在于，所述控制单元还包括电连接于所述PLC的RS485通...

【专利技术属性】
技术研发人员：周亮，李明昕，黄景龙，
申请(专利权)人：正星氢电科技郑州有限公司，
类型：发明
国别省市：