CN117432932B - 一种加氢站及加氢工艺 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种加氢站及加氢工艺，属于加氢技术领域，加氢站包括沿着氢气流向依次连接的卸气柱、第一顺序控制阀箱、氢气压缩机、第三顺序控制阀箱、加氢机、加氢储氢瓶组，以及站控系统；连接在氢气压缩机和第三顺序控制阀箱之间的第二顺序控制阀箱，以及通过第二支气管路连接第二顺序控制阀箱的倒罐储氢瓶组，第二顺序控制阀箱通过第三支气管路越过氢气压缩机回连到第二顺序控制阀箱。当氢气管束拖车内的氢气压力只有2‑7Mpa时，通过站控系统控制倒罐储氢瓶组储存的氢气通过第二顺序控制阀箱及第三支气管路越过氢气压缩机回到第一顺序控制阀箱，再进入氢气压缩机实现二次增压后以满足待加氢车辆对氢气压力的要求。

Description

一种加氢站及加氢工艺
技术领域
本申请涉及加氢技术领域，具体而言，涉及一种加氢站及加氢工艺。
背景技术
加氢站是指以压缩氢气形式向加氢汽车提供燃料的场所。氢气体一般由氢气槽车运输至加氢站，再由压缩机组将氢气压缩，通过加氢机给车辆加气。
现有的加氢站有三种形式：45MPa加氢站、90MPa加氢站以及45～90MPa加氢站。在中国专利文献CN116293417A的背景技术部分分别对该三种形式的加氢站做了介绍，此处不再赘述。
以常规的45MPa加氢站为例，加氢站气源是由20MPa氢气管束拖车运输到加氢站内，再经过45MPa氢气压缩机增压后存储到多个45MPa的储氢容器内，当有车辆需要加氢时，45MPa储氢容器内的氢气依次加注到车辆储氢瓶内。45MPa氢气压缩机多采用一级压缩的隔膜压缩机，受隔膜压缩机压缩比的限制，氢气管束拖车内氢气一般在7MPa时，压缩机无法增压至45MPa，即只能将氢气管束拖车内的氢气卸气至7MPa，此时氢气管束拖车内大约剩余130kg氢气无法再被卸出，卸气率低。
发明内容
本申请的目的在于提供一种能够有效提高氢气管束拖车卸气率的加氢站及加氢工艺，旨在解决现有技术中加氢站在氢气管束拖车内氢气在7MPa以下时无法将氢气管束拖车内剩余氢气有效卸出而导致的加氢站卸气率低的技术问题。
本申请的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本申请的实践而习得。
根据本申请的第一方面，提供一种加氢站，包括：沿着氢气流向依次连接的卸气柱、第一顺序控制阀箱、氢气压缩机、第三顺序控制阀箱、加氢机，通过第一支气管路连接所述第三顺序控制阀箱的加氢储氢瓶组，以及站控系统；所述加氢站还包括：
连接在所述氢气压缩机和所述第三顺序控制阀箱之间的第二顺序控制阀箱，以及通过第二支气管路连接所述第二顺序控制阀箱的倒罐储氢瓶组，所述第二顺序控制阀箱通过第三支气管路越过所述氢气压缩机回连到所述第二顺序控制阀箱。
在本申请的一种示例性实施例中，还包括第二卸气柱、第二氢气压缩机以及第二加氢机，所述第二卸气柱、第二氢气压缩机以及第二加氢机分别与所述卸气柱、氢气压缩机以及加氢机并联设置；所述第二卸气柱通过所述第一顺序控制阀箱连接所述第二氢气压缩机，所述第二加氢机与所述第三顺序控制阀箱连接。
根据本申请的第二方面，提供一种根据上述第一方面提供的加氢站的加氢工艺，所述站控系统根据所述氢气管束拖车内氢气的压力值和所述加氢站所处工作状态来控制所述氢气的流向，具体为：
在第一种情况下，即当氢气管束拖车内氢气压力在7-20MPa，所述加氢站处于不加氢状态的情况下，所述站控系统控制所述氢气管束拖车内的氢气沿着加氢站的氢气流向主路通过所述卸气柱、第一顺序控制阀箱到达氢气压缩机，氢气在所述氢气压缩机内实现增压后，再通过所述第二顺序控制阀箱到达第三顺序控制阀箱，在所述第三顺序控制阀箱处选择分配到所述加氢储氢瓶组，在所述加氢储氢瓶组内进行高压氢气的分级储存；
在第二种情况下，即当氢气管束拖车内氢气压力在7-20MPa，所述加氢站处于第一加氢状态的情况下，所述站控系统控制所述氢气压缩机不工作，所述第三顺序控制阀箱直接把所述加氢储氢瓶组中的分级高压氢气根据控制逻辑分配给所述加氢机，所述加氢机给待加氢车辆进行氢气加注；
在第三种情况下，即当氢气管束拖车内氢气压力在7-20MPa，所述加氢站处于第二加氢状态的情况下，此时所述加氢储氢瓶组中的分级氢气压力不足以独立供给所述加氢机以对待加氢车辆进行氢气加注，在此情况下，所述站控系统控制所述氢气管束拖车中的氢气通过所述卸气柱、所述第一顺序控制阀箱到达所述氢气压缩机，氢气在所述氢气压缩机内实现增压后，再通过所述第二顺序控制阀箱、第三顺序控制阀箱直接进入所述加氢机，对所述待加氢车辆进行氢气加注；
在第四种情况下，即当氢气管束拖车内氢气压力在2-7MPa，所述加氢站处于不加氢的倒罐状态的情况下，所述站控系统控制所述氢气管束拖车中的氢气通过所述卸气柱、第一顺序控制阀箱到达氢气压缩机，氢气在所述氢气压缩机内实现增压后，再通过所述第二顺序控制阀箱及第二支气管路进入所述倒罐储氢瓶组进行储存；
在第五种情况下，即当氢气管束拖车内氢气压力在2-7MPa，所述加氢站同时处于第一加氢状态和倒罐状态的情况下，此时第一加氢状态和倒罐状态各自独立，所述站控系统控制所述氢气管束拖车中的氢气通过所述卸气柱、第一顺序控制阀箱到达氢气压缩机，氢气在所述氢气压缩机内实现增压后通过所述第二顺序控制阀箱和第二支气管路进入所述倒罐储氢瓶组进行储存，所述第三顺序控制阀箱直接把所述加氢储氢瓶组中的分级高压氢气根据控制逻辑分配给所述加氢机，所述加氢机给所述待加氢车辆进行氢气加注；
在第六种情况下，即当氢气管束拖车内氢气压力在2-7MPa时，所述加氢站处于第三加氢状态的情况下，所述站控系统控制所述倒罐储氢瓶组中倒罐储存的氢气通过所述第二顺序控制阀箱及第三支气管路越过所述氢气压缩机回到所述第一顺序控制阀箱，再进入所述氢气压缩机实现二次增压后，通过第二顺序控制阀、第三顺序控制阀，进入所述加氢机，对所述待加氢车辆进行氢气加注。
根据本申请的第三方面，提供一种根据上述第一方面的示例性实施例提供的加氢站的加氢工艺，所述站控系统根据氢气管束拖车和第二氢气管束拖车内氢气的压力值和所述加氢站所处工作状态来控制所述氢气的流向，具体为：
在第一种情况下，即当所述氢气管束拖车和第二氢气管束拖车中氢气的压力都在7-20MPa，所述加氢站处于不加氢状态的情况下，所述站控系统控制所述氢气管束拖车和第二氢气管束拖车中的氢气分别通过所述卸气柱和第二卸气柱、所述第一顺序控制阀箱，分别到达所述氢气压缩机和所述第二氢气压缩机，分别实现增压后，再通过第二顺序控制阀箱，到达所述第三顺序控制阀箱，通过所述第三顺序控制阀箱选择分配到所述加氢储氢瓶组，在所述加氢储氢瓶组中进行高压氢气的分级储存；
在第二种情况下，即当所述氢气管束拖车和第二氢气管束拖车中氢气的压力都在7-20MPa，所述加氢站处于第四加氢状态的情况下，所述站控系统控制所述氢气压缩机和所述第二氢气压缩机不工作，所述第三顺序控制阀箱直接把所述加氢储氢瓶组中的分级高压氢气根据控制逻辑分配给所述加氢机和/或所述第二加氢机，给待加氢车辆和/或第二待加氢车辆进行氢气加注；
在第三种情况下，即当所述氢气管束拖车和第二氢气管束拖车中氢气的压力都在7-20MPa，所述加氢站处于第五加氢状态的情况下，所述站控系统控制所述氢气管束拖车中的氢气通过所述卸气柱、第一顺序控制阀箱，到达所述氢气压缩机，实现增压后，再通过所述第二顺序控制阀箱，到达所述第三顺序控制阀箱，通过所述第三顺序控制阀箱选择分配到所述加氢储氢瓶组，在所述加氢储氢瓶组中进行高压氢气的分级储存；与此同时，所述第三顺序控制阀箱直接把所述加氢储氢瓶组中的分级高压氢气根据控制逻辑分配给所述加氢机和/或所述第二加氢机，给所述待加氢车辆和/或所述第二待加氢车辆进行氢气加注；
在第四种情况下，即当所述氢气管束拖车中氢气的压力在7-20MPa、所述第二氢气管束拖车中氢气的压力在2-7MPa，以及所述加氢站处于不加氢状态的情况下，所述站控系统控制所述氢气管束拖车中的氢气通过所述卸气柱、所述第一顺序控制阀箱，到达所述氢气压缩机，实现增压后，再通过所述第二顺序控制阀箱，到达所述第三顺序控制阀箱，通过所述第三顺序控制阀箱选择分配到所述加氢储氢瓶组，在所述加氢储氢瓶组中进行高压氢气的分级储存；与此同时，所述第二氢气管束拖车中的氢气通过所述第二卸气柱、所述第一顺序控制阀箱，到达所述第二氢气压缩机，实现增压后，再通过所述第二顺序控制阀箱及第二支气管路，进入所述倒罐储氢瓶组，进行储存；
在第五种情况下，即当所述氢气管束拖车中氢气的压力在7-20MPa、所述第二氢气管束拖车中的压力在2-7MPa，以及所述加氢站处于第六加氢状态的情况下，所述站控系统控制所述第三顺序控制阀箱直接把所述加氢储氢瓶组中的分级高压氢气根据控制逻辑分配给所述加氢机和/或所述第二加氢机，给所述待加氢车辆和/或第二待加氢车辆进行氢气加注；与此同时，所述第二氢气管束拖车中的氢气通过所述第二卸气柱、所述第一顺序控制阀箱，到达所述氢气压缩机或所述第二氢气压缩机，实现增压后，再通过所述第二顺序控制阀箱及第二支气管路进入所述倒罐储氢瓶组，进行储存；
在第六种情况下，即当所述氢气管束拖车中的压力在7-20MPa、所述第二氢气管束拖车中的压力在2-7MPa，以及所述加氢站处于第七加氢状态的情况下，所述站控系统控制所述氢气管束拖车中的氢气通过所述卸气柱、所述顺序控制阀箱，到达所述氢气压缩机，实现增压后，再通过所述第二顺序控制阀箱，所述第三顺序控制阀箱后，直接进入所述加氢机和/或第二加氢机，对所述待加氢车辆和/或第二待加氢车辆进行氢气加注；与此同时，所述第二氢气管束拖车中的氢气通过所述第二卸气柱、所述第一顺序控制阀箱，到达所述第二氢气压缩机，实现增压后，再通过所述第二顺序控制阀箱及第二支气管路，进入所述倒罐储氢瓶组，进行储存；
在第七种情况下，即当所述氢气管束拖车和所述第二氢气管束拖车中的压力都在2-7MPa，所述加氢站处于第七加氢状态的情况下，所述站控系统控制所述氢气管束拖车中的氢气通过所述卸气柱、所述第一顺序控制阀箱，到达所述氢气压缩机，实现增压后，再通过第二顺序控制阀箱及第二支气管路，进入所述倒罐储氢瓶组，进行储存；与此同时，所述倒罐储氢瓶组中的氢气通过所述第二顺序控制阀箱及第三支气管路越过所述氢气压缩机和第二氢气压缩机回到所述第一顺序控制阀箱，通过第一顺序控制阀箱分配给所述第二氢气压缩机，在所述第二氢气压缩机中实现二次增压后，通过所述第二顺序控制阀箱和所述第三顺序控制阀箱后，直接进入所述加氢机和/或所述第二氢气压缩机，对待加氢车辆和/或所述第二待加氢车辆进行氢气加注。
本申请示例性实施例可以具有以下部分或全部有益效果：
1、本申请示例实施方式所提供的加氢站，所述加氢站还包括连接在所述氢气压缩机和所述第三顺序控制阀箱之间的第二顺序控制阀箱，以及通过第二支气管路连接所述第二顺序控制阀箱的倒罐储氢瓶组，所述第二顺序控制阀箱通过第三支气管路越过所述氢气压缩机回连到所述第二顺序控制阀箱。当氢气管束拖车内的氢气压力只有2-7Mpa时，通过站控系统控制所述氢气管束拖车中的氢气通过所述卸气柱、第一顺序控制阀箱到达氢气压缩机，氢气在所述氢气压缩机内实现增压后，再通过所述第二顺序控制阀箱及第二支气管路进入所述倒罐储氢瓶组进行储存；或者，所述站控系统控制所述倒罐储氢瓶组中倒罐储存的氢气通过所述第二顺序控制阀箱及第三支气管路越过所述氢气压缩机回到所述第一顺序控制阀箱，再进入所述氢气压缩机实现二次增压后以满足待加氢车辆对氢气压力的要求，通过第二顺序控制阀、第三顺序控制阀，进入所述加氢机，对所述待加氢车辆进行氢气加注。
2、本申请示例实施方式所提供的加氢站及加氢工艺，与现有技术的加氢站及加氢工艺相比，能够将长管拖车中2-7MPa的氢气卸干净，大大降低了运输成本和能耗损失。以常规45MPa氢气压缩机为例，按其常规压缩比，只能将长管拖车中的氢气卸至7MPa，长管拖车内大约剩余130kg氢气。而一辆长管拖车满载20MPa时，大约有340kg氢气。经过本申请示例实施方式所提供的加氢站及加氢工艺，能够将长管拖车内剩余氢气的压力降至2MPa，长管拖车内大约剩余40kg氢气。每辆长管拖车比本申请示例实施方式所提供的加氢站及加氢工艺实施前，能多卸下90kg氢气。
3、本申请示例实施方式所提供的加氢站及加氢工艺，不需要专门增加卸车回收压缩机及卸车回收容器，而是用正常增压的氢气压缩机在其不增压时刻实现卸车功能，这样，既能实现卸车功能，也不用增加成本来配置另外的卸车回收压缩机，使得功能与经济性兼具；
其次，在本申请示例实施方式所提供的加氢站及加氢工艺中，存贮的倒罐储氢瓶组中的氢气可通过第二顺序控制阀箱及第三支气管路越过所述氢气压缩机回到所述第一顺序控制阀箱，再进入所述氢气压缩机实现二次增压后，通过第二顺序控制阀、第三顺序控制阀，进入所述加氢机，对所述待加氢车辆进行氢气加注。这样实现了对倒罐储氢瓶组中氢气的利用，即实现二次增压后加注使用掉；
此外，在本申请示例实施方式所提供的加氢站及加氢工艺中，在氢气压缩机前配置了第一顺序控制阀箱，这样，从卸气柱过来的氢气，以及从倒罐储氢瓶组来的氢气，可以根据需求分配给各压缩机；另外，倒罐储氢瓶组配置第二顺序控制阀箱，该阀箱可配合第一顺序控制阀箱，或配合第三顺序控制阀箱，可实现对倒罐储氢瓶组出来的氢气根据当时需求，进行二次增压和加注。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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示出了本申请实施例中一种加氢站的系统组成及加氢工艺的氢气流向示意图；
图2示出了本申请实施例中另一种加氢站的系统组成及加氢工艺的氢气流向示意图；
附图标记说明：
1、氢气管束拖车；2、卸气柱；3、第一顺序控制阀箱；4、氢气压缩机；5、第二顺序控制阀箱；6、倒罐储氢瓶组；7、第三顺序控制阀箱；8、加氢储氢瓶组；9、加氢机；10、待加氢车辆；11、站控系统；12、第一支气管路；13、第二支气管路；14、第三支气管路；15、第二氢气管束拖车；16、第二卸气柱；17、第二氢气压缩机；18、第二加氢机；19、第二待加氢车辆。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本申请将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。此外，附图仅为本申请的示意性图解，并非一定是按比例绘制。
实施例1
图1示出了本申请实施例中一种加氢站的系统组成及加氢工艺的氢气流向示意图；如图1所示，一种加氢站，包括沿着氢气流向依次连接的卸气柱2、第一顺序控制阀箱3、氢气压缩机4、第三顺序控制阀箱7、加氢机9，通过第一支气管路12连接所述第三顺序控制阀箱7的加氢储氢瓶组8，以及站控系统11；所述加氢站还包括：连接在所述氢气压缩机4和所述第三顺序控制阀箱7之间的第二顺序控制阀箱5，以及通过第二支气管路13连接所述第二顺序控制阀箱5的倒罐储氢瓶组6，所述第二顺序控制阀箱5通过第三支气管路14越过所述氢气压缩机4回连到所述第二顺序控制阀箱5。
其中，所述卸气柱2用于将氢气管束拖车1中的氢气导入其后的装备，便于操作。在本实施例中，氢气管束拖车1为车上装载加氢站加氢所需氢气，氢气压力在0-20MPa。
所述第一顺序控制阀箱3用于对其入口处来自卸气柱2和第二顺序控制阀箱52的氢气进行分配；
所述氢气压缩机4用于将来自所述氢气管束拖车1的一定压力的氢气进行增压，以达到所述倒罐储氢瓶组6、加氢储氢瓶组8或待加氢车辆10所需压力，所述待加氢车辆10例如可以是氢燃料电池车；
所述第二顺序控制阀箱5具有分配氢气的功能，用于对来自氢气压缩机4的氢气进行分配，分配至倒罐储氢瓶组6、第三顺序控制阀箱7或第一顺序控制阀箱3中；
所述倒罐储氢瓶组6用于将来自所述氢气管束拖车1的压力很低的、不易卸的氢气经所述氢气压缩机4增压后，储存在此。其工作压力和待加氢车辆10相匹配；待需要给待加氢车辆10加氢时再把其中一定压力的氢气通过第二顺序控制阀箱5通过第三支气管路14越过所述氢气压缩机4输入到第一顺序控制阀箱3后，再分配给所述氢气压缩机4对氢气进行二次增压；
所述第三顺序控制阀箱7具有分配氢气的功能，用于将来自第二顺序控制阀箱5的氢气分配给加氢储氢瓶组8的低、中、高压的不同等级的瓶组或加氢机9，以及将加氢储氢瓶组8的低、中、高压的不同等级的瓶组中的氢气分配给加氢机9，以便加注给待加氢车辆10；
所述加氢储氢瓶组8用于为待加氢车辆10储存高压氢气；高压氢气可分为低、中、高三种压力等级；
所述加氢机9用于为所述待加氢车辆10加注高压氢气的装置；
所述待加氢车辆10，例如氢燃料电池车，是以氢气为燃料，通过氢燃料电池进行发电和产生动力的车辆。
所述加氢站的站控系统11为用于对整个加氢站的氢气输送、增压、加注、氢气分配等所有功能进行控制的控制系统。
在本实施例中，当氢气管束拖车1内的氢气压力只有2-7Mpa时，通过站控系统11控制所述氢气管束拖车1中的氢气通过所述卸气柱2、第一顺序控制阀箱3到达氢气压缩机4，氢气在所述氢气压缩机4内实现增压后，再通过所述第二顺序控制阀箱5及第二支气管路13进入所述倒罐储氢瓶组6进行储存；或者，所述站控系统11控制所述倒罐储氢瓶组6中倒罐储存的氢气通过所述第二顺序控制阀箱5及第三支气管路14越过所述氢气压缩机4回到所述第一顺序控制阀箱3，再进入所述氢气压缩机4实现二次增压后通过二次增压以满足待加氢车辆10对氢气压力的要求，通过第二顺序控制阀、第三顺序控制阀，进入所述加氢机9，对所述待加氢车辆10进行氢气加注。
本实施例还提供一种根据上述加氢站的加氢工艺，在该加氢工艺中，所述站控系统11根据所述氢气管束拖车1内氢气的压力值和所述加氢站所处工作状态来控制所述氢气的流向，具体为：
在第一种情况下，即当氢气管束拖车1内氢气压力在7-20MPa，所述加氢站处于不加氢状态的情况下，所述站控系统11控制所述氢气管束拖车1内的氢气沿着加氢站的氢气流向主路通过所述卸气柱2、第一顺序控制阀箱3到达氢气压缩机4，氢气在所述氢气压缩机4内实现增压后，再通过所述第二顺序控制阀箱5到达第三顺序控制阀箱7，在所述第三顺序控制阀箱7处选择分配到所述加氢储氢瓶组8，在所述加氢储氢瓶组8内进行高压氢气的分级储存；
在第二种情况下，即当氢气管束拖车1内氢气压力在7-20MPa，所述加氢站处于第一加氢状态的情况下，所述站控系统11控制所述氢气压缩机4不工作，所述第三顺序控制阀箱7直接把所述加氢储氢瓶组8中的分级高压氢气根据控制逻辑分配给所述加氢机9，所述加氢机9给待加氢车辆10进行氢气加注；
在第三种情况下，即当氢气管束拖车1内氢气压力在7-20MPa，所述加氢站处于第二加氢状态的情况下，此时所述加氢储氢瓶组8中的分级氢气压力不足以独立供给所述加氢机9以对待加氢车辆10进行氢气加注，在此情况下，所述站控系统11控制所述氢气管束拖车1中的氢气通过所述卸气柱2、所述第一顺序控制阀箱3到达所述氢气压缩机4，氢气在所述氢气压缩机4内实现增压后，再通过所述第二顺序控制阀箱5、第三顺序控制阀箱7直接进入所述加氢机9，对所述待加氢车辆10进行氢气加注；
在第四种情况下，即当氢气管束拖车1内氢气压力在2-7MPa，所述加氢站处于不加氢的倒罐状态的情况下，所述站控系统11控制所述氢气管束拖车1中的氢气通过所述卸气柱2、第一顺序控制阀箱3到达氢气压缩机4，氢气在所述氢气压缩机4内实现增压后，再通过所述第二顺序控制阀箱5及第二支气管路13进入所述倒罐储氢瓶组6进行储存；
在第五种情况下，即当氢气管束拖车1内氢气压力在2-7MPa，所述加氢站同时处于第一加氢状态和倒罐状态的情况下，此时第一加氢状态和倒罐状态各自独立，所述站控系统11控制所述氢气管束拖车1中的氢气通过所述卸气柱2、第一顺序控制阀箱3到达氢气压缩机4，氢气在所述氢气压缩机4内实现增压后通过所述第二顺序控制阀箱5和第二支气管路13进入所述倒罐储氢瓶组6进行储存，所述第三顺序控制阀箱7直接把所述加氢储氢瓶组8中的分级高压氢气根据控制逻辑分配给所述加氢机9，所述加氢机9给所述待加氢车辆10进行氢气加注；
在第六种情况下，即当氢气管束拖车1内氢气压力在2-7MPa时，所述加氢站处于第三加氢状态的情况下，所述站控系统11控制所述倒罐储氢瓶组6中倒罐储存的氢气通过所述第二顺序控制阀箱5及第三支气管路14越过所述氢气压缩机4回到所述第一顺序控制阀箱3，再进入所述氢气压缩机4实现二次增压后，通过第二顺序控制阀、第三顺序控制阀，进入所述加氢机9，对所述待加氢车辆10进行氢气加注。
本实施例提供的加氢站及加氢工艺，与现有技术的加氢站及加氢工艺相比，能够将长管拖车中2-7MPa的氢气卸干净，大大降低了运输成本和能耗损失。以常规45MPa氢气压缩机4为例，按其常规压缩比，只能将长管拖车中的氢气卸至7MPa，长管拖车内大约剩余130kg氢气。而一辆长管拖车满载20MPa时，大约有340kg氢气。经过本实施例所提供的加氢站及加氢工艺，能够将长管拖车内剩余氢气的压力降至2MPa，长管拖车内大约剩余40kg氢气。每辆长管拖车比本申请示例实施方式所提供的加氢站及加氢工艺实施前，能多卸下90kg氢气。
实施例2
图2示出了本申请实施例中另一种加氢站的系统组成及加氢工艺的氢气流向示意图；如图2所示，一种加氢站，在实施例1的加氢站的基础上，还包括第二卸气柱16、第二氢气压缩机17以及第二加氢机18，所述第二卸气柱16、第二氢气压缩机17以及第二加氢机18分别与所述卸气柱2、氢气压缩机4以及加氢机9并联设置；所述第二卸气柱16通过所述第一顺序控制阀箱3连接所述第二氢气压缩机17，所述第二加氢机18与所述第三顺序控制阀箱7连接。
在本实施例中，氢气管束拖车1和第二氢气管束拖车15设置为：车上装载加氢站加氢所需氢气，压力在0-20MPa；
所述卸气柱2和所述第二卸气柱16用于将氢气管束拖车1和第二氢气管束拖车15中的氢气导入其后的装备，便于操作；
所述第一顺序控制阀箱3用于对其入口处来自卸气柱2和第二卸气柱16，以及第二顺序控制阀箱52的氢气进行分配；
所述氢气压缩机4和第二氢气压缩机17用于将来自氢气管束拖车1和第二氢气管束拖车15内一定压力的氢气进行增压，达到所述倒罐储氢瓶组6、加氢储氢瓶组8或待加氢车辆10、第二待加氢车辆19所需压力，在本实施例中，待加氢车辆10和第二待加氢车辆19为氢燃料电池车；
所述第二顺序控制阀箱5具有分配氢气的功能，用于对来自氢气压缩机4和/或第二氢气压缩机17的氢气进行分配，分配至倒罐储氢瓶组6、第三顺序控制阀箱7或第一顺序控制阀箱3中；
所述倒罐储氢瓶组6用于将来自氢气管束拖车1和/或第二氢气管束拖车15的压力很低的、不易卸的氢气经氢气压缩机4和/或第二氢气压缩机17增压后，储存在此。所述倒罐储氢瓶组6的工作压力和待加氢车辆10或第二待加氢车辆19相匹配；当所述倒罐储氢瓶组6需要用于加氢时再把其中一定压力的氢气通过第二顺序控制阀箱5输入到第一顺序控制阀箱3后，再分配给氢气压缩机4和/或第二氢气压缩机17对氢气进行二次增压；
所述第三顺序控制阀箱7具有分配氢气的功能，用于将来自第二顺序控制阀箱5的氢气分配给加氢储氢瓶组8的低、中、高压的不同等级的瓶组或加氢机9、第二加氢机18，以及将加氢储氢瓶组8的低、中、高压的不同等级的瓶组中的氢气分配给加氢机9、第二加氢机18，以便加注给待加氢车辆10、第二待加氢车辆19，在本实施例，待加氢车辆10和第二待加氢车辆19均为氢燃料电池车；
所述加氢储氢瓶组8用于为待加氢车辆10、第二待加氢车辆19储存高压氢气；高压氢气可分为低、中、高三种压力等级；
所述加氢机9和第二加氢机18设置为用于给待加氢车辆10和第二待加氢车辆19加注高压氢气的装置；
所述待加氢车辆10和第二待加氢车辆19，例如是氢燃料电池车，是以氢气为燃料，通过氢燃料电池进行发电和产生动力的车辆；
所述加氢站的站控系统11用于对整个加氢站的氢气输送、增压、加注、氢气分配等所有功能进行控制的控制系统。
本实施例提供的加氢站，除具有实施例1的加氢站的所有优点为，还能适配更多的使用场景。
以下结合附图对根据本实施例提供的加氢站的加氢工艺的具体步骤进行介绍：
本实施例的加氢工艺，其站控系统11根据氢气管束拖车1和第二氢气管束拖车15内氢气的压力值和所述加氢站所处工作状态来控制所述氢气的流向，具体为：
在第一种情况下，即当所述氢气管束拖车1和第二氢气管束拖车15中氢气的压力都在7-20MPa，所述加氢站处于不加氢状态的情况下，所述站控系统11控制所述氢气管束拖车1和第二氢气管束拖车15中的氢气分别通过所述卸气柱2和第二卸气柱16、所述第一顺序控制阀箱3，分别到达所述氢气压缩机4和所述第二氢气压缩机17，分别实现增压后，再通过第二顺序控制阀箱5，到达所述第三顺序控制阀箱7，通过所述第三顺序控制阀箱7选择分配到所述加氢储氢瓶组8，在所述加氢储氢瓶组8中进行高压氢气的分级储存；
在第二种情况下，即当所述氢气管束拖车1和第二氢气管束拖车15中氢气的压力都在7-20MPa，所述加氢站处于第四加氢状态的情况下，所述站控系统11控制所述氢气压缩机4和所述第二氢气压缩机17不工作，所述第三顺序控制阀箱7直接把所述加氢储氢瓶组8中的分级高压氢气根据控制逻辑分配给所述加氢机9和/或所述第二加氢机18，给待加氢车辆10和/或第二待加氢车辆19进行氢气加注；
在第三种情况下，即当所述氢气管束拖车1和第二氢气管束拖车15中氢气的压力都在7-20MPa，所述加氢站处于第五加氢状态的情况下，所述站控系统11控制所述氢气管束拖车1中的氢气通过所述卸气柱2、第一顺序控制阀箱3，到达所述氢气压缩机4，实现增压后，再通过所述第二顺序控制阀箱5，到达所述第三顺序控制阀箱7，通过所述第三顺序控制阀箱7选择分配到所述加氢储氢瓶组8，在所述加氢储氢瓶组8中进行高压氢气的分级储存；与此同时，所述第三顺序控制阀箱7直接把所述加氢储氢瓶组8中的分级高压氢气根据控制逻辑分配给所述加氢机9和/或所述第二加氢机18，给所述待加氢车辆10和/或所述第二待加氢车辆19进行氢气加注；
在第四种情况下，即当所述氢气管束拖车1中氢气的压力在7-20MPa、所述第二氢气管束拖车15中氢气的压力在2-7MPa，以及所述加氢站处于不加氢状态的情况下，所述站控系统11控制所述氢气管束拖车1中的氢气通过所述卸气柱2、所述第一顺序控制阀箱3，到达所述氢气压缩机4，实现增压后，再通过所述第二顺序控制阀箱5，到达所述第三顺序控制阀箱7，通过所述第三顺序控制阀箱7选择分配到所述加氢储氢瓶组8，在所述加氢储氢瓶组8中进行高压氢气的分级储存；与此同时，所述第二氢气管束拖车15中的氢气通过所述第二卸气柱16、所述第一顺序控制阀箱3，到达所述第二氢气压缩机17，实现增压后，再通过所述第二顺序控制阀箱5及第二支气管路13，进入所述倒罐储氢瓶组6，进行储存；
在第五种情况下，即当所述氢气管束拖车1中氢气的压力在7-20MPa、所述第二氢气管束拖车15中的压力在2-7MPa，以及所述加氢站处于第六加氢状态的情况下，所述站控系统11控制所述第三顺序控制阀箱7直接把所述加氢储氢瓶组8中的分级高压氢气根据控制逻辑分配给所述加氢机9和/或所述第二加氢机18，给所述待加氢车辆10和/或第二待加氢车辆19进行氢气加注；与此同时，所述第二氢气管束拖车15中的氢气通过所述第二卸气柱16、所述第一顺序控制阀箱3，到达所述氢气压缩机4或所述第二氢气压缩机17，实现增压后，再通过所述第二顺序控制阀箱5及第二支气管路13进入所述倒罐储氢瓶组6，进行储存；
在第六种情况下，即当所述氢气管束拖车1中的压力在7-20MPa、所述第二氢气管束拖车15中的压力在2-7MPa，以及所述加氢站处于第七加氢状态的情况下，所述站控系统11控制所述氢气管束拖车1中的氢气通过所述卸气柱2、所述顺序控制阀箱，到达所述氢气压缩机4，实现增压后，再通过所述第二顺序控制阀箱5，所述第三顺序控制阀箱7后，直接进入所述加氢机9和/或第二加氢机18，对所述待加氢车辆10和/或第二待加氢车辆19进行氢气加注；与此同时，所述第二氢气管束拖车15中的氢气通过所述第二卸气柱16、所述第一顺序控制阀箱3，到达所述第二氢气压缩机17，实现增压后，再通过所述第二顺序控制阀箱5及第二支气管路13，进入所述倒罐储氢瓶组6，进行储存；
在第七种情况下，即当所述氢气管束拖车1和所述第二氢气管束拖车15中的压力都在2-7MPa，所述加氢站处于第七加氢状态的情况下，所述站控系统11控制所述氢气管束拖车1中的氢气通过所述卸气柱2、所述第一顺序控制阀箱3，到达所述氢气压缩机4，实现增压后，再通过第二顺序控制阀箱5及第二支气管路13，进入所述倒罐储氢瓶组6，进行储存；与此同时，所述倒罐储氢瓶组6中的氢气通过所述第二顺序控制阀箱5及第三支气管路14越过所述氢气压缩机4和第二氢气压缩机17回到所述第一顺序控制阀箱3，通过第一顺序控制阀箱3分配给所述第二氢气压缩机17，在所述第二氢气压缩机17中实现二次增压后，通过所述第二顺序控制阀箱5和所述第三顺序控制阀箱7后，直接进入所述加氢机9和/或所述第二氢气压缩机17，对待加氢车辆10和/或所述第二待加氢车辆19进行氢气加注。
本领域技术人员在考虑说明书及实践本申请实施例后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未申请的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (2)

1.一种加氢站的加氢工艺，其特征在于，所述加氢站包括：沿着氢气流向依次连接的卸气柱（2）、第一顺序控制阀箱（3）、氢气压缩机（4）、第三顺序控制阀箱（7）、加氢机（9），通过第一支气管路（12）连接所述第三顺序控制阀箱（7）的加氢储氢瓶组（8），以及站控系统（11）；所述加氢站还包括：连接在所述氢气压缩机（4）和所述第三顺序控制阀箱（7）之间的第二顺序控制阀箱（5），以及通过第二支气管路（13）连接所述第二顺序控制阀箱（5）的倒罐储氢瓶组（6），所述第二顺序控制阀箱（5）通过第三支气管路（14）越过所述氢气压缩机（4）回连到所述第二顺序控制阀箱（5）；
所述站控系统（11）根据氢气管束拖车（1）内氢气的压力值和所述加氢站所处工作状态来控制所述氢气的流向，具体为：
在第一种情况下，即当氢气管束拖车（1）内氢气压力在7-20MPa，所述加氢站处于不加氢状态的情况下，所述站控系统（11）控制所述氢气管束拖车（1）内的氢气沿着加氢站的氢气流向主路通过所述卸气柱（2）、第一顺序控制阀箱（3）到达氢气压缩机（4），氢气在所述氢气压缩机（4）内实现增压后，再通过所述第二顺序控制阀箱（5）到达第三顺序控制阀箱（7），在所述第三顺序控制阀箱（7）处选择分配到所述加氢储氢瓶组（8），在所述加氢储氢瓶组（8）内进行高压氢气的分级储存；
在第二种情况下，即当氢气管束拖车（1）内氢气压力在7-20MPa，所述加氢站处于第一加氢状态的情况下，所述站控系统（11）控制所述氢气压缩机（4）不工作，所述第三顺序控制阀箱（7）直接把所述加氢储氢瓶组（8）中的分级高压氢气根据控制逻辑分配给所述加氢机（9），所述加氢机（9）给待加氢车辆（10）进行氢气加注；
在第三种情况下，即当氢气管束拖车（1）内氢气压力在7-20MPa，所述加氢站处于第二加氢状态的情况下，此时所述加氢储氢瓶组（8）中的分级氢气压力不足以独立供给所述加氢机（9）以对待加氢车辆（10）进行氢气加注，在此情况下，所述站控系统（11）控制所述氢气管束拖车（1）中的氢气通过所述卸气柱（2）、所述第一顺序控制阀箱（3）到达所述氢气压缩机（4），氢气在所述氢气压缩机（4）内实现增压后，再通过所述第二顺序控制阀箱（5）、第三顺序控制阀箱（7）直接进入所述加氢机（9），对所述待加氢车辆（10）进行氢气加注；
在第四种情况下，即当氢气管束拖车（1）内氢气压力在2-7MPa，所述加氢站处于不加氢的倒罐状态的情况下，所述站控系统（11）控制所述氢气管束拖车（1）中的氢气通过所述卸气柱（2）、第一顺序控制阀箱（3）到达氢气压缩机（4），氢气在所述氢气压缩机（4）内实现增压后，再通过所述第二顺序控制阀箱（5）及第二支气管路（13）进入所述倒罐储氢瓶组（6）进行储存；
在第五种情况下，即当氢气管束拖车（1）内氢气压力在2-7MPa，所述加氢站同时处于第一加氢状态和倒罐状态的情况下，此时第一加氢状态和倒罐状态各自独立，所述站控系统（11）控制所述氢气管束拖车（1）中的氢气通过所述卸气柱（2）、第一顺序控制阀箱（3）到达氢气压缩机（4），氢气在所述氢气压缩机（4）内实现增压后通过所述第二顺序控制阀箱（5）和第二支气管路（13）进入所述倒罐储氢瓶组（6）进行储存，所述第三顺序控制阀箱（7）直接把所述加氢储氢瓶组（8）中的分级高压氢气根据控制逻辑分配给所述加氢机（9），所述加氢机（9）给所述待加氢车辆（10）进行氢气加注；
在第六种情况下，即当氢气管束拖车（1）内氢气压力在2-7MPa时，所述加氢站处于第三加氢状态的情况下，所述站控系统（11）控制所述倒罐储氢瓶组（6）中倒罐储存的氢气通过所述第二顺序控制阀箱（5）及第三支气管路（14）越过所述氢气压缩机（4）回到所述第一顺序控制阀箱（3），再进入所述氢气压缩机（4）实现二次增压后，通过第二顺序控制阀、第三顺序控制阀，进入所述加氢机（9），对所述待加氢车辆（10）进行氢气加注。
2.一种加氢站的加氢工艺，其特征在于，所述加氢站包括：沿着氢气流向依次连接的卸气柱（2）、第一顺序控制阀箱（3）、氢气压缩机（4）、第三顺序控制阀箱（7）、加氢机（9），通过第一支气管路（12）连接所述第三顺序控制阀箱（7）的加氢储氢瓶组（8），以及站控系统（11）；所述加氢站还包括：连接在所述氢气压缩机（4）和所述第三顺序控制阀箱（7）之间的第二顺序控制阀箱（5），以及通过第二支气管路（13）连接所述第二顺序控制阀箱（5）的倒罐储氢瓶组（6），所述第二顺序控制阀箱（5）通过第三支气管路（14）越过所述氢气压缩机（4）回连到所述第二顺序控制阀箱（5）；所述加氢站还包括第二卸气柱（16）、第二氢气压缩机（17）以及第二加氢机（18），所述第二卸气柱（16）、第二氢气压缩机（17）以及第二加氢机（18）分别与所述卸气柱（2）、氢气压缩机（4）以及加氢机（9）并联设置；所述第二卸气柱（16）通过所述第一顺序控制阀箱（3）连接所述第二氢气压缩机（17），所述第二加氢机（18）与所述第三顺序控制阀箱（7）连接；
所述站控系统（11）根据氢气管束拖车（1）和第二氢气管束拖车（15）内氢气的压力值和所述加氢站所处工作状态来控制所述氢气的流向，具体为：
在第一种情况下，即当所述氢气管束拖车（1）和第二氢气管束拖车（15）中氢气的压力都在7-20MPa，所述加氢站处于不加氢状态的情况下，所述站控系统（11）控制所述氢气管束拖车（1）和第二氢气管束拖车（15）中的氢气分别通过所述卸气柱（2）和第二卸气柱（16）、所述第一顺序控制阀箱（3），分别到达所述氢气压缩机（4）和所述第二氢气压缩机（17），分别实现增压后，再通过第二顺序控制阀箱（5），到达所述第三顺序控制阀箱（7），通过所述第三顺序控制阀箱（7）选择分配到所述加氢储氢瓶组（8），在所述加氢储氢瓶组（8）中进行高压氢气的分级储存；
在第二种情况下，即当所述氢气管束拖车（1）和第二氢气管束拖车（15）中氢气的压力都在7-20MPa，所述加氢站处于第四加氢状态的情况下，所述站控系统（11）控制所述氢气压缩机（4）和所述第二氢气压缩机（17）不工作，所述第三顺序控制阀箱（7）直接把所述加氢储氢瓶组（8）中的分级高压氢气根据控制逻辑分配给所述加氢机（9）和/或所述第二加氢机（18），给待加氢车辆（10）和/或第二待加氢车辆（19）进行氢气加注；
在第三种情况下，即当所述氢气管束拖车（1）和第二氢气管束拖车（15）中氢气的压力都在7-20MPa，所述加氢站处于第五加氢状态的情况下，所述站控系统（11）控制所述氢气管束拖车（1）中的氢气通过所述卸气柱（2）、第一顺序控制阀箱（3），到达所述氢气压缩机（4），实现增压后，再通过所述第二顺序控制阀箱（5），到达所述第三顺序控制阀箱（7），通过所述第三顺序控制阀箱（7）选择分配到所述加氢储氢瓶组（8），在所述加氢储氢瓶组（8）中进行高压氢气的分级储存；与此同时，所述第三顺序控制阀箱（7）直接把所述加氢储氢瓶组（8）中的分级高压氢气根据控制逻辑分配给所述加氢机（9）和/或所述第二加氢机（18），给所述待加氢车辆（10）和/或所述第二待加氢车辆（19）进行氢气加注；
在第四种情况下，即当所述氢气管束拖车（1）中氢气的压力在7-20MPa、所述第二氢气管束拖车（15）中氢气的压力在2-7MPa，以及所述加氢站处于不加氢状态的情况下，所述站控系统（11）控制所述氢气管束拖车（1）中的氢气通过所述卸气柱（2）、所述第一顺序控制阀箱（3），到达所述氢气压缩机（4），实现增压后，再通过所述第二顺序控制阀箱（5），到达所述第三顺序控制阀箱（7），通过所述第三顺序控制阀箱（7）选择分配到所述加氢储氢瓶组（8），在所述加氢储氢瓶组（8）中进行高压氢气的分级储存；与此同时，所述第二氢气管束拖车（15）中的氢气通过所述第二卸气柱（16）、所述第一顺序控制阀箱（3），到达所述第二氢气压缩机（17），实现增压后，再通过所述第二顺序控制阀箱（5）及第二支气管路（13），进入所述倒罐储氢瓶组（6），进行储存；
在第五种情况下，即当所述氢气管束拖车（1）中氢气的压力在7-20MPa、所述第二氢气管束拖车（15）中的压力在2-7MPa，以及所述加氢站处于第六加氢状态的情况下，所述站控系统（11）控制所述第三顺序控制阀箱（7）直接把所述加氢储氢瓶组（8）中的分级高压氢气根据控制逻辑分配给所述加氢机（9）和/或所述第二加氢机（18），给所述待加氢车辆（10）和/或第二待加氢车辆（19）进行氢气加注；与此同时，所述第二氢气管束拖车（15）中的氢气通过所述第二卸气柱（16）、所述第一顺序控制阀箱（3），到达所述氢气压缩机（4）或所述第二氢气压缩机（17），实现增压后，再通过所述第二顺序控制阀箱（5）及第二支气管路（13）进入所述倒罐储氢瓶组（6），进行储存；
在第六种情况下，即当所述氢气管束拖车（1）中的压力在7-20MPa、所述第二氢气管束拖车（15）中的压力在2-7MPa，以及所述加氢站处于第七加氢状态的情况下，所述站控系统（11）控制所述氢气管束拖车（1）中的氢气通过所述卸气柱（2）、所述顺序控制阀箱，到达所述氢气压缩机（4），实现增压后，再通过所述第二顺序控制阀箱（5），所述第三顺序控制阀箱（7）后，直接进入所述加氢机（9）和/或第二加氢机（18），对所述待加氢车辆（10）和/或第二待加氢车辆（19）进行氢气加注；与此同时，所述第二氢气管束拖车（15）中的氢气通过所述第二卸气柱（16）、所述第一顺序控制阀箱（3），到达所述第二氢气压缩机（17），实现增压后，再通过所述第二顺序控制阀箱（5）及第二支气管路（13），进入所述倒罐储氢瓶组（6），进行储存；
在第七种情况下，即当所述氢气管束拖车（1）和所述第二氢气管束拖车（15）中的压力都在2-7MPa，所述加氢站处于第七加氢状态的情况下，所述站控系统（11）控制所述氢气管束拖车（1）中的氢气通过所述卸气柱（2）、所述第一顺序控制阀箱（3），到达所述氢气压缩机（4），实现增压后，再通过第二顺序控制阀箱（5）及第二支气管路（13），进入所述倒罐储氢瓶组（6），进行储存；与此同时，所述倒罐储氢瓶组（6）中的氢气通过所述第二顺序控制阀箱（5）及第三支气管路（14）越过所述氢气压缩机（4）和第二氢气压缩机（17）回到所述第一顺序控制阀箱（3），通过第一顺序控制阀箱（3）分配给所述第二氢气压缩机（17），在所述第二氢气压缩机（17）中实现二次增压后，通过所述第二顺序控制阀箱（5）和所述第三顺序控制阀箱（7）后，直接进入所述加氢机（9）和/或所述第二氢气压缩机（17），对待加氢车辆（10）和/或所述第二待加氢车辆（19）进行氢气加注。
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