CN209943985U - 撬装式加氢站 - Google Patents

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赵辉
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Abstract

本实用新型公开了一种撬装式加氢站。该撬装式加氢站包括卸气柱、压缩机、多个压力级别的储氢罐、冷却器和加氢机;卸气柱分别与压缩机和冷却器相连接;压缩机分别与多个压力级别的储氢罐的进气端相连接;压缩机还通过管路与冷却器构成水冷却循环系统;多个压力级别的储氢罐的出气端分别与冷却器相连接;冷却器通过管路与加氢机相连接。本实用新型的撬装式加氢站可以降低设备投资成本,降低供氢能耗,减少氢气运输成本。

Description

撬装式加氢站
技术领域
本实用新型涉及一种撬装式加氢站。
背景技术
氢燃料电池行业的发展进程中,加氢站是关键设备。目前固定式加氢站不仅投资成本高、占地面积大、运营成本高、氢气运输成本高,建设周期也很长。
撬装式加氢站因其占地面积少、建设周期短,受到氢燃料电池车辆运营商的青睐。目前,撬装式加氢站仍存在设备投资成本高、供氢能耗高、氢气运输成本高的情况,严重制约了撬装式加氢站的发展。
CN207750727U公开了一种氢压机撬装加氢设备,氢压机撬装加氢设备所需的加氢机、压缩机、冷却系统、吹扫系统、电气控制系统等设备集成地安装在撬装式箱体中,撬装式箱体在加氢机的前侧和左右两侧敞开设置,便于工作人员和需要加氢的车辆接近加氢机以便于加氢作业,撬装式箱体顶部在压缩机上方的位置设有排风口、吊装口和散热口,排风口能够及时地将压缩机处可能泄漏的氢气及时排出;吊装口能够方便地将缓冲罐从吊装口吊装安装或拆卸;散热口能够及时地将空压机产生的热量散出;而且撬装式箱体在压缩机的一侧分别设有第一卷帘门、第二卷帘门和第三卷帘门,以便于检修人员进入到箱体中压缩机系统进行检修和维护,以及安装和拆卸等作业。上述专利文献的氢压机撬装加氢设备仍存在供氢能耗高、氢气运输成本高的缺陷。
鉴于现有技术的缺陷,开发一种撬装式加氢站,其可以降低设备投资成本,降低供氢能耗,减少氢气运输成本,这是十分必要的。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种撬装式加氢站,其可以降低设备投资成本,降低供氢能耗,减少氢气运输成本。
本实用新型采用如下技术方案实现上述目的。
本实用新型提供一种撬装式加氢站,其包括卸气柱、压缩机、多个压力级别的储氢罐、冷却器和加氢机;
卸气柱分别与压缩机和冷却器相连接;压缩机分别与多个压力级别的储氢罐的进气端相连接;压缩机还通过管路与冷却器构成水冷却循环系统;多个压力级别的储氢罐的出气端分别与冷却器相连接;冷却器通过管路与加氢机相连接;
卸气柱设置为能够将氢气分别输送至冷却器和压缩机;
压缩机设置为能够将来自卸气柱的氢气的压力升高至预定数值,并将升压后的氢气降温,然后将降温后的氢气输送至多个压力级别的储氢罐;
冷却器设置为能够将来自卸气柱或多个压力级别的储氢罐的氢气冷却和为压缩机降温;
加氢机设置为能够将降温后的氢气加注至氢燃料电池车辆。
根据本实用新型的撬装式加氢站,优选地,所述多个压力级别的储氢罐包括并列连接的第一储氢罐、第二储氢罐、第三储氢罐和第四储氢罐。
根据本实用新型的撬装式加氢站,优选地,第一储氢罐与第二储氢罐的进气端通过管路连接,二者的连接节点与压缩机之间的管路上设置有调节阀;第一储氢罐与第二储氢罐的出气端通过管路连接,二者的连接节点与冷却器之间的管路上设置有调节阀;压缩机与第三储氢罐之间的管路上设置有调节阀,冷却器与第三储氢罐之间的管路上也设置有调节阀;压缩机与第四储氢罐之间的管路上设置有调节阀,冷却器与第四储氢罐之间的管路上也设置有调节阀。
根据本实用新型的撬装式加氢站,优选地,压缩机与第一储氢罐之间的管路上设置有调节阀;冷却器与第一储氢罐之间的管路上也设置有调节阀;压缩机与第二储氢罐之间的管路上设置有调节阀;冷却器与第二储氢罐之间的管路上也设置有调节阀;压缩机与第三储氢罐之间的管路上设置有调节阀,冷却器与第三储氢罐之间的管路上也设置有调节阀;压缩机与第四储氢罐之间的管路上设置有调节阀,冷却器与第四储氢罐之间的管路上也设置有调节阀。
根据本实用新型的撬装式加氢站,优选地,第一储氢罐和第二储氢罐为低压储氢罐,第三储氢罐为中压储氢罐;第四储氢罐为高压储氢罐。
根据本实用新型的撬装式加氢站,优选地,压缩机设置为通过管路将热水输送至冷却器;冷却器设置为通过管路将冷水输送至压缩机。
根据本实用新型的撬装式加氢站,优选地,在压缩机将热水输送至冷却器的管路上依次设有补水槽、风冷冷水机组和循环水泵;所述补水槽内盛装软化水。
根据本实用新型的撬装式加氢站,优选地,所述风冷冷水机组包括气体压缩机、冷凝器和风机。
根据本实用新型的撬装式加氢站,优选地,所述冷却器为套管式冷却器;所述压缩机为隔膜式压缩机。
根据本实用新型的撬装式加氢站,优选地,还包括压缩机启动柜;所述压缩机启动柜与压缩机相连接,用于控制压缩机的开闭。
本实用新型的撬装式加氢站可以降低设备投资成本,降低供氢能耗,减少氢气运输成本。
附图说明
图1为本实用新型的一种撬装式加氢站的结构示意图。
图2为本实用新型的一种撬装式加氢站的俯视图。
图3为本实用新型的另一种撬装式加氢站的结构示意图。
附图标记说明如下:
1-长管拖车;2-卸气柱;3-压缩机;4-第一储氢罐;5-第二储氢罐;6-第三储氢罐;7-第四储氢罐;8-冷却器;9-加氢机;10-补水槽;11-风冷冷水机组;12-循环水泵;13-氢燃料电池车辆;14-调节阀;15-压缩机启动柜。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步的说明,但本实用新型的保护范围并不限于此。
<撬装式加氢站>
本实用新型的撬装式加氢站包括卸气柱、压缩机、多个压力级别的储氢罐、冷却器和加氢机。任选地,还可以包括其他辅助设备。
在本实用新型中,将氢气输送至卸气柱卸气柱用于将氢气分别输送至冷却器和压缩机。压缩机用于将来自卸气柱的氢气的压力升高至预定数值,并将升压后的氢气降温,然后将降温后的氢气输送至多个压力级别的储氢罐。冷却器用于将来自卸气柱或多个压力级别的储氢罐的氢气冷却和为压缩机降温。加氢机用于将降温后的氢气加注给氢燃料电池车辆。这样,可以降低设备投资成本,降低供氢能耗,减少氢气运输成本。
在本实用新型中,卸气柱分别与压缩机和冷却器相连接。压缩机分别与多个压力级别的储氢罐的进气端相连接。压缩机还通过管路与冷却器构成水冷却循环系统。多个压力级别的储氢罐的出气端分别与冷却器相连接。冷却器通过管路与加氢机相连接。
本实用新型的储氢罐的数量可以为2~6个,优选为3~5个,更优选为4个。储氢罐的压力级别优选为3个压力级别,例如低压、中压、高压这3个压力级别。低压储氢罐的压力可以为2.0~3.0MP。中压储氢罐的压力可以为3.0~3.8MPa。高压储氢罐的压力可以为3.8~4.5MPa。根据本实用新型的一个具体实施方式,多个压力级别的储氢罐包括并列连接的第一储氢罐、第二储氢罐、第三储氢罐和第四储氢罐;第一储氢罐和第二储氢罐的压力均为2.0~3.0MPa;第三储氢罐的压力为3.0~3.8MPa;第四储氢罐的压力为3.8~4.5MPa。这样,可以根据氢燃料电池车辆内的储氢压力选择对应压力级别的储氢罐进行供氢,从而大大降低能耗。
根据本实用新型的一些实施方式,撬装式加氢站包括卸气柱、压缩机、多个压力级别的储氢罐、冷却器和加氢机。卸气柱分别与压缩机和冷却器相连接。压缩机与多个压力级别的储氢罐的进气端分别相连接。压缩机还通过管路与冷却器构成水冷却循环系统。多个压力级别的储氢罐的出气端分别与冷却器相连接。冷却器通过管路与加氢机相连接。多个压力级别的储氢罐包括并列连接的第一储氢罐、第二储氢罐、第三储氢罐和第四储氢罐。第一储氢罐与第二储氢罐的进气端通过管路连接,二者的连接节点与压缩机之间的管路上设置有调节阀;第一储氢罐与第二储氢罐的出气端通过管路连接,二者的连接节点与冷却器之间的管路上设置有调节阀;压缩机与第三储氢罐之间的管路上设置有调节阀,冷却器与第三储氢罐之间的管路上也设置有调节阀;压缩机与第四储氢罐之间的管路上设置有调节阀,冷却器与第四储氢罐之间的管路上也设置有调节阀。
根据本实用新型的另一些实施方式,撬装式加氢站包括卸气柱、压缩机、多个压力级别的储氢罐、冷却器和加氢机。卸气柱分别与压缩机和冷却器相连接。压缩机与多个压力级别的储氢罐的进气端分别相连接。压缩机还通过管路与冷却器构成水冷却循环系统。多个压力级别的储氢罐的出气端分别与冷却器相连接。冷却器通过管路与加氢机相连接。多个压力级别的储氢罐包括并列连接的第一储氢罐、第二储氢罐、第三储氢罐和第四储氢罐。压缩机与第一储氢罐之间的管路上设置有调节阀,冷却器与第一储氢罐之间的管路上也设置有调节阀;压缩机与第二储氢罐之间的管路上设置有调节阀,冷却器与第二储氢罐之间的管路上也设置有调节阀;压缩机与第三储氢罐之间的管路上设置有调节阀,冷却器与第三储氢罐之间的管路上也设置有调节阀;压缩机与第四储氢罐之间的管路上设置有调节阀,冷却器与第四储氢罐之间的管路上也设置有调节阀。
本实用新型的冷却器优选为套管式冷却器。冷却器内冷水的温度可以为7℃~15℃。套管式冷却器可以由直径不同的内外两个管道组成;其中,所述内管道用于输送氢气,外管道用于输送冷水。这样,内管道的氢气热量由外管道的冷水带走,从而实现氢气的降温。从冷却器输出至加氢机的氢气的温度最好不高于20℃。
本实用新型的水冷却循环系统可以为:压缩机通过管路将热水输送至冷却器;冷却器通过管路将冷水输送至压缩机。优选地,在压缩机将热水输送至冷却器的管路上依次设有补水槽、风冷冷水机组和循环水泵。补水槽内可以盛装软化水例如去离子水,用于为水冷却循环系统补给水。风冷冷水机组可以包括气体压缩机、冷凝器和风机等设备,可以利用氟里昂或乙二醇等的相变热带走循环水中的热量,从而达到冷却氢气的目的。这样,压缩机与冷却器构成的水冷却循环系统中,从压缩机排出的热水(热水的温度最好不高于35℃)进入补水槽,然后输送至风冷冷水机组再与氟里昂或乙二醇等介质换热,降至一定温度例如7℃~15℃后通过循环水泵进行循环使用。
本实用新型的压缩机优选为隔膜式压缩机。压缩机可以由两级或三级气缸组成,每级气缸的出口气体须经换热器降温后再进入下一级气缸进行压缩。根据本实用新型的一个具体实施方式,压缩机为隔膜式压缩机;压缩机由三级气缸组成,每级气缸的出口气体须经换热器降温后再进入下一级气缸进行压缩。
本实用新型的加氢机可以包括计量仪表、加氢枪、放空管及氮气置换管。加氢机还可以设置自动寻压系统,可以根据氢燃料电池车辆内的压力自动选择相应压力级别下的储氢罐,并将经冷却器降温后的氢气加注给氢燃料电池车辆。根据本实用新型的一个具体实施方式,加氢机设置自动寻压系统;加氢机根据氢燃料电池车辆内的压力自动选择相应压力级别下的储氢罐(第一储氢罐、第二储氢罐、第三储氢罐、第四储氢罐),并将经冷却器降温后的氢气加注给氢燃料电池车辆。
本实用新型的卸气柱还可以设置有放空管、氮气置换管。
本实用新型的撬装式加氢站还可以包括长管拖车。长管拖车可以通过软管与卸气柱相连接。长管拖车用于将所述撬装式加氢站外(例如制氢厂)的氢气运送到撬装式加氢站内,并通过软管将氢气输送至卸气柱。长管拖车内的压力优选不超过20MPa。长管拖车的水容积可以为20~35m3,优选为25~30m3
本实用新型的撬装式加氢站还可以包括压缩机启动柜。压缩机启动柜与压缩机相连接,用于控制压缩机的开闭。
本实用新型的撬装式加氢站的氢气输送与冷却流程如下:
卸气柱内的氢气分成两路:一路直接进入冷却器,与冷却器中的冷水换热降温后进入加氢机,然后加注给氢燃料电池车辆;另一路经压缩机升压与降温后按照压力由高到低的顺序分别进入多个压力级别的储氢罐,多个压力级别的储氢罐内的氢气分别经冷却器中的冷水换热降温后进入加氢机,然后加注给氢燃料电池车辆。
本实用新型的撬装式加氢站中主要设备的布置方式没有格外限制。优选地,本实用新型的撬装式加氢站中主要设备的布置方式如下:撬装式加氢站的左右两边侧分别布置压缩机和加氢机。压缩机和加氢机之间布置有压缩机启动柜、循环水泵、补水槽、冷却器和风冷冷水机组。循环水泵布置在补水槽和冷却器之间。补水槽紧邻压缩机启动柜布置。风冷冷水机组布置在冷却器的前方。这样,可以进一步节约撬装式加氢站的占地面积。
实施例1
图1为本实用新型的一种撬装式加氢站。如图1所示,该撬装式加氢站包括卸气柱2、压缩机3、多个压力级别的储氢罐、冷却器8和加氢机9。其中,多个压力级别的储氢罐包括第一储氢罐4、第二储氢罐5、第三储氢罐6、第四储氢罐7。
卸气柱2分别与压缩机3和冷却器8相连接,用于分别将氢气供给至压缩机3和冷却器8。压缩机3分别与第一储氢罐4、第二储氢罐5、第三储氢罐6、第四储氢罐7的进气端相连接。压缩机3还通过管路与冷却器8构成水冷却循环系统。压缩机3通过管路将热水输送至冷却器8,冷却器8通过管路将冷水输送至压缩机3。第一储氢罐4、第二储氢罐5、第三储氢罐6、第四储氢罐7的出气端分别与冷却器8相连接。这样,第一储氢罐4、第二储氢罐5、第三储氢罐6、第四储氢罐7为并联关系。冷却器8通过管路与加氢机9相连接。
第一储氢罐4与第二储氢罐5的进气端通过管路连接,连接节点与压缩机3之间的管路上设置有调节阀14;第一储氢罐4与第二储氢罐5的出气端通过管路连接,连接节点与冷却器8之间的管路上设置有调节阀14。压缩机3与第三储氢罐6之间的管路上设置有调节阀14,冷却器8与第三储氢罐6之间的管路上也设置有调节阀14。压缩机3与第四储氢罐7之间的管路上设置有调节阀14,冷却器8与第四储氢罐7之间的管路上也设置有调节阀14。
在压缩机3将热水输送至冷却器8的管路上依次设有补水槽10、风冷冷水机组11和循环水泵12。补水槽10内盛装软化水,用于为水冷却循环系统补给水。风冷冷水机组11包括气体压缩机、冷凝器和风机。风冷冷水机组11利用氟里昂或乙二醇等的相变热带走循环水中的热量,从而达到冷却氢气的目的。
冷却器8为套管式冷却器。该套管式冷却器由直径不同的内外两个管道组成;其中,所述内管道用于输送氢气,外管道用于输送冷水。内管道的氢气热量由外管道的冷水带走,从而实现氢气的降温。冷却器8内冷水的温度为7℃~15℃。从冷却器8输出至加氢机的氢气的温度不高于20℃。
第四储氢罐7的压力为3.8~4.5MPa。第三储氢罐6的压力为3.0~3.8MPa。第一储氢罐4和第二储氢罐5的压力均为2.0~3.0MPa。
压缩机3为隔膜式压缩机。压缩机3由三级气缸组成,每级气缸的出口气体须经换热器降温后再进入下一级气缸进行压缩。压缩机3与冷却器8构成的水冷却循环系统中,从压缩机3排出的热水(热水的温度不高于35℃)进入补水槽,然后输送至风冷冷水机组11再与氟里昂或乙二醇等换热,降至7℃~15℃后通过循环水泵12进行循环使用。
加氢机9设置有自动寻压系统,可以根据氢燃料电池车辆内的压力自动选择相应级别压力下的储氢罐(第一储氢罐4、第二储氢罐5、第三储氢罐6、第四储氢罐7),并将经冷却器8降温后的氢气加注给氢燃料电池车辆。
卸气柱2还设置有放空管、氮气置换管。
该撬装式加氢站还包括长管拖车1。长管拖车1通过软管与卸气柱2相连接。长管拖车1用于将所述撬装式加氢站外(例如制氢厂)的氢气运送到撬装式加氢站内,并通过软管将氢气输送至卸气柱2。长管拖车1内的压力不超过20MPa。长管拖车1的水容积为26m3
该撬装式加氢站还包括压缩机启动柜15。压缩机启动柜15与压缩机3相连接,用于控制压缩机3的开闭。
该撬装式加氢站的氢气输送与冷却流程如下:
长管拖车1将撬装式加氢站外(例如制氢厂)的合格氢气运送到撬装式加氢站内,并通过软管将氢气输送至卸气柱2。卸气柱2内的氢气分成两路:一路直接进入冷却器8,与冷却器8中的冷水换热降温后进入加氢机9,然后加注给氢燃料电池车辆;另一路经压缩机3升压与降温后按照压力由高到低的顺序分别进入高压储氢罐(第四储氢罐7)、中压储氢罐(第三储氢罐6)和低压储氢罐(第一储氢罐4、第二储氢罐5),第一储氢罐4、第二储氢罐5、第三储氢罐6、第四储氢罐7内的氢气分别经冷却器8中的冷水换热降温后进入加氢机9,然后加注给氢燃料电池车辆。
实施例2
图3为本实用新型的另一种撬装式加氢站的结构示意图。除了以下设置之外,其余部件和连接关系与实施例1相同:
压缩机3与第一储氢罐4之间的管路上设置有调节阀14;冷却器8与第一储氢罐4之间的管路上也设置有调节阀14。压缩机3与第二储氢罐5之间的管路上设置有调节阀14;冷却器8与第二储氢罐5之间的管路上也设置有调节阀14。
实施例3
在实施例1的基础上还包括如下布置方式:
图2为本实用新型的一种撬装式加氢站的俯视图。如图2所示,该撬装式加氢站的左右两边侧分别布置压缩机3和加氢机9。压缩机3和加氢机9之间布置有压缩机启动柜15、循环水泵12、补水槽10、冷却器8和风冷冷水机组11。循环水泵12布置在补水槽10和冷却器8之间。补水槽10紧邻压缩机启动柜15布置。风冷冷水机组11布置在冷却器8的前方。
实施例4
在实施例2的基础上还包括如下布置方式:
图2为本实用新型的一种撬装式加氢站的俯视图。如图2所示,该撬装式加氢站的左右两边侧分别布置压缩机3和加氢机9。压缩机3和加氢机9之间布置有压缩机启动柜15、循环水泵12、补水槽10、冷却器8和风冷冷水机组11。循环水泵12布置在补水槽10和冷却器8之间。补水槽10紧邻压缩机启动柜15布置。风冷冷水机组11布置在冷却器8的前方。
实施例5
除了以下设置之外,其余部件和连接关系与实施例1相同:压缩机3由两级气缸组成,每级气缸的出口气体须经换热器降温后再进入下一级气缸进行压缩。
实施例6
除了以下设置之外,其余部件和连接关系与实施例2相同:压缩机3由两级气缸组成,每级气缸的出口气体须经换热器降温后再进入下一级气缸进行压缩。
本实用新型并不限于上述实施方式,在不背离本实用新型的实质内容的情况下,本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本实用新型的范围。

Claims (10)

1.一种撬装式加氢站,其特征在于,包括卸气柱、压缩机、多个压力级别的储氢罐、冷却器和加氢机;
卸气柱分别与压缩机和冷却器相连接;压缩机分别与多个压力级别的储氢罐的进气端相连接;压缩机还通过管路与冷却器构成水冷却循环系统;多个压力级别的储氢罐的出气端分别与冷却器相连接;冷却器通过管路与加氢机相连接;
卸气柱设置为能够将氢气分别输送至冷却器和压缩机;
压缩机设置为能够将来自卸气柱的氢气的压力升高至预定数值,并将升压后的氢气降温,然后将降温后的氢气输送至多个压力级别的储氢罐;
冷却器设置为能够将来自卸气柱或多个压力级别的储氢罐的氢气冷却和为压缩机降温;
加氢机设置为能够将降温后的氢气加注至氢燃料电池车辆。
2.根据权利要求1所述的撬装式加氢站,其特征在于,所述多个压力级别的储氢罐包括并列连接的第一储氢罐、第二储氢罐、第三储氢罐和第四储氢罐。
3.根据权利要求2所述的撬装式加氢站,其特征在于,第一储氢罐与第二储氢罐的进气端通过管路连接,二者的连接节点与压缩机之间的管路上设置有调节阀;第一储氢罐与第二储氢罐的出气端通过管路连接,二者的连接节点与冷却器之间的管路上设置有调节阀;压缩机与第三储氢罐之间的管路上设置有调节阀,冷却器与第三储氢罐之间的管路上也设置有调节阀;压缩机与第四储氢罐之间的管路上设置有调节阀,冷却器与第四储氢罐之间的管路上也设置有调节阀。
4.根据权利要求2所述的撬装式加氢站,其特征在于,压缩机与第一储氢罐之间的管路上设置有调节阀;冷却器与第一储氢罐之间的管路上也设置有调节阀;压缩机与第二储氢罐之间的管路上设置有调节阀;冷却器与第二储氢罐之间的管路上也设置有调节阀;压缩机与第三储氢罐之间的管路上设置有调节阀,冷却器与第三储氢罐之间的管路上也设置有调节阀;压缩机与第四储氢罐之间的管路上设置有调节阀,冷却器与第四储氢罐之间的管路上也设置有调节阀。
5.根据权利要求3或4所述的撬装式加氢站,其特征在于,第一储氢罐和第二储氢罐为低压储氢罐,第三储氢罐为中压储氢罐;第四储氢罐为高压储氢罐。
6.根据权利要求1所述的撬装式加氢站,其特征在于,压缩机设置为通过管路将热水输送至冷却器;冷却器设置为通过管路将冷水输送至压缩机。
7.根据权利要求6所述的撬装式加氢站,其特征在于,在压缩机将热水输送至冷却器的管路上依次设有补水槽、风冷冷水机组和循环水泵;所述补水槽内盛装软化水。
8.根据权利要求7所述的撬装式加氢站,其特征在于,所述风冷冷水机组包括气体压缩机、冷凝器和风机。
9.根据权利要求1所述的撬装式加氢站,其特征在于,所述冷却器为套管式冷却器;所述压缩机为隔膜式压缩机。
10.根据权利要求9所述的撬装式加氢站,其特征在于,还包括压缩机启动柜;所述压缩机启动柜与压缩机相连接,用于控制压缩机的开闭。
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