一种带储氢支路的绿氢供应系统技术方案

本技术公开一种带储氢支路的绿氢供应系统，包括有制氢单元，制氢单元的氢气输出端通过相并联的主路管路和支路管路与缓冲罐的输入端相连接，缓冲罐连接有缓冲罐压力表，缓冲罐的输出端连接有出口压缩机，出口压缩机的输出端连接系统出口；支路管路中包括沿氢气输送方向依次设置的储罐入口调节阀、氢气储罐及附属阀门组和储罐出口压缩机；氢气储罐及附属阀门组包括有相并联的若干个氢气储罐；在储罐出口压缩机的输入端和输出端还连接有储罐出口压缩机旁路管路，储罐出口压缩机旁路管路中包括有串联的旁路调节阀和旁路止回阀。本方案实现了在产氢量波动的情况下，保证下游供氢的流量稳定，且最大化利用上游氢气的压力，降低压缩电耗。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于氢能综合利用，具体涉及一种带储氢支路的绿氢供应系统。

技术介绍

1、利用风电、光伏等可再生能源发电，并通过电解水制取氢气，可实现将能量以氢的形式储存、运输和利用。进一步利用氢气来替代以煤、石油等化石燃料为基础的传统燃料，可以在交通、冶金、化工等领域实现脱碳。

2、依靠可再生能源发电制氢的特点是上游电源的波动性，为了充分消纳风光所生产的电力，并减小系统对公共电网的依赖，制氢环节的负荷实时跟随发电环节的出力变化，从而产氢的速率也以相同的幅度波动，这对于下游的氢气利用是不利的。通常下游的消纳环节，如化工、冶金等，都要求相对稳定的氢气供应流量，即使允许一定范围内的波动，也只能承受较缓慢的变化，这与上游风光发电快速的大幅度的波动不相匹配。解决方法是增加一定数量的储氢罐作为中转，使制氢与用氢解耦，吸收氢气流量短周期的波动，从而下游环节可以获得较稳定的氢气供应。

3、储氢系统的工艺流程与控制需要进行优化，以充分发挥储氢调节波动性的能力，改善整个系统的能效，提高相应能力。例如，氢气在制氢环节出口一般具备一定的压力，通常为1.5mpa-3.0mpa，但储罐中的氢气压强会随着储量而变化，一般都小于制氢出口的压力，因此向下游供应时还需要再次压缩并消耗电能，为保证系统的能效，应尽量避免不必要的减压。此外，系统中的阀门、压缩机工作范围和动作速度存在限制，造成流量控制无法及时响应。

技术实现思路

1、本技术所要解决的技术问题在于：提供一种带储氢支路的绿氢供应系统，解决现有方案中用于供气的储罐压力变化大、且低于所需气压，因而供气时再次压缩消耗电能较多的问题，通过结构及控制策略实现避免不必要的减压，从而降低系统电耗。

2、依据本技术的技术方案，本技术提供了一种带储氢支路的绿氢供应系统，包括有制氢单元，制氢单元的氢气输出端通过相并联的主路管路和支路管路与缓冲罐的输入端相连接，缓冲罐连接有缓冲罐压力表，缓冲罐的输出端连接有出口压缩机，出口压缩机的输出端连接系统出口；支路管路中包括沿氢气输送方向依次设置的储罐入口调节阀、氢气储罐及附属阀门组和储罐出口压缩机；氢气储罐及附属阀门组包括有相并联的若干个氢气储罐；在储罐出口压缩机的输入端和输出端还连接有储罐出口压缩机旁路管路，储罐出口压缩机旁路管路中包括有串联的旁路调节阀和旁路止回阀。

3、进一步地，旁路调节阀位于靠近储罐出口压缩机输入端的一侧，旁路止回阀位于靠近储罐出口压缩机输出端的一侧。

4、进一步地，制氢单元为可再生能源制氢单元，制氢单元连接有可再生能源发电系统，可再生能源发电系统为风力发电系统、光伏发电系统和/或风力发电与光伏发电相结合的发电系统。

5、进一步地，每个氢气储罐均设有附属阀门。

6、进一步地，旁路止回阀为在从储罐出口压缩机输出端至输入端方向上导通的单向阀；和/或，储罐出口压缩机为具备流量调节能力的压缩机。

7、与现有技术相比，本技术的有益技术效果如下：

8、本技术的带储氢支路的绿氢供应系统及方法在一体化绿氢制备和利用系统中，处于上游电解制氢及下游氢能利用中间，结合响应的控制策略，可以在产氢量波动的情况下，保证下游供氢的流量稳定，且最大化利用上游氢气的压力，降低压缩电耗。

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【技术保护点】

1.一种带储氢支路的绿氢供应系统，其特征在于，包括有制氢单元(1)，制氢单元(1)的氢气输出端通过相并联的主路管路(11)和支路管路(12)与缓冲罐(6)的输入端相连接，缓冲罐(6)连接有缓冲罐压力表(7)，缓冲罐(6)的输出端连接有出口压缩机(8)，出口压缩机(8)的输出端连接系统出口；支路管路(12)中包括沿氢气输送方向依次设置的储罐入口调节阀(2)、氢气储罐及附属阀门组(3)和储罐出口压缩机(4)；氢气储罐及附属阀门组(3)包括有相并联的若干个氢气储罐；在储罐出口压缩机(4)的输入端和输出端还连接有储罐出口压缩机旁路管路(5)，储罐出口压缩机旁路管路(5)中包括有串联的旁路调节阀(51)和旁路止回阀(52)。

2.根据权利要求1所述的带储氢支路的绿氢供应系统，其特征在于，旁路调节阀(51)位于靠近储罐出口压缩机(4)输入端的一侧，旁路止回阀(52)位于靠近储罐出口压缩机(4)输出端的一侧。

3.根据权利要求1所述的带储氢支路的绿氢供应系统，其特征在于，制氢单元(1)为可再生能源制氢单元，制氢单元(1)连接有可再生能源发电系统，可再生能源发电系统为风力发电系统、光伏发电系统和/或风力发电与光伏发电相结合的发电系统。

4.根据权利要求1所述的带储氢支路的绿氢供应系统，其特征在于，每个氢气储罐均设有附属阀门。

5.根据权利要求1所述的带储氢支路的绿氢供应系统，其特征在于，旁路止回阀(52)为在从储罐出口压缩机(4)输出端至输入端方向上导通的单向阀；和/或，储罐出口压缩机(4)为具备流量调节能力的压缩机。

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【技术特征摘要】

1.一种带储氢支路的绿氢供应系统，其特征在于，包括有制氢单元(1)，制氢单元(1)的氢气输出端通过相并联的主路管路(11)和支路管路(12)与缓冲罐(6)的输入端相连接，缓冲罐(6)连接有缓冲罐压力表(7)，缓冲罐(6)的输出端连接有出口压缩机(8)，出口压缩机(8)的输出端连接系统出口；支路管路(12)中包括沿氢气输送方向依次设置的储罐入口调节阀(2)、氢气储罐及附属阀门组(3)和储罐出口压缩机(4)；氢气储罐及附属阀门组(3)包括有相并联的若干个氢气储罐；在储罐出口压缩机(4)的输入端和输出端还连接有储罐出口压缩机旁路管路(5)，储罐出口压缩机旁路管路(5)中包括有串联的旁路调节阀(51)和旁路止回阀(52)。

2.根据权利要求1所述的带储氢支路的绿氢供应系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁奕，李少华，刘燕，雷蕾，冯静，涂宏，彭扬子，李卓言，汤晓舒，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团华北电力设计院有限公司，
类型：新型
国别省市：