CN115013730B - 一种加氢撬及作业方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加氢撬及工作方法，加氢技术领域，包括用于连接卸气柱和加氢机的加氢管路，加氢管路依次设有进气过滤器、第一换热器、隔膜压缩机和第二换热器，第一换热器和第二换热器分别连接冷却循环管路；进气过滤器的输入端与第二换热器的输出端之间连接调压管路；氮气吹扫管路接入加氢管路的输入端，加氢管路的输入端、输出端以及氮气吹扫管路均连接放散管。本发明自动化程度更高，且氢气利用率高，能够降低能耗。

Description

一种加氢撬及作业方法

技术领域

本发明涉及加氢技术领域，尤其涉及一种加氢撬及作业方法。

背景技术

目前，加氢装置对加氢机加注氢气时，需要采用隔膜压缩机对低压氢气进行升压。但是在加氢站运行过程中由于超压放散过程，存在氢气浪费的问题，增加了能耗。例如：现有技术公开了一种基于合金储存技术的船用燃料电池系统加氢装置，充氢管路上顺次连接有液氢储罐、液氢汽化器、氢气汽化器、加氢机、第一隔膜阀、第一电磁阀、第一过滤器、第一止回阀、第一压力传感器、第二隔膜阀以及标准加氢接口，第一压力传感器和第一止回阀之间设置有与充氢管路相连通第一排气管，第一排气管并联设置有第二电磁阀和第三隔膜阀。

虽然上述方案在一定程度上提高了加氢装置的安全性，但是其并未设置不同压力情况下的氢气处理管路，仍然存在氢气浪费的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种加氢撬及作业方法，自动化程度更高，且氢气利用率高，能够降低能耗。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种加氢撬，包括用于连接卸气柱和加氢机的加氢管路，加氢管路依次设有进气过滤器、第一换热器、隔膜压缩机和第二换热器，第一换热器和第二换热器分别连接冷却循环管路；进气过滤器的输入端与第二换热器的输出端之间连接调压管路；氮气吹扫管路接入加氢管路的输入端，加氢管路的输入端、输出端以及氮气吹扫管路均连接放散管。

作为进一步的实现方式，所述调压管路安装有调压阀和紧急切断阀，用于使隔膜压缩机出口气体压力保持在设定值以内。

作为进一步的实现方式，所述隔膜压缩机的两端通过安装有紧急切断阀的支管路相连，以在氢气压力高时直接经支管路进入第二换热器。

作为进一步的实现方式，所述加氢管路与卸气柱之间、加氢管路与加氢机之间以及氮气吹扫管路与加氢管路的连接端分别设有紧急切断阀。

作为进一步的实现方式，所述冷却循环管路包括进水管路、出水管路，第一换热器和第二换热器分别通过进水管路连接冷却水入口，并通过出水管路连接冷却水出口；

所述进水管路和出水管路分别设置低位排水口。

作为进一步的实现方式，所述出水管路包括并联的连接第一换热器进水端的第一出水支路、连接第二换热器出水端的第二出水支路、连接第一换热器出水端的第三出水支路；

所述第一出水支路、第二出水支路和第三出水支路分别连接高位排水口。

作为进一步的实现方式，所述出水管路连接冷却水出口的一端安装温度传感器和流量传感器。

作为进一步的实现方式，所述进气过滤器的输入端和第二换热器的输出端分别安装有安全阀，所述安全阀通过管路连接放散管。

作为进一步的实现方式，所述加氢管路的输入端安装球阀，输出端安装止回阀。

第二方面，本发明的实施例还提供了一种加氢撬的工作方法，包括：氢气从卸气柱进入加氢管路，并经进气过滤器进入第一换热器，经第一换热器冷却后的氢气进入隔膜压缩机，之后通过第二换热器二次冷却；二次冷却后的氢气进入加氢机；

其中，当输入氢气压力高时，经第一换热器冷却的氢气通过安装紧急切断阀的支管路进入第二换热器。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明的加氢管路依次设有进气过滤器、第一换热器、隔膜压缩机和第二换热器，第一换热器和第二换热器分别连接冷却循环管路，使冷却水循环利用，冷却循环管路能够给隔膜压缩机润滑油降温，同时给换热器的氢气进行冷却；进气过滤器的输入端与第二换热器的输出端之间连接调压管路，并设置氢气回流装置，实现超过设定压力的气体回收再利用，避免放空造成的浪费。

(2)本发明隔膜压缩机的输入端和输出端通过支管路相连，支管路上安装紧急切断阀(气动球阀)，当拖车氢气压力比较高时，不需要经隔膜压缩机进行加压，直接通过支管路进入后端，节约能耗。

(3)本发明的加氢管路、冷却循环管路、氮气吹扫管等均安装多个阀门，自动化程度更高，解决了现有技术需要人工辅助的问题。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的结构示意图；

图2是图1的局部示意图一；

图3是图1的局部示意图二；

图4是本发明根据一个或多个实施方式的紧急切断阀与仪表风入口连接示意图。

其中，1、卸气柱，2、加氢管路，3、第一换热器，4、隔膜压缩机，5、第二换热器，6、加氢机，7、进气过滤器，8、调压管路，9、调压阀，10、放散管，11、氮气吹扫管，12、冷却水出口，13、冷却水入口，14、进水管路，15、第一进水支路，16、第二进水支路，17、出水管路，18、第一出水支路，19、第二出水支路，20、第三出水支路，21、支管路，22、低位排水口，23、高位排水口，24、止回阀，25、球阀，26、安全阀，27、针阀，28、仪表风入口；

PG、压力表，PTIA、压力传感器，TE、温度传感器，FI、流量指示，FIT、流量传感器，A1～A5、紧急切断阀。

具体实施方式

实施例一：

本实施例提供了一种加氢撬，如图1所示，包括加氢管路2、氮气吹扫管11、放散管10、进气过滤器7、隔膜压缩机4、第一换热器3、第二换热器5等，加氢管路2一端用于连接卸气柱1，为氢气输入端；另一端用于连接加氢机6，为氢气输出端。

加氢管路2从靠近氢气输入端依次安装进气过滤器7、第一换热器3、隔膜压缩机4、第二换热器5，由于隔膜压缩机4对氢气清洁度要求较高，因此在氢气输入端设置进气过滤器7，对氢气进行过滤；过滤后的氢气通过第一换热器3进行一次冷却，之后由隔膜压缩机4对氢气进行升压；由于升压后气体温度升高，通过第二换热器5对氢气进行二次冷却。

第一换热器3、第二换热器5的气体入口端和气体出口端均安装温度传感器TE，以实时监测氢气温度。

如图2所示，隔膜压缩机4的输入端和输出端通过支管路21相连，支管路21上安装紧急切断阀A4，当拖车氢气压力比较高时，不需要经隔膜压缩机4进行加压，直接通过支管路21进入后端，节约能耗。

进气过滤器7的输入端与第二换热器5的输出端之间连接调压管路8，调压管路8上安装调压阀9和紧急切断阀A3，这是由于隔膜压缩机4的入口压力一般为5～20MPa，出口压力一般为45MPa，如果气体压力超过45MPa，则进入调压管路8，紧急切断阀A3为打开状态，气体经调压阀9减压后进入主管路(加氢管路2)进行二次压缩，保证进入下游管路的氢气压力不超过45MPa；实现超过设定压力的气体回收再利用，避免放空造成的浪费。

本实施例的第一换热器3和第二换热器5分别连接冷却循环管路，具体的，冷却循环管路包括进水管路14、出水管路17，进水管路14连接冷却水入口13，出水管路17连接冷却水出口12。

进水管路14靠近冷却水入口13一端、出水管路17靠近冷却水出口12一端分别连接低位排水口22，且低位排水口22所在管路安装球阀25。出水管路17靠近低位排水口22的一端设有温度传感器TE和流量传感器FIT。

其中，进水管路14形成两个支路，即第一进水支路15、第二进水支路16，第一进水支路15连接至第一换热器3的进水端，第二进水支路16连接至第二换热器5的进水端；且第二进水支路16安装球阀25。

出水管路17形成三个支路，即第一出水支路18、第二出水支路19、第三出水支路20，第一出水支路18连接至第一换热器3的出水端，第二出水支路19连接至第二换热器5的出水端，第三出水支路20，连接至第一进水支路15与第一换热器3相连的一端。

第一进水支路15与第一换热器3的连接端、第三出水支路20与第一进水支路15的连接端分别安装球阀25；第一出水支路18与第一换热器3的连接端与第二出水支路19并联。第一出水支路18、第二出水支路19、第三出水支路20上依次设有球阀25、流量指示FI，并连接高位排水口23。

本实施例通过上述进水管路14、出水管路17的连接方式，形成封闭式冷却水流动方式，使冷却水循环利用；冷却循环管路能够给隔膜压缩机4润滑油降温，同时给换热器的氢气进行冷却。换热器出口、隔膜压缩机4出口都设置流量显示FI，以监测流量，提高安全性。

氮气吹扫管11接入加氢管路2，氮气吹扫管11与加氢管路2的连接端安装紧急切断阀A2，加氢管路2与端部的球阀25之间安装紧急切断阀A1，紧急切断阀A1和紧急切断阀A2为一用、一备，当充氢结束后，通过氮气吹扫管11向加氢管路2内充入氮气，置换掉加氢管路2内的氢气。氮气吹扫后放散，紧急切断阀A5关闭，其他与氢气方式相同。

紧急切断阀A1与进气过滤器7的连接段依次设有压力表PG、压力传感器PTIA和安全阀26，压力表PG和压力传感器PTIA与加氢管路2之间分别安装针阀27，压力传感器PTIA、安全阀26分别通过管路连接放散管10。

本实施例设置的放散管10连接氢气回流装置，氢气回流装置一端通过三通阀与放散管10连接，另一端连接氢气提纯前端管路，通过控制系统判断氢气放散还是回收：当发生安全问题时放散，压力高时回收。本实施例将所有放散集中在一起，实现回流和回收。

如图3所示，加氢管路2与加氢机6之间安装止回阀24，本实施例在氢气进入加氢机6之前设置止回阀24，能够防止高压气体回流。止回阀24的输入端设置压力表PG，以监测气体压力。

在本实施例中，第二换热器5与止回阀24之间依次设有安全阀26、压力表PG、压力传感器PTIA、紧急切断阀A5，其中，安全阀26、压力表PG分别通过管路连接放散管10。压力传感器PTIA和紧急切断阀A5之间通过另一紧急切断阀连接放散管10。

如图4所示，紧急切断阀均连接仪表风入口28；本实施例的球阀25为手动球阀，且为常开状态，气动阀门为常闭状态。

本实施例通过安装各种阀门，提高加氢撬的自动化程度，不需要人工辅助。

实施例二：

本实施例提供了一种加氢撬的工作方法，采用实施例一所述的加氢撬，氢气从卸气柱1进入加氢管路2，并经进气过滤器7进入第一换热器3，经第一换热器3冷却后的氢气进入隔膜压缩机4，之后通过第二换热器5二次冷却；二次冷却后的氢气进入加氢机6。

当拖车输入氢气压力较高时，经第一换热器3冷却的氢气通过安装紧急切断阀A4的支管路21进入第二换热器5，不需要经隔膜压缩机4进行加压，直接通过支管路21进入后端，节约能耗。

当隔膜压缩机4的输出气体压力超过设定值时，气体进入调压管路8，紧急切断阀A3为打开状态，气体经调压阀9减压后进入加氢管路2进行二次压缩，实现超过设定压力的气体回收再利用。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种加氢撬，其特征在于，包括用于连接卸气柱和加氢机的加氢管路，加氢管路依次设有进气过滤器、第一换热器、隔膜压缩机和第二换热器，第一换热器和第二换热器分别连接冷却循环管路；进气过滤器的输入端与第二换热器的输出端之间连接调压管路；氮气吹扫管路接入加氢管路的输入端，加氢管路的输入端、输出端以及氮气吹扫管路均连接放散管；

所述调压管路安装有调压阀和紧急切断阀，用于使隔膜压缩机出口气体压力保持在设定值以内；

所述隔膜压缩机的两端通过安装有紧急切断阀的支管路相连，以在氢气压力高时直接经支管路进入第二换热器；

所述加氢管路与卸气柱之间、加氢管路与加氢机之间以及氮气吹扫管路与加氢管路的连接端分别设有紧急切断阀；

放散管连接氢气回流装置，氢气回流装置一端通过三通阀与放散管连接，另一端连接氢气提纯前端管路，通过控制系统判断氢气放散还是回收：当发生安全问题时放散，压力高时回收；

当输入氢气压力高时，经第一换热器冷却的氢气通过安装紧急切断阀的支管路进入第二换热器。

2.根据权利要求1所述的一种加氢撬，其特征在于，所述冷却循环管路包括进水管路、出水管路，第一换热器和第二换热器分别通过进水管路连接冷却水入口，并通过出水管路连接冷却水出口；

所述进水管路和出水管路分别设置低位排水口。

3.根据权利要求2所述的一种加氢撬，其特征在于，所述出水管路包括并联的连接第一换热器进水端的第一出水支路、连接第二换热器出水端的第二出水支路、连接第一换热器出水端的第三出水支路；

所述第一出水支路、第二出水支路和第三出水支路分别连接高位排水口。

4.根据权利要求2所述的一种加氢撬，其特征在于，所述出水管路连接冷却水出口的一端安装温度传感器和流量传感器。

5.根据权利要求1所述的一种加氢撬，其特征在于，所述进气过滤器的输入端和第二换热器的输出端分别安装有安全阀，所述安全阀通过管路连接放散管。

6.根据权利要求1所述的一种加氢撬，其特征在于，所述加氢管路的输入端安装球阀，输出端安装止回阀。

7.根据权利要求1-6任一所述的一种加氢撬的工作方法，其特征在于，包括：氢气从卸气柱进入加氢管路，并经进气过滤器进入第一换热器，经第一换热器冷却后的氢气进入隔膜压缩机，之后通过第二换热器二次冷却；二次冷却后的氢气进入加氢机；

其中，当输入氢气压力高时，经第一换热器冷却的氢气通过安装紧急切断阀的支管路进入第二换热器。