氢气压缩机台架试验系统技术方案

本发明专利技术提供一种氢气压缩机台架试验系统，它包括高、中、低三级氢气加载单元和高、中、低三级氢气调压调温单元。三级氢气加载单元分别通过管路与被测氢气压缩机的氢气排气口相连，通过对管路中的氢气加压，使被测氢气压缩机排气口压力为20MPa或45MPa或90MPa；三级氢气调压调温单元通过管路与被测氢气压缩机的氢气进气口相连，通过对高压氢气的多级减压、降温，使被测氢气压缩机进气口压力为0.5

【技术实现步骤摘要】
氢气压缩机台架试验系统


[0001]本专利技术涉及一种对氢气压缩机进行型式试验的台架试验系统，具体地说，涉及一种用于测试加氢站用的不同进气压力和排气压力氢气压缩机性能的台架试验系统。

技术介绍

[0002]高压气态储氢是一种广泛应用的、常见的储氢方式，即利用气瓶作为储存容器，通过高压压缩方式储存气态氢。在高压储存气态氢时，需要通过加氢站的氢气压缩机来实现。
[0003]目前，国内加氢站的气源主要有三种：来自于管道的氢气、氢气长管拖车运输的氢气和加氢站低压站用瓶组储存的氢气。来自于管道的氢气，其压力为1.5
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4.5MPa；氢气长管拖车运输的氢气，其压力为20MPa；加氢站低压站用瓶组储存的氢气，其压力为45MPa，这三种氢气经加氢站氢气压缩机增压后的压力为20MPa，45MPa和90MPa。加氢站需要根据不同的氢气进气压力和排气压力选配不同类型氢气压缩机，生产高压氢气。对应工况如下表1所示：
[0004]工况压缩机进气来源压缩机进气压力MPa压缩机出口压力MPa1管道气0.5
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520 2管道气0.5
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545 3管道气0.5
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590 4长管拖车5
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2045 5长管拖车5
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2090 6站用低压瓶组20
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4590
[0005]表1加氢站用氢气压缩机工况列表
[0006]加氢站用氢气压缩机的类型有很多种，如隔膜压缩机，液驱活塞式压缩机，气驱活塞式压缩机，机械活塞式压缩机，离子压缩机等，每种压缩机适用的进气压力、排气压力和排量均有不同。
[0007]目前，压缩机厂家尚不能在压缩机出厂前，对其进行不同工况下的连续测试，特别是对压缩机的系统设计合理性、产品性能指标、易损件寿命、部件可靠性耐久性等都没有进行充分地试验验证，其产品说明书中也没有标注其不同工况下的实际性能，故，现场不同类型压缩机连续运转后，经常会有不可预见的问题出现。

技术实现思路

[0008]鉴于上述原因，本专利技术的目的是提供一种用于对氢气压缩机进行型式试验的氢气压缩机台架试验系统。该台架试验系统通过提供不同的氢气进气压力和排气压力，并与被测氢气压缩机形成一完整的氢气闭环循环系统，实现对氢气压缩机的型式试验，测试氢气压缩机在不同工况下长时间运行的情况。
[0009]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种氢气压缩机台架试验系统，它包括高、中、低三级氢气加载单元和高、中、低三级氢气调压调温单元；
[0010]所述高、中、低三级氢气加载单元分别通过管路与被测氢气压缩机的氢气排气口相连，通过对管路中的氢气加压，使被测氢气压缩机排气口压力为20MPa或45MPa或90MPa；
[0011]所述高、中、低三级氢气调压调温单元通过管路与被测氢气压缩机的氢气进气口相连，通过对高压氢气的多级减压、降温，使被测氢气压缩机进气口压力为0.5
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5MPa或5
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20MPa或20
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45MPa；
[0012]所述高、中、低三级氢气调压调温单元可以独立工作，也可以组合工作；
[0013]所述高、中、低三级氢气加载单元、高、中、低三级氢气调压调温单元和被测氢气压缩机组成一完整的氢气加压
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减压
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调温闭环循环系统。
[0014]优选地，所述氢气加载单元包括串联在管路中的手动阀、安全阀、气动阀、压力变送器、温度变送器、电气比例背压阀和缓冲罐；所述压力变送器的控制端与压力调节PID控制单元的控制信号输出端相连，通过调节压力变送器输出的压力，对管路中的氢气加压；所述温度变送器的控制端与温度调节PID控制单元的控制信号输出端相连，通过调节温度变送器输出值调节管路内氢气的温度。
[0015]优选地，所述氢气调压调温单元均包括串联在管路中的电气比例减压阀、气体换热器、压力变送器、温度变送器、手动阀、储气罐、安全阀和手动阀；所述氢气调压调温单元的首端与同级所述氢气加载单元的末端通过手动阀相连；所述压力变送器的控制端与压力调节PID控制单元的控制信号输出端相连，通过调节压力变送器输出的压力，对管路中的氢气降压；所述温度变送器的控制端与温度调节PID控制单元的控制信号输出端相连，通过调节温度变送器输出值调节管路内氢气的温度；所述气体换热器的冷却水进出口通过电动比例调节球阀与冷水机的冷却水循环管路相连；调节所述电动比例调节球阀的开度，调节所述气体换热器内冷却水的流量大小，对减压后的高温氢气进行冷却。
[0016]优选地，所述氢气高压调压调温单元的末端和所述氢气中压调压调温单元的首端之间通过高压
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中压连接管路和手动阀相连；所述氢气中压调压调温单元的末端和所述氢气低压调压调温单元的首端之间通过中压
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低压连接管路和手动阀相连。
[0017]优选地，所述氢气压缩机台架试验系统还包括气体补偿单元，该气体补偿单元包括补气支路，串联在补气支路中的补气罐、压力表、单向阀、针阀、手动阀、压力变送器、减压阀、气动阀；补气支路与被测氢气压缩机的氢气回收口相连。
[0018]优选地，所述氢气压缩机台架试验系统还包括氢气回收单元，该氢气回收单元包括氢气回收支路，串联在氢气回收支路中的回收罐、压力表和手动阀，氢气回收支路与被测氢气压缩机的氢气回收口相连。
[0019]本专利技术通过不同压力等级的背压设置，实现测试中被测氢气压缩机不同等级高压氢气的输出，通过不同等级的调压处理，将高压氢气转化为不同等级的低压氢气，实现测试中被测氢气压缩机的低压氢气输入，从而，完成对不同进气压力和排气压力的各种类型的被测氢气压缩机的循环台架测试。特别是，本专利技术可以实现对加氢站用的进气压力范围为0.5
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45MPa、排气压力范围为20MPa
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90MPa的全工况氢气压缩机的循环台架测试，满足加氢站用各类压缩机的测试需求。另外，本专利技术对新型氢气压缩机的开发验证和出厂测试很有意义。
附图说明
[0020]图1为本专利技术氢气压缩机台架试验系统构成图；
[0021]图2为本专利技术压力调节PID控制原理简图；
[0022]图3为本专利技术温度调节PID控制原理简图；
[0023]其中：11
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高压加载管路，12
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手动阀，13
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安全阀，14
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气动阀，15
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压力变送器，16
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温度变送器，17
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电气比例背压阀，18
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缓冲罐，19
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手动阀；21
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高压调压管路，22
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电气比例减压阀，23
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气体换热器，24
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压力变送器，25
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温度变送器，26
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手动阀，27...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢气压缩机台架试验系统，其特征在于：它包括高、中、低三级氢气加载单元和高、中、低三级氢气调压调温单元；所述高、中、低三级氢气加载单元分别通过管路与被测氢气压缩机的氢气排气口相连，通过对管路中的氢气加压，使被测氢气压缩机排气口压力为20MPa或45MPa或90MPa；所述高、中、低三级氢气调压调温单元通过管路与被测氢气压缩机的氢气进气口相连，通过对高压氢气的多级减压、降温，使被测氢气压缩机进气口压力为0.5
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5MPa或5
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20MPa或20
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45MPa；所述高、中、低三级氢气调压调温单元可以独立工作，也可以组合工作；所述高、中、低三级氢气加载单元、高、中、低三级氢气调压调温单元和被测氢气压缩机组成一完整的氢气加压
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减压
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调温闭环循环系统。2.根据权利要求1所述的氢气压缩机台架试验系统，其特征在于：所述氢气加载单元包括串联在管路中的手动阀、安全阀、气动阀、压力变送器、温度变送器、电气比例背压阀和缓冲罐；所述压力变送器的控制端与压力调节PID控制单元的控制信号输出端相连，通过调节压力变送器输出的压力，对管路中的氢气加压；所述温度变送器的控制端与温度调节PID控制单元的控制信号输出端相连，通过调节温度变送器输出值调节管路内氢气的温度。3.根据权利要求2所述的氢气压缩机台架试验系统，其特征在于：所述氢气调压调温单元均包括串联在管路中的电气比例减压阀、气体换热器、压力变送器、...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯普东，王玉池，刘宇晨，高阳，王玥，
申请(专利权)人：北京普发动力控股股份有限公司，
类型：发明
国别省市：