一种分级加注双系统加氢机及加注方法技术方案

本发明专利技术涉及加氢机技术领域，提供一种分级加注双系统加氢机及加注方法，该加氢机包括并行设置的高压储氢罐、中压储氢罐和低压储氢罐，所述高压储氢罐依次连接高压进气气动阀、第一控制阀后连接氢气换热器的进气口，低压储氢罐依次连接低压进气气动阀、第二控制阀后连接氢气换热器的进气口；所述中压储氢罐连接中压进气气动阀后分成两个支路，其中一支路连接中压平气气动阀后接在高压进气气动阀和第一控制阀之间，另一支路连接低压平气气动阀后接在低压进气气动阀和第二控制阀之间；所述氢气换热器的出气口分别通过第一气路和第二气路连接第一加氢枪和第二加氢枪。本发明专利技术能够实现不同压力等级分别和同时加注，整体结构简单、功能可靠也易于实现。功能可靠也易于实现。功能可靠也易于实现。

【技术实现步骤摘要】
一种分级加注双系统加氢机及加注方法


[0001]本专利技术涉及一种加氢机，具体涉及一种分级加注双系统加氢机及加注方法，属于加氢机


技术介绍

[0002]氢能以来源广、能效高、可再生、燃烧产物零污染等优点，正成为世界主要发达经济体和国家能源创新与再工业化的焦点。近年来，美国、日本、中国、韩国、欧盟等都制定了氢能发展战略，大力开发氢能汽车，积极推进加氢站等氢能基础设施的建设。加氢站是为氢能燃料电池等提供能源补给的基础设施，是氢燃料电池汽车推广应用、加快发展氢能产业的前置条件。加氢站分为站外供氢加氢站和站内制氢加氢站，站外供氢加氢站又分为高压气氢加氢站和液氢加氢站，目前我国以高压气氢加氢站为主。
[0003]加氢机是加氢站内的关键设备，主要分为35MPa和70MPa两种压力等级。国外的加氢机制造企业，主要有美国的Plug power公司、Air product公司、日本川崎公司和德国宝马公司等，美国Air product公司的35MPa和70MPa加氢一体机样机，已经达到了很高的水平。而国内，35MPa加氢机设备已经实现国产化，且已经实现量产；而70MPa加氢机设备仅有个别企业投入市场。受车辆气瓶制造水平和相关标准尚未完善的影响，国内加氢机主要是以35MPa压力等级为主，但70MPa压力等级的加氢机是未来的发展趋势。
[0004]目前国内市场上的加氢机，大多属于单系统单线进气，加注效率低，等待时间长。随着我国加氢需求的不断增加，现有加氢机的加注流程也存在如下缺陷：
[0005](1)现有加氢技术集中于35MPa或者70MPa的单一压力等级，不能满足一台加氢机可加注两个压力等级的需求，实用性和经济性都不强，不能满足市场需求。
[0006](2)现有加氢机的加注技术主要集中于单线单系统，受气路流量限制，不能实现两侧同时加注，加注效率低下。
[0007](3)现有加氢机的加氢技术供气压力等级分级单一，对于满足高压需求的氢气供应，压力分级越少，能量消耗大，加注效率越低。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于针对现有技术存在的技术问题，提供一种分级加注双系统加氢机及加注方法，能够实现不同压力等级分别和同时加注，整体结构简单、功能可靠也易于实现。
[0009]为了解决以上提出的问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0010]本专利技术提供一种分级加注双系统加氢机，该加氢机包括并行设置的高压储氢罐、中压储氢罐和低压储氢罐，所述高压储氢罐依次连接高压进气气动阀、第一控制阀后连接氢气换热器的进气口，所述低压储氢罐依次连接低压进气气动阀、第二控制阀后连接氢气换热器的进气口；所述中压储氢罐连接中压进气气动阀后分成两个支路，其中一支路连接中压平气气动阀后接在高压进气气动阀和第一控制阀之间，另一支路连接低压平气气动阀
后接在低压进气气动阀和第二控制阀之间；所述氢气换热器的出气口分别通过第一气路和第二气路分别连接第一加氢枪和第二加氢枪。
[0011]进一步的，所述第一控制阀和氢气换热器、及所述第二控制阀和氢气换热器之间分别设置有质量流量计。
[0012]进一步的，所述第一气路和第二气路上分别设置温度传感器和压力传感器，用于检测气体的温度和压力值。
[0013]进一步的，所述第一气路和第二气路上还分别设置有泄放气动阀，用于在加注完成后泄放氢气。
[0014]进一步的，所述氢气换热器还连接充入冷却剂的冷却气路。
[0015]进一步的，所述高压储氢罐提供90MPa气源，所述中压储氢罐提供50MPa气源，所述低压储氢罐提供20MPa气源。
[0016]本专利技术还提供一种分级加注双系统加注方法，该加注方法具体包括：
[0017]第二加氢枪加注35MPa车辆时，打开低压进气气动阀，低压储氢罐给第二气路供气进行加注；待低压储氢罐与车辆气瓶的压力差达到设定值，关闭低压进气气动阀，打开中压进气气动阀和低压平气气动阀，中压储氢罐给第二气路供气进行加注；待车辆气瓶达到目标压力，关闭中压进气气动阀，打开第二泄放气动阀，完成加注35MPa车辆；
[0018]第一加氢枪加注70MPa车辆时，打开低压进气气动阀、低压平气气动阀和中压平气气动阀，低压储氢罐给第一气路供气进行加注；待低压储氢罐与车辆气瓶的压力差达到设定值，关闭低压进气气动阀和低压平气气动阀，并打开中压进气气动阀；中压储氢罐给第一气路供气进行加注；待中压储氢罐与车辆气瓶的压力差达到设定值，关闭中压进气气动阀和中压平气气动阀，并打开高压气动阀，高压储氢罐给第一气路供气进行加注；待车辆气瓶达到目标压力，关闭高压进气气动阀，打开第一泄放气动阀，完成加注70MPa车辆。
[0019]进一步的，所述加注方法还包括：第一加氢枪和第二加氢枪同时加注70MPa车辆和35MPa车辆，具体为：
[0020]若低压储氢罐和中压储氢罐两者的气量充足，则打开低压进气气动阀、低压平气气动阀和中压平气气动阀，低压储氢罐同时为第一气路和第二气路进行供气；
[0021]待第二气路完成低压平气后，则关闭低压进气气动阀，开启中压进气气动阀，中压储氢罐同时为第一气路和第二气路供气，直到第二气路完成加注，关闭低压平气气动阀；
[0022]待第一气路实现中压平气后，关闭中压平气气动阀和中压进气气动阀，打开高压进气气动阀，高压储氢罐为第一气路供气，直到第一气路完成加注。
[0023]进一步的，所述第一加氢枪和第二加氢枪同时加注35MPa车辆和70MPa车辆，具体为：
[0024]若低压储氢罐气量不足，中压储氢罐气量充足，则打开低压进气气动阀、中压进气气动阀和中压平气气动阀，低压储氢罐为第二气路供气，中压储氢罐为第一气路供气；
[0025]待第二气路完成低压平气后，则关闭低压进气气动阀并打开低压平气气动阀，中压储氢罐为第二气路供气直到完成加注；
[0026]待第一气路完成中压平气后，关闭中压平气气动阀，并打开高压进气气动阀，高压储氢罐为第一气路供气直到完成加注。
[0027]进一步的，所述第一加氢枪和第二加氢枪同时加注35MPa车辆和70MPa车辆，具体
为：
[0028]若低压储氢罐和中压储氢罐气量两者的气量不足，则打开低压进气气动阀为第二气路供气，打开高压进气气动阀为第一气路供气直到完成加注；
[0029]待第二气路完成低压平气后，则关闭低压进气气动阀，并打开低压平气气动阀和中压进气气动阀，中压储氢罐为第二气路供气直到完成加注。
[0030]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0031](1)本专利技术的加氢机通过设置高压储氢罐、中压储氢罐和低压储氢罐提供三路不同压力等级的气源，分别设置对应的进气气动阀进行控制，并通过两个气路进行供气实现双系统加注，还通过控制阀和氢气换热器进行控制调节，整个加氢机的结构简单、功能可靠也易于实现，并通过进气气动阀可以实现紧急切断功能。
[0032](2)本专利技术的加氢机通过设置质量流量计、温度传感器和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分级加注双系统加氢机，其特征在于：该加氢机包括并行设置的高压储氢罐、中压储氢罐和低压储氢罐，所述高压储氢罐依次连接高压进气气动阀、第一控制阀后连接氢气换热器的进气口，所述低压储氢罐依次连接低压进气气动阀、第二控制阀后连接氢气换热器的进气口；所述中压储氢罐连接中压进气气动阀后分成两个支路，其中一支路连接中压平气气动阀后接在高压进气气动阀和第一控制阀之间，另一支路连接低压平气气动阀后接在低压进气气动阀和第二控制阀之间；所述氢气换热器的出气口分别通过第一气路和第二气路分别连接第一加氢枪和第二加氢枪。2.根据权利要求1所述的分级加注双系统加氢机，其特征在于：所述第一控制阀和氢气换热器、及所述第二控制阀和氢气换热器之间分别设置有质量流量计。3.根据权利要求1或2所述的分级加注双系统加氢机，其特征在于：所述第一气路和第二气路上分别设置温度传感器和压力传感器，用于检测气体的温度和压力值。4.根据权利要求3所述的分级加注双系统加氢机，其特征在于：所述第一气路和第二气路上还分别设置有泄放气动阀，用于在加注完成后泄放氢气。5.根据权利要求1或4所述的分级加注双系统加氢机，其特征在于：所述氢气换热器还连接充入冷却剂的冷却气路。6.根据权利要求1所述的分级加注双系统加氢机，其特征在于：所述高压储氢罐提供90MPa气源，所述中压储氢罐提供50MPa气源，所述低压储氢罐提供20MPa气源。7.一种基于权利要求1～6任一项所述分级加注双系统加氢机的加注方法，其特征在于：该加注方法具体包括：第二加氢枪加注35MPa车辆时，打开低压进气气动阀，低压储氢罐给第二气路供气进行加注；待低压储氢罐与车辆气瓶的压力差达到设定值，关闭低压进气气动阀，打开中压进气气动阀和低压平气气动阀，中压储氢罐给第二气路供气进行加注；待车辆气瓶达到目标压力，关闭中压进气气动阀，打开第二泄放气动阀，完成加注35MPa车辆；第一加氢枪加注70MPa车辆时，打开低压进气气动阀、低压平气气动阀和中压平气气动阀，低压储氢罐给第一气路供气进行加注；待低压储氢罐与车辆气瓶的压力差达到设定值，关闭低压进气气动阀...

【专利技术属性】
技术研发人员：许健，郝加封，张超，王秀林，侯海龙，王嘉炜，李景鹏，侯建国，穆祥宇，解辉，张震，兰玉岐，周树辉，张瑜，张雨晴，宋鹏飞，黄辉，王斯，
申请(专利权)人：中海石油气电集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：