CN114526442A - 一种基于卸气柱控制的高效加氢系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于卸气柱控制的高效加氢系统及方法，系统中：第一气源与主卸气柱连接，第二气源与备卸气柱连接，主卸气柱、备卸气柱均通过并联的旁通加氢管道、压缩加氢管道与加氢机连接，旁通加氢管道上设有旁通管道气动阀，压缩加氢管道上设有相连的压缩管道气动阀、压缩机；加氢机包括气瓶压力传感器，主卸气柱包括连接的第一气源压力传感器、第一氢气出口气动阀、第一控制模块，备卸气柱包括连接的第二气源压力传感器、第二氢气出口气动阀、第二控制模块；第一控制模块、第二控制模块还均分别与气瓶压力传感器、旁通管道气动阀、压缩管道气动阀、压缩机连接，第一控制模块与第二控制模块连接。本发明通过卸气柱控制以进行更灵活高效的加注。

Description

一种基于卸气柱控制的高效加氢系统及方法

技术领域

本发明属于加氢站加氢控制技术领域，具体涉及一种基于卸气柱控制的高效加氢系统及方法。

背景技术

加氢站一般配备有两座卸气柱以及停车位，在同时停放、接入两辆管束式集装箱时，只有一辆管束式集装箱可以供气，存在资源浪费。加氢站一般采用单台氢气管束式集装箱作为气源进行氢气加注，当管束式集装箱压力较低时，氢气加注速度变慢，氢能源汽车加注耗时变长，影响客户体验。当需要进行氢气管束式集装箱气源切换时，往往需要加氢站停止加氢，由加氢站运行人员抵达现场手动关闭第一卸气柱的阀门、手动将管束式集装箱气源接入第二卸气柱，才能完成气源切换、继续加氢作业，气源更换需要一定的时间，等待时间较长，同时手动切换卸气柱也存在人为不安全因素，存在一定安全隐患。

目前存在一些针对加氢站卸气安全的研究，例如公开号为CN112013275A的中国发明专利，公开了一种加氢站卸气柱系统，包括氢气入口管，所述氢气入口管依次连接有过滤器、气动输入阀、气动输出阀、气动紧急截止阀和压缩机；所述气动输入阀和所述气动输出阀之间连接有手动卸放针阀、氢气支路安全阀和单向阀，所述单向阀依次连接有气动吹扫阀和氮气入口管道；所述手动卸放针阀和所述氢气支路安全阀连接有放空管道。该发明氮气接口和氢气接口，系统安装完毕后，先用氮气对系统进行吹扫排除管路中的空气，再用氢气对系统吹扫排除管路里的氮气，通过两个回路的吹扫，增加系统的安全性。但未发现针对如何更好利用两座卸气柱以进行高效加注的研究。

且目前，国内卸气柱自身不具有控制系统，卸气柱无法实现独立控制和运行，须完全依靠加氢站站控系统进行控制管理，也无法实现智能化控制。例如公开号为CN114087526A的中国发明专利，该发明采用将压缩机、加氢机、冷水机组、卸气柱、安全系统等设备全部整合至一套系统中控制，使得整体设备更加安全、可靠，集成度更高，但是卸气柱自身仍不具有控制系统。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种基于卸气柱控制的高效加氢系统及方法，可更好利用两座卸气柱以进行灵活高效的加注，且卸气柱自身具有控制系统，可实现卸气柱独立控制和运行。

本发明采用以下技术方案：

一种基于卸气柱控制的高效加氢系统，包括第一气源、第二气源、主卸气柱、备卸气柱、旁通加氢管道、压缩加氢管道、加氢机；第一气源与主卸气柱连接，第二气源与备卸气柱连接，主卸气柱、备卸气柱均通过并联的旁通加氢管道、压缩加氢管道与加氢机连接，旁通加氢管道上设有旁通管道气动阀，压缩加氢管道上设有相连的压缩管道气动阀、压缩机；

加氢机包括气瓶压力传感器，主卸气柱包括第一气源压力传感器、第一氢气出口气动阀、第一控制模块，备卸气柱包括第二气源压力传感器、第二氢气出口气动阀、第二控制模块；

第一控制模块分别与第一气源压力传感器、气瓶压力传感器、第一氢气出口气动阀、旁通管道气动阀、压缩管道气动阀、压缩机连接，第二控制模块分别与第二气源压力传感器、气瓶压力传感器、第二氢气出口气动阀、旁通管道气动阀、压缩管道气动阀、压缩机连接，第一控制模块与第二控制模块连接。

作为优选方案，主卸气柱包括第一氢气加注管路，第一氢气加注管路一端与第一气源连接，第一氢气加注管路另一端通过并联的旁通加氢管道、压缩加氢管道与加氢机连接；

第一氢气加注管路上设有依次连接的第一卸气软管、第一氢气进口气动阀、第一气源压力传感器、第一氢气出口气动阀、第一氢气出口单向阀、流量计；

第一控制模块还与第一氢气进口气动阀、第一氢气出口单向阀连接。

作为优选方案，备卸气柱包括第二氢气加注管路，第二氢气加注管路一端连接第二气源，第二氢气加注管路另一端连接于第一氢气加注管路上第一氢气出口单向阀、流量计之间处；

第二氢气加注管路上设有依次连接的第二卸气软管、第二氢气进口气动阀、第二气源压力传感器、第二氢气出口气动阀、第二氢气出口单向阀；

第二控制模块还与第二氢气进口气动阀、第二氢气出口单向阀连接。

作为优选方案，第一控制模块包括连接的第一控制单元、第一传输单元，第二控制模块包括连接的第二控制单元、第二传输单元；

第一控制单元、第二控制单元之间连接有备份线与心跳线；

第一控制单元与第二传输单元连接，第二控制单元与第一传输单元连接；

第一传输单元分别与第一气源压力传感器、气瓶压力传感器、第一氢气出口气动阀、旁通管道气动阀、压缩管道气动阀、压缩机连接；

第二传输单元分别与第二气源压力传感器、气瓶压力传感器、第二氢气出口气动阀、旁通管道气动阀、压缩管道气动阀、压缩机连接。

作为优选方案，主卸气柱还包括第一氮气置换管路，第一氮气置换管路连接于第一氢气加注管路上第一氢气进口气动阀、第一气源压力传感器之间处；

第一氮气置换管路上设有第一氮气置换阀、第一置换单向阀，第一氮气置换阀一端连接于第一氢气加注管路上第一氢气进口气动阀、第一气源压力传感器之间处，第一氮气置换阀另一端与第一置换单向阀连接；

第一控制模块还与第一氮气置换阀、第一置换单向阀连接。

作为优选方案，主卸气柱还包括第一氢气放空管路，第一氢气放空管路连接于第一氢气加注管路上第一气源压力传感器、第一氢气出口气动阀之间处；

第一氢气放空管路包括第一放空气动阀；

第一控制模块还与第一放空气动阀连接。

作为优选方案，备卸气柱还包括第二氮气置换管路，第二氮气置换管路连接于第二氢气加注管路上第二氢气进口气动阀、第二气源压力传感器之间处；

第二氮气置换管路上设有第二氮气置换阀、第二置换单向阀，第二氮气置换阀一端连接于第二氢气加注管路上第二氢气进口气动阀、第二气源压力传感器之间处，第二氮气置换阀另一端与第二置换单向阀连接；

第二控制模块还与第二氮气置换阀、第二置换单向阀连接。

作为优选方案，备卸气柱还包括第二氢气放空管路，第二氢气放空管路连接于第二氢气加注管路上第二气源压力传感器、第二氢气出口气动阀之间处；

第二氢气放空管路包括第二放空气动阀；

第二控制模块还与第二放空气动阀连接。

相应地，还提供了一种基于卸气柱控制的高效加氢方法，基于上述的一种基于卸气柱控制的高效加氢系统，包括步骤：

S1、实时采集第一气源压力、第二气源压力以及气瓶实时压力；

S2、判断第一气源压力是否高于第一预设阈值，若是则执行步骤S3，若否则执行步骤S5；

S3、第一气源通过主卸气柱卸气，并通过旁通加氢管道对气瓶进行平气加注，直至第一气源压力与气瓶实时压力一致，并执行步骤S4；

S4、第一气源通过主卸气柱卸气，并通过压缩加氢管道对气瓶进行增压加注，直至气瓶加注完毕；

S5、第一气源通过主卸气柱卸气，并通过旁通加氢管道对气瓶进行平气加注，直至第一气源压力与气瓶实时压力一致，并执行步骤S6；

S6、第二气源通过备卸气柱卸气，并通过旁通加氢管道对气瓶进行平气加注，直至第二气源压力与气瓶实时压力一致，并执行步骤S7；

S7、第二气源通过备卸气柱卸气，并通过压缩加氢管道对气瓶进行增压加注，直至气瓶加注完毕。

作为优选方案，步骤S1与步骤S2之间还包括步骤：

判断第一气源压力是否低于第二预设阈值，若是则执行步骤S6，若否则执行步骤S2。

本发明的有益效果是：

本发明通过采集第一气源压力、第二气源压力以及气瓶实时压力，并通过设置于卸气柱内的控制模块，自动判断采用何种氢气加注方式，通过控制模块控制第一氢气出口气动阀、第二氢气出口气动阀、旁通管道气动阀、压缩管道气动阀、压缩机的开闭，即可实现通过主卸气柱对气瓶进行平气加注（即不通过压缩机压缩增压的加注方式，仅利用气源本身压力进行加注，这种加注方式速率较慢，但是能耗较低）或者增压加注（即通过压缩机压缩增压的加注方式，这种加注方式速率较快，但是能耗较高），或者实现通过备卸气柱对气瓶进行平气加注或者增压加注。且第一控制模块、第二控制模块两者相连可进行数据互通，因此可以采用主卸气柱、备卸气柱两者配合的方式从而实现第一气源、第二气源结合的方式对气瓶进行氢气加注，可根据实际情况进行组合加注，加注方式更灵活高效。

本发明中两个卸气柱均具有控制模块，可实现卸气柱独立控制和运行，且两个卸气柱的控制模块相互连接互为备份关系，当其中一个控制模块出现故障时，另一个控制模块可以代替进行控制，提高设备控制稳定性。

本发明中卸气柱内还设有氢气放空管路，以及氮气置换管路，可提高更换气源时管路内的安全性以及不进行氢气加注时管路内的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所述两卸气柱的内部结构示意图；

图2是本发明所述一种基于卸气柱控制的高效加氢系统的整体结构示意图；

图3是本发明所述两卸气柱中的两控制模块的连接结构示意图；

图4是本发明所述一种基于卸气柱控制的高效加氢方法的流程图；

图中的编码分别为：1、主卸气柱，2、备卸气柱，3、第一卸气软管，4、第一氢气进口气动阀，5、第一置换单向阀，6、第一氮气置换阀，7、第一氮气置换管路，8、第一氢气放空管路，9、第一氢气加注管路，10、第一放空气动阀，11、第一放空安全阀，12、第一气源压力传感器，13、第一氢气出口气动阀，14、第一氢气出口单向阀，15、温度变送器，16、流量计，17、第二卸气软管，18、第二氢气进口气动阀，19、第二置换单向阀，20、第二氮气置换阀，21、第二氮气置换管路，22、第二氢气放空管路，23、第二氢气加注管路，24、第二气源压力传感器，25、第二氢气出口气动阀，26、第二氢气出口单向阀，27、第二放空气动阀，28、第二放空安全阀。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一：

参照图1、图2所示，本实施例提供了一种基于卸气柱控制的高效加氢系统，包括第一气源、第二气源、主卸气柱1、备卸气柱2、旁通加氢管道、压缩加氢管道、加氢机；第一气源与主卸气柱1连接，第二气源与备卸气柱2连接，主卸气柱1、备卸气柱2均通过并联的旁通加氢管道、压缩加氢管道与加氢机连接，旁通加氢管道上设有旁通管道气动阀，压缩加氢管道上设有相连的压缩管道气动阀、压缩机；

加氢机包括气瓶压力传感器，主卸气柱包括第一气源压力传感器12、第一氢气出口气动阀13、第一控制模块，备卸气柱2包括第二气源压力传感器24、第二氢气出口气动阀25、第二控制模块；

第一控制模块分别与第一气源压力传感器12、气瓶压力传感器、第一氢气出口气动阀13、旁通管道气动阀、压缩管道气动阀、压缩机连接，第二控制模块分别与第二气源压力传感器24、气瓶压力传感器、第二氢气出口气动阀25、旁通管道气动阀、压缩管道气动阀、压缩机连接，第一控制模块与第二控制模块连接。

可知，本发明通过采集第一气源压力、第二气源压力以及气瓶实时压力，并通过设置于卸气柱内的控制模块，自动判断采用何种氢气加注方式，通过控制模块控制第一氢气出口气动阀13、第二氢气出口气动阀25、旁通管道气动阀、压缩管道气动阀、压缩机的开闭，即可实现通过主卸气柱1对气瓶进行平气加注（即不通过压缩机压缩增压的加注方式，仅利用气源本身压力进行加注，这种加注方式速率较慢，但是能耗较低）或者增压加注（即通过压缩机压缩增压的加注方式，这种加注方式速率较快，但是能耗较高），或者实现通过备卸气柱2对气瓶进行平气加注或者增压加注。且第一控制模块、第二控制模块两者相连可进行数据互通，因此可以采用主卸气柱1、备卸气柱2两者配合的方式从而实现第一气源、第二气源结合的方式对气瓶进行氢气加注，可根据实际情况进行组合加注，加注方式更灵活高效，可实现在保证加注效率的同时，降低能耗。

例如：

当主卸气柱1连接的气源气压较高时，可仅利用主卸气柱1先对气瓶进行平气加注，再对气瓶进行增压加注的方式进行加氢。由于此时主卸气柱1连接的气源气压较高，可保证平气加注时的速率，也可保证增压加注时能耗较低。

当主卸气柱1连接的气源气压较低时，可先利用主卸气柱1先对气瓶进行平气加注，再利用备卸气柱2先对气瓶进行平气加注，最后利用备卸气柱2对气瓶进行增压加注的方式进行加氢。由于主卸气柱1连接的气源气压较低，因此仅利用其现有的气源气压对气瓶进行平气加注，若要通过主卸气柱1进行增压加注，所需的能耗将较高，因此当主卸气柱1完成平气加注后，直接利用气源气压较高的备卸气柱2进行平气加注，再利用备卸气柱2进行增压加注。

需要说明的是：加氢站一般使用主卸气柱1连接的第一气源进行加氢，备卸气柱2连接的第二气源，仅当第一气源气压不足或者主卸气柱出现卸气故障时进行利用。

具体可根据实际情况设置不同的加氢方式，上述仅列举了两种方式。

需要说明的是，两控制模块可分别设于各自卸气柱内的防爆箱中，本实施例中所述第一气源、第二气源分别通过第一管束式集装箱、第二管束式集装箱提供。

具体地：

主卸气柱1包括第一氢气加注管路9，第一氢气加注管路9一端与第一气源连接，第一氢气加注管路9另一端通过并联的旁通加氢管道、压缩加氢管道与加氢机连接；

第一氢气加注管路9上设有依次连接的第一卸气软管3、第一氢气进口气动阀4、第一气源压力传感器12、第一氢气出口气动阀13、第一氢气出口单向阀14、温度变送器15、流量计16，其中温度变送器15用于测量加注的氢气温度，流量计16用于测量加注的氢气流量；

第一控制模块还与第一氢气进口气动阀4、第一氢气出口单向阀14连接。

主卸气柱1还包括第一氮气置换管路7，第一氮气置换管路7连接于第一氢气加注管路9上第一氢气进口气动阀4、第一气源压力传感器12之间处；

第一氮气置换管路7上设有第一氮气置换阀6、第一置换单向阀5，第一氮气置换阀6一端连接于第一氢气加注管路9上第一氢气进口气动阀4、第一气源压力传感器12之间处，第一氮气置换阀6另一端与第一置换单向阀5连接；

第一控制模块还与第一氮气置换阀6、第一置换单向阀5连接。

主卸气柱1还包括第一氢气放空管路8，第一氢气放空管路8连接于第一氢气加注管路9上第一气源压力传感器12、第一氢气出口气动阀13之间处；

第一氢气放空管路8包括并联的第一放空气动阀10、第一放空安全阀11；

第一控制模块还与第一放空气动阀10连接。

同理地：

备卸气柱2包括第二氢气加注管路23，第二氢气加注管路23一端连接第二气源，第二氢气加注管路23另一端连接于第一氢气加注管路9上第一氢气出口单向阀14、温度变送器15之间处；

第二氢气加注管路23上设有依次连接的第二卸气软管17、第二氢气进口气动阀18、第二气源压力传感器24、第二氢气出口气动阀25、第二氢气出口单向阀26；

第二控制模块还与第二氢气进口气动阀18、第二氢气出口单向阀26连接。

备卸气柱2还包括第二氮气置换管路21，第二氮气置换管路21连接于第二氢气加注管路23上第二氢气进口气动阀18、第二气源压力传感器24之间处；

第二氮气置换管路21上设有第二氮气置换阀20、第二置换单向阀19，第二氮气置换阀20一端连接于第二氢气加注管路23上第二氢气进口气动阀18、第二气源压力传感器24之间处，第二氮气置换阀20另一端与第二置换单向阀19连接；

第二控制模块还与第二氮气置换阀20、第二置换单向阀19连接。

备卸气柱2还包括第二氢气放空管路22，第二氢气放空管路22连接于第二氢气加注管路23上第二气源压力传感器24、第二氢气出口气动阀25之间处；

第二氢气放空管路22包括并联的第二放空气动阀27、第二放空安全阀28；

第二控制模块还与第二放空气动阀27连接。

以下对加氢过程、氢气放空过程、氮气置换过程中的具体控制方法进行解释：

加氢过程：

在本实施例中，在加氢站正常氢气加注过程中，两管束式集装箱分别通过所述第一卸气软管3、第二卸气软管17分别接入所述主卸气柱1和所述备卸气柱2，并通过第一控制模块、第二控制模块保持所述第一氢气进口气动阀4、第二氢气进口气动阀18常开，通过第一控制模块、第二控制模块保持所述第一氢气出口单向阀14、第二氢气出口单向阀26常开（第一氢气出口单向阀14可有效防止所述第二氢气加注管路23出口的高压氢气回流至所述第一氢气加注管路9内；第二氢气出口单向阀26可有效防止所述第一氢气加注管路9出口的高压氢气回流至所述第二氢气加注管路23内），通过所述第一氢气加注管路9上的第一气源压力传感器12、所述第二氢气加注管路23上的第二气源压力传感器24分别读取第一气源压力、第二气源压力。当第一气源压力大于第一预设阈值（需要说明的是：第一气源压力大于第一预设阈值时，平气加注时的速率较快，且利用其增压加注时压缩机的能耗较小）时，开始加氢时，通过第一控制模块控制第一氢气出口气动阀13打开，通过第二控制模块控制第二氢气出口气动阀25关闭，以实现加氢站从所述与主卸气柱1连接的第一气源进行卸气加注，并且在卸气加注时，第一控制模块先控制旁通管道气动阀打开、压缩管道气动阀关闭，以进行平气加注，当第一气源压力与气瓶实时压力一致时，第一控制模块控制旁通管道气动阀关闭、压缩管道气动阀打开、压缩机启动，以进行增压加注。当第一气源压力小于第一预设阈值时，开始加氢时，通过第一控制模块控制第一氢气出口气动阀13打开，通过第二控制模块控制以保持第二氢气出口气动阀25关闭，以实现加氢站从所述与主卸气柱1连接的第一气源进行卸气加注，并且在卸气加注时，第一控制模块先控制旁通管道气动阀打开、压缩管道气动阀关闭，以进行平气加注，当第一气源压力与气瓶实时压力一致时，通过第一控制模块控制第一氢气出口气动阀13关闭，通过第二控制模块控制第二氢气出口气动阀25打开，以实现加氢站从所述与备卸气柱2连接的第二气源进行卸气加注，并保持旁通管道气动阀打开、压缩管道气动阀关闭，以进行平气加注，当第二气源压力与气瓶实时压力一致时，第二控制模块控制旁通管道气动阀关闭、压缩管道气动阀打开、压缩机启动，以进行增压加注。当第一气源压力小于第二预设阈值（需要说明的是：第一气源压力小于第二预设阈值时，平气加注时的速率较低，且利用其增压加注时压缩机的能耗较大）时，通过第一控制模块控制第一氢气出口气动阀13关闭，通过第二控制模块控制第二氢气出口气动阀25打开，以实现加氢站从所述与备卸气柱2连接的第二气源进行卸气加注，并控制旁通管道气动阀打开、压缩管道气动阀关闭，以进行平气加注，当第二气源压力与气瓶实时压力一致时，第二控制模块控制旁通管道气动阀关闭、压缩管道气动阀打开、压缩机启动，以进行增压加注。

氢气放空过程：

在本实施例中，当需要更换与主卸气柱1连接的管束式集装箱时，通过第一控制模块打开第一放空气动阀10对主卸气柱1内氢气进行放空，当第一气源压力传感器12读数为0时，关闭所述第一放空气动阀10，同时关闭第一氢气出口气动阀13、第一氢气出口单向阀14，最后拆卸第一卸气软管3，更换管束式集装箱气源。需要说明的是，更换与备卸气柱2连接的管束式集装箱时，原理一致，这里不做过多赘述。还需要说明的是与第一放空气动阀10并联的第一放空安全阀11作用为当第一放空气动阀10无法正常开启，在达到第一放空安全阀11的设定压力后，第一放空安全阀11将自动开启进行泄压，保证安全。

氮气置换过程：

在本实施例中，在需要置换所述第一氢气加注管路9内的氢气时，通过第一控制模块关闭第一氢气进口气动阀4，打开第一置换单向阀5、第一氮气置换阀6、第一氢气出口气动阀13、第一氢气出口单向阀14，以对第一氢气加注管路9中的氢气进行置换。需要说明的是，第一置换单向阀5的作用为防止氢气从所述第一氢气加注管路9进入所述第一氮气置换管路7内。需要说明的是，置换所述第二氢气加注管路23内的氢气时，原理一致，这里不做过多赘述。

更为具体地：

参照图3所示，第一控制模块包括连接的第一控制单元、第一传输单元，第二控制模块包括连接的第二控制单元、第二传输单元；

第一控制单元、第二控制单元之间连接有备份线与心跳线；

第一控制单元与第二传输单元连接，第二控制单元与第一传输单元连接；

第一传输单元分别与第一气源压力传感器12、气瓶压力传感器、第一氢气出口气动阀13、旁通管道气动阀、压缩管道气动阀、压缩机、第一氢气进口气动阀4、第一氢气出口单向阀14、第一氮气置换阀6、第一置换单向阀5、第一放空气动阀10连接；

第二传输单元分别与第二气源压力传感器24、气瓶压力传感器、第二氢气出口气动阀25、旁通管道气动阀、压缩管道气动阀、压缩机、第二氢气进口气动阀18、第二氢气出口单向阀26、第二氮气置换阀20、第二置换单向阀19、第二放空气动阀27连接。

即通过相应传输单元收集相应的压力信息，并发送至相应控制单元，控制单元根据压力信息生成相应的控制信号，并返回至传输单元，传输单元将相应控制信号发送至相应器件，以实现控制。

进一步可知，本实施例中第一控制模块、第二控制模块为信息互通且互为备份的形式，第一控制单元通过第一传输单元获取得到的压力信息以及其产生的控制信息均可备份至第二控制单元，并保持发送心跳数据至第二控制单元。

当第一控制单元出现故障时其发送的心跳数据出现异常（此时通过第一控制单元无法保证利用主卸气柱1的加氢工作正常运行），此时第二控制单元可获取第一传输单元收集得到的压力信息，并根据之前的备份数据继续产生相应的控制信号，并发送至第一传输单元，以保证利用主卸气柱1的加氢工作正常运行。对于保证氢气放空、氮气置换的正常运行为同样的原理，在此不做过多赘述。

需要说明的是，当第二控制单元出现故障时，通过第一控制单元代为控制的方式为同样的原理，此处也不作过多赘述。

实施例二：

参照图4所示，本实施例提供一种基于卸气柱控制的高效加氢方法，基于实施例一所述的加氢系统，包括步骤：

S1、实时采集第一气源压力、第二气源压力以及气瓶实时压力；

S2、判断第一气源压力是否高于第一预设阈值，若是则执行步骤S3，若否则执行步骤S5；

S3、第一气源通过主卸气柱1卸气，并通过旁通加氢管道对气瓶进行平气加注，直至第一气源压力与气瓶实时压力一致，并执行步骤S4；

S4、第一气源通过主卸气柱1卸气，并通过压缩加氢管道对气瓶进行增压加注，直至气瓶加注完毕；

S5、第一气源通过主卸气柱1卸气，并通过旁通加氢管道对气瓶进行平气加注，直至第一气源压力与气瓶实时压力一致，并执行步骤S6；

S6、第二气源通过备卸气柱2卸气，并通过旁通加氢管道对气瓶进行平气加注，直至第二气源压力与气瓶实时压力一致，并执行步骤S7；

S7、第二气源通过备卸气柱2卸气，并通过压缩加氢管道对气瓶进行增压加注，直至气瓶加注完毕。

具体地：

步骤S1与步骤S2之间还包括步骤：

判断第一气源压力是否低于第二预设阈值，若是则执行步骤S6，若否则执行步骤S2。

需要说明的是，本实施例提供的一种基于卸气柱控制的高效加氢方法，与实施例一类似，在此不多做赘述。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于卸气柱控制的高效加氢系统，其特征在于，包括第一气源、第二气源、主卸气柱、备卸气柱、旁通加氢管道、压缩加氢管道、加氢机；第一气源与主卸气柱连接，第二气源与备卸气柱连接，主卸气柱、备卸气柱均通过并联的旁通加氢管道、压缩加氢管道与加氢机连接，旁通加氢管道上设有旁通管道气动阀，压缩加氢管道上设有相连的压缩管道气动阀、压缩机；

加氢机包括气瓶压力传感器，主卸气柱包括第一气源压力传感器、第一氢气出口气动阀、第一控制模块，备卸气柱包括第二气源压力传感器、第二氢气出口气动阀、第二控制模块；

第一控制模块分别与第一气源压力传感器、气瓶压力传感器、第一氢气出口气动阀、旁通管道气动阀、压缩管道气动阀、压缩机连接，第二控制模块分别与第二气源压力传感器、气瓶压力传感器、第二氢气出口气动阀、旁通管道气动阀、压缩管道气动阀、压缩机连接，第一控制模块与第二控制模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于卸气柱控制的高效加氢系统，其特征在于，主卸气柱包括第一氢气加注管路，第一氢气加注管路一端与第一气源连接，第一氢气加注管路另一端通过并联的旁通加氢管道、压缩加氢管道与加氢机连接；

第一氢气加注管路上设有依次连接的第一卸气软管、第一氢气进口气动阀、第一气源压力传感器、第一氢气出口气动阀、第一氢气出口单向阀、流量计；

第一控制模块还与第一氢气进口气动阀、第一氢气出口单向阀连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于卸气柱控制的高效加氢系统，其特征在于，备卸气柱包括第二氢气加注管路，第二氢气加注管路一端连接第二气源，第二氢气加注管路另一端连接于第一氢气加注管路上第一氢气出口单向阀、流量计之间处；

第二氢气加注管路上设有依次连接的第二卸气软管、第二氢气进口气动阀、第二气源压力传感器、第二氢气出口气动阀、第二氢气出口单向阀；

第二控制模块还与第二氢气进口气动阀、第二氢气出口单向阀连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于卸气柱控制的高效加氢系统，其特征在于，第一控制模块包括连接的第一控制单元、第一传输单元，第二控制模块包括连接的第二控制单元、第二传输单元；

第一控制单元、第二控制单元之间连接有备份线与心跳线；

第一控制单元与第二传输单元连接，第二控制单元与第一传输单元连接；

第一传输单元分别与第一气源压力传感器、气瓶压力传感器、第一氢气出口气动阀、旁通管道气动阀、压缩管道气动阀、压缩机连接；

第二传输单元分别与第二气源压力传感器、气瓶压力传感器、第二氢气出口气动阀、旁通管道气动阀、压缩管道气动阀、压缩机连接。

5.根据权利要求2所述的一种基于卸气柱控制的高效加氢系统，其特征在于，主卸气柱还包括第一氮气置换管路，第一氮气置换管路连接于第一氢气加注管路上第一氢气进口气动阀、第一气源压力传感器之间处；

第一氮气置换管路上设有第一氮气置换阀、第一置换单向阀，第一氮气置换阀一端连接于第一氢气加注管路上第一氢气进口气动阀、第一气源压力传感器之间处，第一氮气置换阀另一端与第一置换单向阀连接；

第一控制模块还与第一氮气置换阀、第一置换单向阀连接。

6.根据权利要求2所述的一种基于卸气柱控制的高效加氢系统，其特征在于，主卸气柱还包括第一氢气放空管路，第一氢气放空管路连接于第一氢气加注管路上第一气源压力传感器、第一氢气出口气动阀之间处；

第一氢气放空管路包括第一放空气动阀；

第一控制模块还与第一放空气动阀连接。

7.根据权利要求3所述的一种基于卸气柱控制的高效加氢系统，其特征在于，备卸气柱还包括第二氮气置换管路，第二氮气置换管路连接于第二氢气加注管路上第二氢气进口气动阀、第二气源压力传感器之间处；

第二氮气置换管路上设有第二氮气置换阀、第二置换单向阀，第二氮气置换阀一端连接于第二氢气加注管路上第二氢气进口气动阀、第二气源压力传感器之间处，第二氮气置换阀另一端与第二置换单向阀连接；

第二控制模块还与第二氮气置换阀、第二置换单向阀连接。

8.根据权利要求3所述的一种基于卸气柱控制的高效加氢系统，其特征在于，备卸气柱还包括第二氢气放空管路，第二氢气放空管路连接于第二氢气加注管路上第二气源压力传感器、第二氢气出口气动阀之间处；

第二氢气放空管路包括第二放空气动阀；

第二控制模块还与第二放空气动阀连接。

9.一种基于卸气柱控制的高效加氢方法，基于上述权利要求1-8任一项所述的一种基于卸气柱控制的高效加氢系统，其特征在于，包括步骤：

S1、实时采集第一气源压力、第二气源压力以及气瓶实时压力；

S2、判断第一气源压力是否高于第一预设阈值，若是则执行步骤S3，若否则执行步骤S5；

S3、第一气源通过主卸气柱卸气，并通过旁通加氢管道对气瓶进行平气加注，直至第一气源压力与气瓶实时压力一致，并执行步骤S4；

S4、第一气源通过主卸气柱卸气，并通过压缩加氢管道对气瓶进行增压加注，直至气瓶加注完毕；

S5、第一气源通过主卸气柱卸气，并通过旁通加氢管道对气瓶进行平气加注，直至第一气源压力与气瓶实时压力一致，并执行步骤S6；

S6、第二气源通过备卸气柱卸气，并通过旁通加氢管道对气瓶进行平气加注，直至第二气源压力与气瓶实时压力一致，并执行步骤S7；

S7、第二气源通过备卸气柱卸气，并通过压缩加氢管道对气瓶进行增压加注，直至气瓶加注完毕。

10.根据权利要求9所述的一种基于卸气柱控制的高效加氢方法，其特征在于，步骤S1与步骤S2之间还包括步骤：

判断第一气源压力是否低于第二预设阈值，若是则执行步骤S6，若否则执行步骤S2。

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