CN112524481B - 一种针对加氢站放空气回收的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种针对加氢站放空气回收的系统，包括：放散总管、总管压力组件、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、氢气罐压力测量组件、氢气罐安全阀、氢气罐和氢气压缩机；放散总管上安装总管压力测量组件，放散总管与站内氢气放散立管之间依次连接第二电磁阀和第三球阀，放散总管与氢气罐之间连接第一电磁阀和第一球阀，氢气罐与站内氢气放散立管之间连接氢气罐安全阀，氢气罐与氢气压缩机之间连接第二球阀、氢气罐压力测量组件和第三电磁阀。本发明的有益效果是：降低了加氢站高压、高纯度氢气的直接放空造成的能源浪费。

Description

一种针对加氢站放空气回收的系统
技术领域
本发明涉及氢气领域，尤其涉及一种针对加氢站放空气回收的系统。
背景技术
目前，加氢站安全阀及系统放空普遍采用直接放空，氢气通过放散系统进入大气，而加氢站系统放空在加氢站的运营过程中经常发生。
由于加氢站采用的氢气压力一般大于5MPa针对加氢站放空气回收的系统，甚至达到45MPa或者95MPa统，且纯度为99.999%，直接放空造成了大量的浪费，对此部分气体进行回收，从加氢站长期运营的角度来说，是非常必要的。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种针对加氢站放空气回收的系统，包括：放散总管、总管压力测量组件、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、氢气罐压力测量组件、第一球阀、第二球阀、第三球阀、氢气罐安全阀、氢气罐和氢气压缩机；总管压力测量组件包括总管压力测压元件和第一压力变送器，低压氢气罐压力测量组件包括低压氢气罐压力测压元件和第二压力变送器；
放散总管上安装有总管压力测压元件，总管压力测压元件连接有第一压力变送器，通过安装总管压力测量组件，用来实时监测放散总管内的气体压力，并将监测到的气体压力信号自动转变为对应的电信号，传送至站内监控PLC系统，以便进行逻辑控制和处理；放散总管与站内氢气放散立管之间依次连接第二电磁阀和第三球阀，放散总管与氢气罐之间依次连接第一电磁阀和第一球阀，氢气罐与站内氢气放散立管之间连接有氢气罐安全阀，氢气罐与氢气压缩机之间依次连接第二球阀、氢气罐压力测压元件和第三电磁阀，用于控制氢气罐内氢气向氢气压缩机内流动，氢气压缩机用于对放散氢气进行增压处理；
加氢站正常运行时，保持第一球阀、第二球阀及第三球阀为常开状态，通过总管压力测压元件总管压力测压元件和氢气罐压力测压元件分别来自动监测放散总管内气体压力及氢气罐内的压力，当放散总管内气体压力达到第一预设值时，开启第一电磁阀，放散气体进入氢气罐，当氢气罐压力达到1~2MPa时，开启第三电磁阀，同时启动氢气压缩机，对放散氢气进行增压，将增压后的氢气返回站内氢气压缩机入口管路，然后进入氢气系统；
当氢气大量放空导致放散总管的压力达到第二预设值时，关闭第一电磁阀，同时开启第二电磁阀，当放散总管的压力降至第三预设值时，关闭第二电磁阀，开启第一电磁阀，同时保持第三电磁阀处于开启状态且氢气压缩机处于运行状态；
第一电磁阀关闭期间，如果系统监测到的氢气罐内的压力降至1MPa，则关闭第三电磁阀，同时停止氢气压缩机的运行；
当第一电磁阀处于开启状态时，若系统放空后需要重新吹扫置换，则当放散总管的压力低于第四预设值时，系统通过切换至吹扫模式来关闭第一电磁阀，同时开启第二电磁阀；系统重新吹扫置换结束后，则关闭第二电磁阀，同时打开第一电磁阀，对系统的放散氢气进行回收；若系统放空后不需要重新吹扫置换，根据上述系统进行氢气回收。
进一步地，所述第一压力变送器用于将监测到的氢气压力信号自动转变为对应的电信号，以便对放散总管内的氢气流量进行逻辑控制。
进一步地，所述第二电磁阀和第三球阀，用于调节与控制氢气流入氢气放散立管内的流量。
进一步地，所述第一预设值为1~2MPa。
进一步地，所述第二预设值为4.8MPa。
进一步地，所述第三预设值为3~4MPa。
进一步地，所述第四预设值为0.8MPa。
进一步地，所述氢气罐安全阀的压力预设值不小于5MPa。
进一步地，该系统还包括压力表，用于实时监测氢气罐内的氢气压力。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：降低了加氢站高压、高纯度氢气的直接放空造成的能源浪费。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例中一种针对加氢站放空气回收的系统的结构图。
附图中的标记说明如下：
1-放散总管，2-低压氢气罐，3-低压氢气压缩机，4-第一球阀，5-第二球阀、6-第三球阀，7-第一电磁阀，8-第二电磁阀，9-第三电磁阀，10-低压氢气罐安全阀，11-压力表，12-站内氢气放散立管，13-站内氢气压缩机入口管路，101-总管压力测压元件，201-第一压力变送器，102-低压氢气罐压力测压元件，202-第二压力变送器。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
本发明的实施例提供了一种针对加氢站放空气回收的系统。
请参考图1，图1是本发明实施例中一种针对加氢站放空气回收的系统的示意图，在放空总管至放散立管之间设置一台缓冲罐和压缩机，配套必要的管阀件及仪表，将安全阀及系统放空的氢气经过压缩返回至站内氢气压缩机入口，完成氢气的回收。该系统具体包括：放散总管1、总管压力测量组件、低压氢气罐压力测量组件、第一球阀4、第二球阀5、第三球阀6、第一电磁阀7、第二电磁阀8、第三电磁阀9、低压氢气罐安全阀10、氢气罐、压力表11和低压氢气压缩机3，所述氢气罐为低压氢气罐2，所述氢气压缩机为低压氢气压缩机3；总管压力测量组件包括总管压力测压元件101和第一压力变送器201，低压氢气罐压力测量组件包括低压氢气罐压力测压元件102和第二压力变送器202，压力测压元件与压力变送器配套使用，即总管压力测压元件101与第一压力变送器201，低压氢气罐压力测压元件102与第二压力变送器202分别作为一个整体一起使用，用于将监测到的气体压力信号自动转变为对应的电信号，并传送至站内监控PLC系统，以便进行逻辑控制和处理；
放散总管1上安装有总管压力测压元件101，用于实时监测总管内的气体压力；总管压力测压元件101连接有第一压力变送器201，该第一压力变送器201用于将监测到的气体压力信号自动转变为对应的电信号，以便进行逻辑控制和处理；放散总管1与站内氢气放散立管12之间依次连接第二电磁阀8和第三球阀6，用于调节与控制氢气流入氢气放散立管内的流量；放散总管1与低压氢气罐2之间依次连接第一电磁阀7和第一球阀4；低压氢气罐2与站内氢气放散立管12之间连接有低压氢气罐安全阀10，该低压氢气罐安全阀10用于保护低压氢气罐的安全；低压氢气罐2上安装有压力表11，用于实时监测低压氢气罐内的氢气压力；低压氢气罐2与低压氢气压缩机3之间依次连接第二球阀5、氢气罐压力测压元件和第三电磁阀9，用于控制低压氢气罐2内氢气向低压氢气压缩机3内流动，低压氢气压缩机3用于对放散氢气进行增压处理，增压后的氢气返回站内氢气压缩机入口管路13，然后进行氢气系统，从而完成对氢气的回收。
该系统中，低压氢气罐安全阀10设计的压力预设值不小于5MPa，本实施例中设置本系统中低压氢气罐安全阀10的启动压力为5MPa，也可以根据氢气放散系统的具体情况对设计的压力进行调整。
加氢站正常运行时，保持第一球阀4、第二球阀5及第三球阀6为常开状态，通过总管压力测压元件101和低压氢气罐压力测压元件102分别来自动监测放散总管内气体压力及低压氢气罐2内的压力，当放散总管1内气体压力达到1~2MPa时（该压力还可以根据具体操作做另外的设定），开启第一电磁阀7，放散气体进入低压氢气罐2，当监测到低压氢气罐2压力达到1~2MPa时（也可根据具体进行调整），开启第三电磁阀9，同时启动低压氢气压缩机3，对放散氢气进行增压，增压后的氢气返回站内氢气压缩机入口管路13，经增压后进入氢气系统；
当氢气大量放空导致监测到的放散总管1的压力达到4.8MP时，关闭第一电磁阀7，同时开启第二电磁阀8，锁定第一电磁阀7和第二电磁阀8处于相反的状态，即一开启状态和一关闭状态，当监测到放散总管1的压力降至3~4MPa时，关闭第二电磁阀8，开启第一电磁阀7，同时系统监测到第三电磁阀9和低压氢气压缩机3处于运行状态时，一直保持第三电磁阀9处于开启状态同时低压氢气压缩机3处于运行状态。
第一电磁阀7关闭期间，如果系统监测到的低压氢气罐2内的压力降至1MPa，则关闭第三电磁阀9，同时停止低压氢气压缩机3的运行。
当第一电磁阀7处于开启状态时，若系统放空后需要重新吹扫置换，当放散总管1的压力低于0.8MPa时，系统通过切换至吹扫模式来关闭第一电磁阀7，同时开启第二电磁阀8。系统重新吹扫置换结束后，则关闭第二电磁阀8，同时打开第一电磁阀7，对此后系统的放散氢气进行回收。若系统放空后不需要重新吹扫置换，根据上述系统进行氢气回收。
低压氢气压缩机、低压氢气罐、电磁阀和压力变送器的设置，及控制逻辑是实现加氢站放空气回收系统的关键。
本发明的有益效果是：降低了加氢站高压、高纯度氢气的直接放空造成的能源浪费。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种针对加氢站放空气回收的系统，其特征在于：包括：放散总管、总管压力测量组件、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、氢气罐压力测量组件、第一球阀、第二球阀、第三球阀、氢气罐安全阀、氢气罐和氢气压缩机；总管压力测量组件包括总管压力测压元件和第一压力变送器，氢气罐压力测量组件包括氢气罐压力测压元件和第二压力变送器；
放散总管上安装有总管压力测压元件，用于实时监测放散总管内的气体压力；总管压力测压元件连接有第一压力变送器，通过安装总管压力测量组件，用来实时监测放散总管内的气体压力，并将监测到的气体压力信号自动转变为对应的电信号，传送至站内监控PLC系统，以便进行逻辑控制和处理；放散总管与站内氢气放散立管之间依次连接第二电磁阀和第三球阀，放散总管与氢气罐之间依次连接第一电磁阀和第一球阀，氢气罐与站内氢气放散立管之间连接有氢气罐安全阀，所述氢气罐安全阀的压力预设值不小于5MPa，氢气罐与氢气压缩机之间依次连接第二球阀、氢气罐压力测压元件和第三电磁阀，用于控制氢气罐内氢气向氢气压缩机内流动，氢气压缩机用于对放散氢气进行增压处理；
加氢站正常运行时，保持第一球阀、第二球阀及第三球阀为常开状态，通过总管压力测压元件和氢气罐压力测压元件分别来自动监测放散总管内气体压力及氢气罐内的压力，当放散总管内气体压力达到第一预设值时，所述第一预设值为1~2MPa，开启第一电磁阀，放散气体进入氢气罐，当氢气罐压力达到1~2MPa时，开启第三电磁阀，同时启动氢气压缩机，对放散氢气进行增压，将增压后的氢气返回站内氢气压缩机入口管路，然后进入氢气系统；
当氢气大量放空导致放散总管的压力达到第二预设值时，所述第二预设值为4.8MPa，关闭第一电磁阀，同时开启第二电磁阀，当放散总管的压力降至第三预设值时，所述第三预设值为3~4MPa，关闭第二电磁阀，开启第一电磁阀，同时保持第三电磁阀处于开启状态且氢气压缩机处于运行状态；
第一电磁阀关闭期间，如果系统监测到的氢气罐内的压力降至1MPa，则关闭第三电磁阀，同时停止氢气压缩机的运行；
当第一电磁阀处于开启状态时，若系统放空后需要重新吹扫置换，则当放散总管的压力低于第四预设值时，所述第四预设值为0.8MPa，系统通过切换至吹扫模式来关闭第一电磁阀，同时开启第二电磁阀；系统重新吹扫置换结束后，则关闭第二电磁阀，同时打开第一电磁阀，对系统的放散氢气进行回收；若系统放空后不需要重新吹扫置换，根据上述系统进行氢气回收。
2.如权利要求1所述的一种针对加氢站放空气回收的系统，其特征在于：所述第一压力变送器用于将监测到的氢气压力信号自动转变为对应的电信号，以便对放散总管内的氢气流量进行逻辑控制。
3.如权利要求1所述的一种针对加氢站放空气回收的系统，其特征在于：所述第二电磁阀和第三球阀，用于调节与控制氢气流入氢气放散立管内的流量。
4.如权利要求1所述的一种针对加氢站放空气回收的系统，其特征在于：该系统还包括压力表，用于实时监测氢气罐内的氢气压力。
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