一种制氢加氢一体化加氢站供应系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种制氢加氢一体化加氢站供应系统，所述供应系统包括制氢系统、压缩系统、存储系统、加注系统、外源输入系统、反充装系统以及控制系统；所述供应系统根据目前加氢站运行情况设置了“加氢低谷时段”和“加氢高峰时段”两种操作模式，利用反充装系统实现“跨时间”的储氢，在“加氢低谷时段”工作模式，启用反充装系统便于后续在“加氢高峰时段”工作模式下，提高压缩系统的入口压力，提高氢气充装速率；所述供应系统可降低加氢站制氢规模20％，降低压缩机规模45％，节省设备投资成本25％以上，提高加氢站氢气利用率10％以上。提高加氢站氢气利用率10％以上。提高加氢站氢气利用率10％以上。

【技术实现步骤摘要】
一种制氢加氢一体化加氢站供应系统


[0001]本技术属于氢能源利用
，具体涉及一种制氢加氢一体化加氢站供应系统。

技术介绍

[0002]在未来世界能源发展舞台中，氢能将承担着举足轻重的地位，作为能源载体和能源互联媒介具有零碳、高效显著优势，若氢能实现广泛应用将会促进全球能源转型升级。
[0003]目前，加氢站有站内制氢和站外制氢两种模式。站内制氢通常采用电解水制氢和天然气制氢工艺。站内制氢的优势在于可以节省氢气运输成本、减少加氢站氢气储罐的容积，但是由于目前氢燃料电池车氢气加注随机且不连续，因而制氢设备需要经常启停，特别是压缩机，操作管理复杂难度大。压缩机是加氢站中的重要设备，其成本占整体压缩机建设成本的30％，由于常用隔膜式压缩机的膜片寿命和启动频次有关系，因此下游加注市场的不稳定导致了压缩机的不连续操作，维修成本大大提高。
[0004]即使站外制氢通过长管拖车将氢气运送至加氢站的方式，依然需要压缩机，同时目前长管拖车氢气利用率不高，一般加氢站只能用到5MPa就停止使用，造成很大一部分氢气只能被拖车拉回。因此，提供一种高效率、节能降本的氢气供应系统具有十分重要的意义。
[0005]CN111828833A公开了一种制氢加氢站系统，所述制氢加氢站系统包括制氢设备、缓存设备及压力调整设备，所述制氢设备、缓存设备及压力调整设备通过管路相连接，所述制氢设备用于产生氢气，所述缓存设备用于存储制氢加氢站系统中的氢气，所述压力调整设备用于调整流经其的氢气气流的压力，所述压力调整设备能够设置有多个，所述缓存设备包括第一存储罐及第二存储罐，所述第一存储罐通过管路与制氢设备相连接，所述第二存储罐与第一存储罐通过管路相连接，且所述第二存储罐与第一存储罐连接的管路上设置有压力调整设备，所述第二存储罐上还连接有加氢管路，所述加氢管路能够向外输出多种不同压力的氢气。该系统虽然在一定程度上提升了加氢效率，但针对加氢集中时间段和空闲时间段造成的压缩机频繁启停的问题不能有效解决，依然存在投资成本较高的问题。
[0006]考虑到以上的问题，针对加氢站加氢的集中时间段和闲时间段的特点，如何提供一种高效率、节能降本的氢气供应系统成为当前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0007]针对现有技术存在的问题，本技术的目的在于提供一种制氢加氢一体化加氢站供应系统，所述供应系统根据目前加氢站运行的情况，即存在集中加注时间段和长时间的空闲时间段，优化了系统结构，设置了反充装系统，提高氢气的利用率的同时节省了投资成本，有利于工业化应用。
[0008]为达此目的，本技术采用以下技术方案：
[0009]本技术提供了一种制氢加氢一体化加氢站供应系统，所述供应系统包括制氢
系统、压缩系统、存储系统、加注系统、外源输入系统、反充装系统以及控制系统；
[0010]所述压缩系统包括一级压缩单元和二级压缩单元；
[0011]所述制氢系统、一级压缩单元、二级压缩单元和加注系统依次相连；
[0012]所述存储系统包括一级存储单元和二级存储单元；
[0013]所述一级存储单元与所述一级压缩单元的出口管路相连；所述二级存储单元与所述二级压缩单元的出口管路相连；
[0014]所述外源输入系统也与所述一级压缩单元的出口管路相连；
[0015]所述二级压缩单元还通过所述反充装系统与所述一级存储单元相连；
[0016]所述控制系统用于控制所述制氢系统、压缩系统、存储系统、加注系统、反充装系统。
[0017]本技术中，所述供应系统基于现有的加氢站运行的情况，设计了反充装系统，可在加氢低谷时段实现压缩机不停机，解决了加氢集中时间段和空闲时间段造成的压缩机频繁启停的问题，同时采用该系统可降低压缩机的工作负荷35％以上，节省设备投资成本20％以上。
[0018]“反充装系统”将二级压缩单元的出口与一级存储单元的入口相连，使其在加氢低谷时段可将二级压缩单元压缩后的氢气反充到一级存储单元，用于在高峰时段来临时提高二级压缩单元的入口压力，从而提升加氢速度，同时实现了压缩机不停机操作，提升压缩机寿命，避免由于频繁启停带来的损坏。
[0019]以下作为本技术优选的技术方案，但不作为本技术提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本技术的技术目的和有益效果。
[0020]作为本技术优选的技术方案，所述制氢系统包括制氢装置。
[0021]本技术中，制氢装置可包括天然气制氢、甲醇制氢以及电解水制氢等任意一种制氢方式，但是氢气的纯度满足燃料氢标准规范要求。
[0022]作为本技术优选的技术方案，所述一级压缩单元包括一级压缩机。
[0023]所述二级压缩单元包括二级压缩机。
[0024]本技术中，一级压缩机的出口压力可达20
‑
25MPa；二级压缩机的出口压力可达35
‑
45MPa。
[0025]作为本技术优选的技术方案，所述外源输入系统包括氢气长管拖车。
[0026]本技术中，外源输入系统可作为站内出现氢气供应不足的补充。
[0027]作为本技术优选的技术方案，所述加注系统包括加氢机。
[0028]作为本技术优选的技术方案，所述一级存储单元包括至少2种压力区间的储罐，例如2种、3种、4种或5种等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，且每种压力区间的储罐并联设置。
[0029]所述一级存储单元包括一级低压区储罐和一级高压区储罐。
[0030]所述一级低压区储罐至少为1个，例如1个、2个、3个、4个或5个等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0031]所述一级高压区储罐至少为1个，例如1个、2个、3个、4个或5个等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0032]作为本技术优选的技术方案，所述一级低压区储罐的设定压力为5
‑
20MPa，例
如5MPa、10MPa、15MPa或20MPa等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0033]所述一级高压区储罐的设定压力为25
‑
45MPa，例如25MPa、30MPa、35MPa、40MPa或45MPa等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0034]本技术中，一级存储单元的低压区储罐用于存储经一级压缩后的氢气，起到存储氢气的缓冲作用；高压区储罐作为反充装的对象，用于应对加氢高峰时段，进一步提高二级压缩机入口的压力，进而提高二级压缩机处理量。
[0035]作为本技术优选的技术方案，所述二级存储单元包括至少2种压力区间的储罐，例如2种、3种、4种或5种等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制氢加氢一体化加氢站供应系统，其特征在于，所述制氢加氢一体化加氢站供应系统包括制氢系统、压缩系统、存储系统、加注系统、外源输入系统、反充装系统以及控制系统；所述压缩系统包括一级压缩单元和二级压缩单元；所述制氢系统、一级压缩单元、二级压缩单元和加注系统依次相连；所述存储系统包括一级存储单元和二级存储单元；所述一级存储单元与所述一级压缩单元的出口管路相连；所述二级存储单元与所述二级压缩单元的出口管路相连；所述外源输入系统也与所述一级压缩单元的出口管路相连；所述二级压缩单元还通过所述反充装系统与所述一级存储单元相连；所述控制系统用于控制所述制氢系统、压缩系统、存储系统、加注系统、反充装系统。2.根据权利要求1所述的制氢加氢一体化加氢站供应系统，其特征在于，所述制氢系统包括制氢装置。3.根据权利要求1所述的制氢加氢一体化加氢站供应系统，其特征在于，所述一级压缩单元包括一级压缩机；所述二级压缩单元包括二级压缩机。4.根据权利要求1所述的制氢加氢一体化加氢站供应系统，其特征在于，所述外源输入系统包括氢气长管拖车。5.根据权利要求1所述的制氢加氢一体化加氢站供应系统，其特征在于，所述加注系统包括加氢机。6.根据权利要求3所述的制氢加氢一体化加氢站供应系统，其特征在于，所述一级存储单元包括至...

【专利技术属性】
技术研发人员：王江涛，鹿晓斌，王芳，曲顺利，郭雷，
申请(专利权)人：中国海洋石油集团有限公司，
类型：新型
国别省市：