CN114279651A - 一种利用隔膜压缩机气密测试系统及运行方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提出一种利用隔膜压缩机气密测试系统及运行方法，包括共连于所述隔膜压缩机进口侧的氢气管路和氮气管路，所述隔膜压缩机的排气口连接有充装管路，所述充装管路用于对氢气进行充装，所述充装管路上还连通有测试管路，所述测试管路用于连接制氢装置以对制氢装置充氮进行气密性检测，利用厂站内现有的隔膜压缩机增压的特点，通过对隔膜压缩机外接氮气管路进行充氮，隔膜压缩机的排气口通过测试管路连接制氢装置，对制氢装置进行氮气充装进行气密性测试，为生产装置提供符合压力的气源，解决了制氢装置维护保养、检维修后的气密性试验的气源压力问题。
Description
技术领域
本申请涉及电解制氢技术领域，尤其涉及一种利用隔膜压缩机气密测试系统及运行方法。
背景技术
可再生能源发电，经水电解制氢装置制取氢气、氧气，是目前制氢企业主要的工艺生产、经营模式，常规的水电解制氢装置生产装置工作压力在1.6MPa-2.0MPa之间；氢气缓冲罐工作压力16MPa-2.0MPa；充装系统工作压力20MPa，设备在运行一定周期后均需进行定期的维护、保养以及检维修来确保设备安全稳定的运行，维护、保养及检维修完成后，应采用安全介质(氮气)为系统进行气密性试验，防止运行过程中压力容器、管道、阀门接头等发生气体泄漏，造成事故灾害。但是，目前厂站制取或外购氮气的工作压力约为0.8MPa，不能满足制氢装置气密性试验压力的需求，无法为制氢装置进行气密性试验。
发明内容
本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本申请的目的在于提出一种利用隔膜压缩机气密测试系统，利用厂站内现有的隔膜压缩机增压的特点，通过对隔膜压缩机外接氮气管路进行充氮，隔膜压缩机的排气口通过测试管路连接制氢装置，对制氢装置进行氮气充装进行气密性测试，为生产装置提供符合压力的气源，解决了制氢装置维护保养、检维修后的气密性试验的气源压力问题。
为达到上述目的，本申请提出的一种利用隔膜压缩机气密测试系统，包括共连于所述隔膜压缩机进口侧的氢气管路和氮气管路，所述隔膜压缩机的排气口连接有充装管路，所述充装管路用于对氢气进行充装，所述充装管路上还连通有测试管路，所述测试管路用于连接制氢装置以对制氢装置充氮进行气密性检测，还包括连通所述测试管路和所述氮气管路的调压管路，所述隔膜压缩机的进气口和排气口通过所述氮气管路、所述充装管路和所述调压管路首尾连接形成自循环回路，所述调压管路上设置有第一调节阀，所述隔膜压缩机的排气压力通过所述第一调节阀开度控制进行调节。
进一步地，所述测试管路上设置有第一压力传感器和压力表。
进一步地，所述氢气管路上设置有第一切断阀，所述氮气管路上设置有第二切断阀。
进一步地，所述测试管路上通过第一支管路连接所述制氢装置。
进一步地，所述第一支管路上设置有第二压力传感器。
进一步地，所述第一支管路、上还依次设置有减压阀、开关阀和单向阀。
进一步地，还包括放空管路，所述放空管路的一端连接于所述第一支管路，所述放空管路的另一端连接阻火器。
进一步地，所述测试管路上通过第二支管路连接有液氧装置，所述测试管路上通过第三支管路连接有氢气缓冲罐，所述测试管路上通过第四管路连通有氢气充装装置。
进一步地，所述充装管路上设置有第三切断阀。
一种利用隔膜压缩机气密测试系统运行方法，应用于上述的利用隔膜压缩机气密测试系统，包括如下步骤，
控制第一切断阀关闭、第三切断阀关闭；第二切断阀打开，隔膜压缩机启动自循环模式；
根据第一压力传感器传感压力对第一调节阀进行开度调节；
当所述隔膜压缩机的排气压力达到设定值，持续预定时间，第四切断阀打开，为制氢装置供应氮气；
根据第二压力传感器的传感压力监测所述制氢装置的充装压力；
当所述制氢装置的充装压力超过设定值时，第四切断阀关闭，隔膜压缩机停机。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本申请一实施例提出的一种利用隔膜压缩机气密测试系统的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。相反，本申请的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
图1是本申请一实施例提出的一种利用隔膜压缩机气密测试系统的结构示意图。
参见图1，一种利用隔膜压缩机气密测试系统，包括共连于所述隔膜压缩机1进口侧的氢气管路2和氮气管路3，所述隔膜压缩机1的排气口连接有充装管路4，所述充装管路4用于对氢气进行充装，所述充装管路4上还连通有测试管路5，所述测试管路5用于连接制氢装置6以对制氢装置6充氮进行气密性检测，还包括连通所述测试管路5和所述氮气管路3的调压管路7，所述隔膜压缩机1的进气口和排气口通过所述氮气管路3、所述充装管路4和所述调压管路7首尾连接形成自循环回路，所述调压管路7上设置有第一调节阀8，所述隔膜压缩机1的排气压力通过所述第一调节阀8开度控制进行调节。
本实施例中，利用现有的氢气充装系统进行改造，对隔膜压缩机的进气口外接氮气管路，隔膜压缩机的排气口通过测试管路接入制氢装置内，实现对制氢装置的气密性测试。而且隔膜压缩机的进气口和排气口通过所述氮气管路3、所述充装管路4和所述调压管路7首尾连接形成自循环回路，通过调压管路上的第一调节阀开度调节，调节隔膜压缩机的排气压力，动态调整，使其满足制氢装置的压力测试要求。
本实施例中，氮气管路和氢气管路共用同一条管路连通隔膜压缩机的进气口，调压管路也连接于上述共用管路上，当然在其他实施例中，氮气管路、氢气管路和调压管路也可以分别连接于隔膜压缩机的进气口，本申请对此不作限制。
在一些实施例中，隔膜压缩机1的进气口还连接氢气管路2，所述隔膜压缩机1的排气口还连接有充装管路4，所述充装管路4用于充装氢气，氢气通过隔膜压缩机1增压后经过充装管路充装长管拖车进行配送，所述充装管路4上设置有第三切断阀9，通过第三切断阀9的启闭实现氢气充装的控制。例如在不需要进行氢气充装时，第三切断阀关闭，充装管路中断，停止氢气充装。
本实施例中，制氢装置为现有技术中的常规设备，包括过管路依次连接的电解槽、气液分离器和气体冷却器等等，在制氢装置停机时需要对其进行氮气置换以确保安全。本申请在此不再赘述。
所述测试管路5上设置有第一压力传感器和压力表。通过第一压力传感器和压力表可以直观监控隔膜压缩机的排气口压力，便于及时调节。
所述氢气管路2上设置有第一切断阀10，所述氮气管路3上设置有第二切断阀11。第一切断阀10控制氢气管路的通断，第二切断阀11控制氮气管路3的通断，通过第一切断阀10和第二切断阀11的启闭控制氮气或者氢气的通入。
所述测试管路5上通过第一支管路12连接所述制氢装置6。氮气经过测试管路和第一支管路进入制氢装置进行充氮，进而保压进行气密性测试。
所述第一支管路12上设置有第二压力传感器。通过第二压力传感器进一步监控制氢装置的充装压力，便于及时调节。
所述测试管路5上通过第二支管路13连接有液氧装置14，所述测试管路5上通过第三支管路21连接有氢气缓冲罐15，在氢气压力较高，气流速度较大时，通过设置氢气缓冲罐进行缓冲，避免对测试管路造成损坏。
所述测试管路5上通过第四管路16连通有氢气充装装置23。氢气充装装置23可以为泵体和管路、罐体等结构，方便对氢气进行充装。
本实施例中，并联设置的制氢装置、液氧装置和氢气充装装置相互连通，液氧装置和氢气充装装置可以对制氢装置产生的氧气和氢气进行存储。尤其在对制氢装置进行氮气置换时，可以预先对制氢装置内的氢气和氧气排空进行储存。液氧装置和氢气充装装置可以为罐体结构。
一种利用隔膜压缩机气密测试系统还包括放空管路17，所述放空管路17的一端连接所述第一支管路12，所述放空管路17的另一端连接阻火器18。作为本申请的另一用途，利用隔膜压缩机的增压效果，本申请还可以作为安全系统为装置进行氮气吹扫，远程输送符合压力的氮气为装置灭火，消除、遏制了事故的发生，极大的提高了企业的安全性。可以理解地，放空管路的进气端也应当设置阀门进行控制，以方便操作，本申请对此不在赘述。放空管路的进气端具有多个进口，可以灵活选择对阻火器进行供气。
所述第一支管路12上还依次设置有减压阀19、开关阀20和单向阀22，通过设置减压阀19，开关阀20，减压阀设置压力与制氢装置额定工作压力一致，开关阀进行启闭控制，进而避免测试管路超压。
一种利用隔膜压缩机气密测试系统运行方法，应用于上述的利用隔膜压缩机气密测试系统，包括如下步骤，
控制第一切断阀10关闭、第三切断阀9关闭；第二切断阀11打开，隔膜压缩机1启动自循环模式；自循环模式下，实现隔膜压缩机1的排气压力的调节，使其符合系统压力要求。
根据第一压力传感器传感压力对第一调节阀8进行开度调节，根据第一调节阀8的开度调节控制所述隔膜压缩机1的排气压力；
本实施例中，通过第一压力传感器可以得到隔膜压缩机的排气压力，进而调节第一调节阀的开度大小，从而达到控制压缩机排气压力的目的。
当所述隔膜压缩机1的排气压力达到设定值，持续预定时间，开关阀20打开，为制氢装置6供应氮气；
当第一压力传感器监测压力值低于设定压力时，第一调节阀8开度关小，隔膜压缩机排气压力升压，当第一压力传感器监测压力值高于设定值时，第一调节阀8开度增大回流气体增加排气压力下降，当第一压力传感器压力达到设定值，持续稳定5分钟。本实施例中，压力设定值为制氢装置的额定工作压力1.6MPa。
根据第二压力传感器的传感压力监测所述制氢装置6的充装压力；
当所述制氢装置6的充装压力超过设定值时，开关阀20关闭，隔膜压缩机1停机。
在制氢装置6充装压力达到设定值时，开关阀20打开，为避免压力超压，氮气经过减压阀19减压后进入制氢装置6，为制氢装置6供应符合压力的氮气；同时当发生氢气着火事故时，该装置也具备为系统通入满足压力等级的氮气，远程灭火。
优选地，本申请还包括控制柜PLC，本申请的各传感器和控制阀门(包括切断阀和调节阀)与其电连接，以便进行远程控制。
本申请的工作原理如下，当制氢检维修完成或需求气密保压测试时，第一切断阀10、第三切断阀9关闭，第二切断阀11打开，开关阀20打开、减压阀19调整气密检测压力值；控制柜PLC中设置电解装置需求的检测压力值，设置完成后启动隔膜压缩机1，第一压力传感器实时监测测试管路的压力，控制柜PLC根据设定值调整隔膜压缩机第一调节阀8的开度，来控制压缩机排气压力，从而达到目标需求的排气压力。本申请还在第一支管路上设置了安全阀防止系统气密保压时发生超压意外情况，确保系统检测的安全；同时隔膜压缩机在为制氢装置气密测试提供合适压力的气源时，第二压力传感器检测第一支管路的压力，当压力超过设定值，联锁隔膜压缩机停机。
相对于传统的气密保压，需要增设增压设备提供合格的气源，投资成本和购买氮气成本都非常高，本申请利用已有设备减少了企业投资和运营费用。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种利用隔膜压缩机气密测试系统，其特征在于，包括共连于所述隔膜压缩机进口侧的氢气管路和氮气管路，所述隔膜压缩机的排气口连接有充装管路，所述充装管路用于对氢气进行充装，所述充装管路上还连通有测试管路，所述测试管路用于连接制氢装置以对制氢装置充氮进行气密性检测，还包括连通所述测试管路和所述氮气管路的调压管路，所述隔膜压缩机的进气口和排气口通过所述氮气管路、所述充装管路和所述调压管路首尾连接形成自循环回路，所述调压管路上设置有第一调节阀，所述隔膜压缩机的排气压力通过所述第一调节阀开度控制进行调节。
2.如权利要求1所述的利用隔膜压缩机气密测试系统，其特征在于，所述测试管路上设置有第一压力传感器和压力表。
3.如权利要求1所述的利用隔膜压缩机气密测试系统，其特征在于，所述氢气管路上设置有第一切断阀，所述氮气管路上设置有第二切断阀。
4.如权利要求1所述的利用隔膜压缩机气密测试系统，其特征在于，所述测试管路上通过第一支管路连接所述制氢装置。
5.如权利要求4所述的利用隔膜压缩机气密测试系统，其特征在于，所述第一支管路上设置有第二压力传感器。
6.如权利要求4所述的利用隔膜压缩机气密测试系统，其特征在于，所述第一支管路、上还依次设置有减压阀、开关阀和单向阀。
7.如权利要求4所述的利用隔膜压缩机气密测试系统，其特征在于，还包括放空管路，所述放空管路的一端连接于所述第一支管路，所述放空管路的另一端连接阻火器。
8.如权利要求1所述的利用隔膜压缩机气密测试系统，其特征在于，所述测试管路上通过第二支管路连接有液氧装置，所述测试管路上通过第三支管路连接有氢气缓冲罐，所述测试管路上通过第四管路连通有氢气充装装置。
9.如权利要求1所述的利用隔膜压缩机气密测试系统，其特征在于，所述充装管路上设置有第三切断阀。
10.一种利用隔膜压缩机气密测试系统运行方法，应用于上述权利要求1-9任一项所述的利用隔膜压缩机气密测试系统，其特征在于，包括如下步骤，
控制第一切断阀关闭、第三切断阀关闭；第二切断阀打开，隔膜压缩机启动自循环模式；
根据第一压力传感器传感压力对第一调节阀进行开度调节；
当所述隔膜压缩机的排气压力达到设定值，持续预定时间，第四切断阀打开，为制氢装置供应氮气；
根据第二压力传感器的传感压力监测所述制氢装置的充装压力；
当所述制氢装置的充装压力超过设定值时，第四切断阀关闭，隔膜压缩机停机。
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Cited By (1)
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| CN115059607A (zh) * | 2022-06-23 | 2022-09-16 | 中国船舶重工集团公司第七一八研究所 | 一种加氢站用高压氢气隔膜压缩机试验装置及其试验方法 |
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| CN115059607B (zh) * | 2022-06-23 | 2023-05-12 | 中国船舶重工集团公司第七一八研究所 | 一种加氢站用高压氢气隔膜压缩机试验装置及其试验方法 |
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