CN211600219U - 一种气体加注系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气体加注系统，包括气源、管路系统和控制系统；管路系统包括加气管路系统，加气管路系统包括直接连接气源与待加注车辆的第一管路，还包括连接在第一管路上的压缩机，压缩机的入口端与出口端之间连接第二管路，第二管路包括一第二气动阀。本实用新型的气体加注系统以及气体加注方法，初始加气时，直接通过第一管路对待加注车辆进行加气，当待加注车辆与气源压力平衡时，通过压缩机吸气对车辆进行加气，本实用新型结合气源的第一管路直接加气和压缩机吸气这两种加气方式，大大缩短了对车辆的加气时间，且加气完成后，压缩机进行内循环，避免压缩机常开常关对机器造成的损伤。

Description

一种气体加注系统

技术领域

本实用新型涉及一种气体加注技术，尤其适用于氢气的加注。

背景技术

作为一种清洁能源，氢能正在前所未有地受到关注。它的燃烧热值高，从能量密度来看，氢能的能量密度占据绝对优势，其以氢气为原料，基础能量密度是汽油的3倍，电动机的做功效率是内燃机的2倍，实际密度是汽油的6倍，优势明显。而且从人类过去百年的能源进化史看，其本质上就是碳氢比的调整史，氢含量越高，能量密度越高。另外，氢能的燃烧产物是水，不会污染环境。

氢能燃料电池车的主要原理是让氢气在燃料电池中发生电化学反应，产生电能，驱动汽车行驶，因此不使用内燃机，能效更高。这里的燃料电池不是我们普通意义上的储能电池，而是发生能量转化的场所。如今纯电动车在推广应用中，市民吐槽最多的就是续航里程短、充电时间长。这些问题对于氢能燃料电池汽车都不存在：按照目前国外的实际应用，一辆拥有120升氢能储气罐的家用燃料电池汽车，等速续航里程可以超过600公里，实际工况续航里程也可以突破450公里。

补充燃料方面，国内常规加氢，工艺操作流程为压缩机的吸入气源都是采用最高压力为20MPA，而实际压力在18-19MPa之间的长管拖车作为气源，这种方式在气源压力最高时，以两储气瓶氢能源车计，充满一车按加压30MPa，7.5Kg计算，在气源压力处于高位时，充满1车约需6分钟，而待气源长管拖车压力降到低位时，充满1车至少需要15分钟时间。这种氢气加注技术由于气源压力不稳定导致充气时间不稳定，因此需要一套快速、安全、可靠的氢能加注技术，以实现如“加油”般给燃料电池汽车补充氢燃料。

实用新型内容

本实用新型提供了一种气体加注系统，可以解决现有技术中的上述缺陷。

本实用新型的技术方案如下：

一种气体加注系统，包括气源、管路系统和控制系统；其中，

所述管路系统包括加气管路系统、置换管路系统、放空管路系统；所述加气管路系统包括连接所述气源与待加注车辆的第一管路，所述第一管路设有用于检测气体压力的第一压力表以及第一气动阀，所述第一压力表的入口端连接所述气源的出口，所述第一压力表的出口端连接所述第一气动阀的入口端；所述第一气动阀后端还设有第三气动阀、第二压力表，所述第一气动阀的出口端连接所述第三气动阀的入口端，所述第三气动阀的出口端连接所述第二压力表，所述第二压力表的出口端连接至少一个气枪；

所述第一气动阀的出口端还连接一压缩机，所述压缩机的出口端与所述第三气动阀的入口端连接；所述加气管路系统还包括第二管路，所述第二管路连接所述压缩机的入口端与所述压缩机的出口端，所述第二管路设有第二气动阀；

所述控制系统包括安全监控系统、电气控制系统；所述电气控制系统包括一控制器和人机交换界面，所述控制器分别与所述第一气动阀、所述第二气动阀、所述第二压力表、所述第三气动阀电连接，所述第二压力表的压力值超过35MPa时，发送一电信号至所述控制器，所述控制器根据接收到的信号控制关闭所述第三气动阀以及开启所述第二气动阀，此时加气结束，气体在压缩机与第二管路之间循环。所述第二压力表检测到的压力值小于30MPa时，发送一电信号至所述控制器，所述控制器根据接收到的信号大小控制关闭所述第二气动阀以及开启所述第三气动阀，压缩机进入加气状态。

当气源压力较高时，首先通过第一管路直接对待加注车辆进行加气，利用气源与待加注车辆的压力差进行加气，提高了初期的加注速度；当待加注车辆气瓶压力与气源压力平衡时，通过压缩机吸气进行加气；气源通过第一管路直接加气以及结合压缩机进行加气，大大提高了气体加注系统的加注量，缩短了加气时间，提高了加气效率。同时加气结束时，不需要关停压缩机，关闭第三气动阀以及启动第二气动阀，使气体在压缩机与第二管路之间循环，避免了压缩机常开常关对机器造成的损伤，以及压缩机关停后，重新启动时，需要对系统重新进行惰性气体置换。

所述第一压力表为一压力变送器，型号为EJA530E-JBS4N-017DL/NF2Z；第二压力表为一压力变送器，型号为EJX630A-EDS4N-017DL/NF2/A1/Z。第一压力表、第二压力表分别与控制器电连接，并将气体压力信号转换为电信号，反馈给控制器。

优选的，所述置换管路系统包括一惰性气源，如氮气，储存于氮气钢瓶内，以及连接所述惰性气源与所述管路系统的置换管路；所述置换管路包括连接所述惰性气源出口端与所述第一压力表入口端的第一置换管路，以及连接所述惰性气源出口端与所述第三气动阀的入口端的第二置换管路；所述第一置换管路设有第一截止阀，所述第二置换管路设有第二截止阀；第一截止阀用于控制第一置换管路的通断，第二截止阀控制第二置换管路的通断。

所述放空管路系统包括：所述第一压力表出口端连接的第一放空管、所压缩机出口端连接的第二放空管、所述第二压力表出口端连接的第三放空管；所述第一放空管设有第一放空阀，所述第二放空管设有第二放空阀，所述第三放空管设有第三放空阀。第一放空管、第二放空管、第三放空管用于加气管路系统进行惰性气体置换、氢气置换时管路中气体的放空，以及压缩机停机时，加气管路系统内气体的放空。第一放空阀、第二放空阀、第三放空阀用于控制相应管路的通断。

优选的，所述安全监控系统，包括：气体探头、火焰探头，所述气体探头、所述火焰探头分别与所述控制系统的控制器电连接。所述气体探头用于检测气体浓度，并将检测到的气体浓度的信息反馈至所述控制器，具体的，所述气体探头发送电信号至所述控制器，所述控制器根据所述电信号的大小判断是否检测到漏气，以及控制发出报警提示。同样的，火焰探头发送电信号至所述控制器，所述控制器根据所述电信号的大小判断是否发出火焰报警提示。

优选的，所述控制系统包括一报警器，与所述控制器电连接，用于发出警报提示。

优选的，所述气源为氢气长管拖车，所述氢气长管拖车的气源压力为15-20MPa；所述第二压力表的出口端还连接一用于检测气体流量的流量计。

优选的，所述第一管路上还设有旁通阀，所述旁通阀设于所述第一气动阀与所述第三气动阀之间，用于气源直接通过第一管路对待加注车辆进行加氢时，控制第一管路的通断。

惰性气体，可以是氮气，将所述加气管路系统内的空气置换为惰性气体，确保充入待加注车辆中气体的纯度，保证气体加注系统以及待加注车辆的安全。

优选的，所述压缩机的前端设有压缩机进口阀，所述压缩机的后端设有压缩机出口阀，用于保护压缩机。

本实用新型的气体加注系统，适用于氢气加注，尤其适用于内部通勤用氢能车辆的氢气加注，同时也适用于其他气体，如天然气的加注，此处不做限制。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

第一，本实用新型的气体加注系统，包括气源长管拖车，确保气源长管拖车的压力在15-20MPa之间，大大提升了压缩机的吸入压力，即提高了吸入量；同时在待加注车辆车载气瓶压力低于15MPa时，采用气源长管拖车通过第一管路直接加注，大大提高了初期的加注速度；至待加注车辆车载气瓶压力与气源长管拖车压力平衡时，开启压缩机，采用压缩机吸入气源对待加注车辆进行加注；后续车辆加注时，采用气源长管拖车的第一管路直接加注以及结合压缩机吸入气源的加注方法，缩短了加注时间，提高了加注效率。

第二，本实用新型的气体加注系统，压缩机的入口端与出口端之间通过第二管路联通，当第二压力表压力升至35MPa时，控制器控制第三气动阀自动关闭并打开第二气动阀，使气体在压缩机与第二管路之间循环，压缩机进入内循环模式，不需要反复开启与关闭压缩机，避免了压缩机常开常停对其自身造成的损伤；同时压缩机进入内循环模式时，进行变频低能耗运转，对压缩机起到保护作用；另外，后续车辆需要加气时，只需将旋钮开关打至加氢位置即可开始加氢，流程简单，操作方便，使加气站的加气过程更加稳定，使加气站的商业化更加容易。

当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的加气管路系统的示意图；

图2是本实用新型实施例1的加气管路系统的另一示意图；

图3是本实用新型实施例1的气体加注系统的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应该理解，这些实施例仅用于说明本实用新型，而不用于限定本实用新型的保护范围。在实际应用中本领域技术人员根据本实用新型做出的改进和调整，仍属于本实用新型的保护范围。

实施例1

本实施例提供一种气体加注系统，包括气源1、管路系统和控制系统，参见图1；其中，

所述管路系统包括加气管路系统、置换管路系统、放空管路系统；所述加气管路系统包括连接气源1与待加注车辆的第一管路11，第一管路11设有用于检测气体压力的第一压力表PIT-101、第一气动阀PBV-101，第一压力表PIT-101的入口端连接气源的出口，第一压力表PIT-101的出口端连接第一气动阀PBV-101的入口端；第一气动阀PBV-101后端还设有第三气动阀PBV-103、第二压力表PIT-102，第一气动阀PBV-101的出口端连接第三气动阀PBV-103的入口端，第三气动阀PBV-103的出口端连接第二压力表PIT-102，第二压力表PBV-102的出口端连接至少一个气枪2；

第一气动阀PBV-101的出口端还连接一压缩机40，压缩机40的出口端与第三气动阀PBV-103的入口端连接；加气管路系统还包括第二管路12，第二管路12分别连通压缩机40的入口端与出口端，并且第二管路的两端还分别与第一管路11连通，第二管路12上设有第二气动阀PBV-102；

控制系统包括安全监控系统、电气控制系统；其中，电气控制系统包括一控制器和人机交换界面，控制器分别与第一压力表PIT-101、第一气动阀PBV-101、第二气动阀PBV-102、第二压力表PIT-102、第三气动阀PBV-103电连接，控制器接收第二压力表PIT-102发送的电信号，并根据电信号的大小，控制第一气动阀PBV-101、第二气动阀PBV-102、第三气动阀PBV-103的开启与关闭。具体的，第一压力表PIT-101用于显示氢气长管拖车出口的压力值，并将压力值转换为电信号，反馈至控制器，控制器根据接收到的电信号的大小判断氢气长管拖车出口的压力值是否处于安全范围内，确保系统的安全性。第二压力表PIT-102用于检测待加注车辆前端的压力值，当第二压力表PIT-102检测到的压力大于35MPa时，待加注车辆已加满，PIT-102向控制器发送电信号，控制器根据接收到的电信号的大小控制关闭第三气动阀PBV-103，停止向待加注车辆充气，同时打开PBV-102，不需要关闭压缩机，使氢气在压缩机以及第二管路12之间循环，避免压缩机常开常关对压缩机造成损伤。当第二压力表PIT-102检测到的压力小于30MPa时，待加注车辆内氢气压力不足，PIT-102向控制器发送电信号，控制器根据接收到的电信号大小控制关闭第二气动阀PBV-102以及打开第三气动阀PBV-103，切断氢气在压缩机以及第二管路12之间的循环，此时可对待加注车辆充气。氢气在压缩机以及第二管路之间的循环，使后续车辆需要加氢时，不需要重新对加气管路系统进行惰性气体置换，直接加氢即可，流程方便，操作更加简单，使加氢过程稳定。

同时，当第二压力表压力升至35MPa时，加氢结束，控制器控制第三气动阀PBV-103自动关闭并打开第二气动阀PBV-102，使气体在压缩机与第二管路12之间循环，压缩机进入内循环模式，不需要反复开启与关闭压缩机，避免了压缩机常开常停对其自身造成的损伤，对压缩机起到保护作用；同时压缩机进入内循环模式时，进行变频低能耗运转。

具体的，参见图2，气源1为一氢气长管拖车(TT)，设有一出口总阀。氢气长管拖车(TT)的出口总阀与第一管路11之间通过第一软管61连接。第一软管61与第一压力表PIT-101之间设有手动阀HNV-101，用于手动打开第一软管61与加气管路系统之间的气路。第一压力表PIT-101包括一压力表阀HNV-102，第二压力表PIT-102包括一压力表阀HNV-107，第一压力表PIT-101、第二压力表PIT-102为远程压力表，与控制器电连接，在使用时需要打开相应的压力表阀。第一压力表PIT-101的出口端还连接一现场压力表PG-101(图中未示出)，第二压力表PIT-102的出口端还连接一现场压力表PG102，用于显示现场的压力值；还包括一用于检测气体流量的流量计FIQ-101，现场压力表PG102包括一手动阀HNV-108，用于打开现场压力表PG102的检测管路。

进一步的，参见图3，置换管路系统包括一惰性气源200，如储存于氮气钢瓶内的氮气，以及连接氮气气源与加气管路系统的置换管路。置换管路包括连接氮气气源出口端与第一压力表PIT-101入口端的第一置换管路21，以及连接氮气气源出口端与第三气动阀PBV-103的入口端的第二置换管路22，第一置换管路21、第二置换管路22用于将加气管路系统内的空气置换为氮气。第一置换管路21设有第一截止阀HNV-124，用于打开第一置换管路21与加气管路系统的气路，使氮气进入加气管路系统内。第二置换管路22设有第二截止阀HNV-117，用于打开第二置换管路22与加气管路系统的气路，使氮气进入加气管路系统内。具体的，氮气钢瓶包括出口阀，氮气钢瓶的出口阀后端连接有一手动氮气出气阀HNV-119，用于打开置换管路的气路，手动氮气出气阀HNV-119的出口端还连接一调压阀，用于调整氮气钢瓶的出气压力。

进一步的，放空管路系统，用于惰性气体置换时或加氢时将加气管路系统内的气体进行放空泄压，具体包括：第一压力表PIT-101出口端连接的第一放空管31、压缩机40出口端连接的第二放空管32、第二压力表PIT-102出口端连接的第三放空管33；第一放空管31设有第一放空阀HNV-103，用于打开第一放空管31进行放空泄压；第二放空管32设有第二放空阀HNV-115，用于打开第二放空管32进行放空泄压；第三放空管33设有第三放空阀HNV-109，用于打开第三放空管33进行放空泄压。第一放空管31、第二放空管32、第三放空管33汇入一放空总管。

进一步的，第一管路11上还设有旁通阀HNV-116，用于手动打开第一管路11的气路，使气体通过第一管路11进行串氢，旁通阀HNV-116设于第一气动阀PBV-101与所述第三气动阀PBV-103之间。压缩机40的入口端还设有入口阀HNV-104，压缩机40的出口端还设有出口阀HNV-105，第三气动阀PBV-103的入口端设有手动旋塞阀HNV-106。

本实施例的气枪2包括型号为TK16型的加氢枪和TK25型的加氢枪。加氢枪2-1与加氢枪2-2分别通过第二软管62与第一管路11连接并连通。第一管路11上，于加氢枪2-1的第二软管62的前端还设有用于打开气路的手动截止阀HNV-113和用于排气的手动排气阀HNV-114。加氢枪2-2的加氢第二软管62前端，同样设有用于打开气路的手动截止阀HNV-111和用于排气的手动排气阀HNV-112。手动截止阀HNV-111与第三放空阀33之间还设有充气总阀HNV-110，手动排气阀HNV-114和手动排气阀HNV-112的后端设有一止回阀，防止气体回流。且手动排气阀HNV-114、手动排气阀HNV-112的出口端分别连接至第三放空阀HNV-109的入口端。

进一步的，所述安全监控系统，包括：气体探头、火焰探头、报警器，所述气体探头、所述火焰探头、报警器分别与所述控制系统的控制器电连接。本实施例中，气体探头为氢气探头。

设定氢气探头的报警浓度值分别为10％LEL和25％LEL，当检测到实际值大于10％LEL且小于25％LEL时，发送电信号至控制器，触发氢气报警，控制器根据接收到的电信号的大小，控制报警器发出报警提示。当检测到实际值大于25％LEL时，发送电信号至控制器，控制器根据接收到的信号控制报警器发出报警，同时关闭第一气动阀PBV-101、第二气动阀PBV-102、第三气动阀PBV-103，并且控制系统自动停机。

本实施例中，设定第一压力表PIT-101的压力最高报警值为25MPa，设定第二压力表PIT-102的压力最高报警值为37MPa，当第一压力表PIT-101的实际压力值超过25MPa时，或当第二压力表PIT-101的实际压力值超过37MPa时，发送电信号至控制器，触发压力报警，控制器根据接收到的电信号，控制报警器发出报警提示。

报警时，人机交换界面会显示报警信息。压力报警可能是阀门操作不当，或者压缩机压力保护失效。氢气报警是管、阀、件泄漏导致，需要紧固设备，或者检查是否其他区域泄漏飘散到此。火焰报警在现场有明火时会报警。

本实施例中，所述控制器包括一就地操作盒，就地操作盒设有现场旋钮，现场旋钮包括急停开关以及旋钮开关，急停开关、旋钮开关分别与控制器电连接。旋钮开关用于控制压缩机进入变频内循环状态以及唤醒压缩机进入加氢状态，加氢状态时压缩机正常工作。旋钮开关包括旁路位置与加氢位置，旋钮开关打至加氢位置时，压缩机进入加氢状态，当第二压力表PIT-102压力升至35MPa时，控制器控制第二气动阀PBV-102自动开启，第三气动阀PBV-103自动关闭，此时加氢结束，应将旋钮开关打至旁路位置，此时压缩机40进入内循环状态，氢气在压缩机以及第二管路12之间循环。当后续车辆加氢时，需将旋钮开关打至加氢位置时压缩机进行加氢。

急停开关与控制器电连接，当急停开关按下时，向控制器发送电信号，控制器根据接收到的电信号，控制关闭第一气动阀PBV-101、第二气动阀PBV-102以及第三气动阀PBV-103。为确保系统安全，在加气站现场可以设置第二个急停开关或更多个急停开关，如设于电气柜上，以及设于压缩机上的急停开关，用于紧急关闭气体加注系统。

本实施例中，第一气动阀PBV-101、第二气动阀PBV-102、第三气动阀PBV-103各自均包括手动开关，通过控制器的人机交换界面，将三个气动阀的状态切换为手动状态，则可以手动打开以及关闭第一气动阀PBV-101、第二气动阀PBV-102、第三气动阀PBV-103。

本实施例中，控制器为PLC控制器，型号为6ES7 288-1ST20-0AA0。第一压力表PIT-101型号为EJA530E-JBS4N-017DL/NF2Z；第二压力表PIT-101型号为EJX630A-EDS4N-017DL/NF2/A1/Z。第一压力表PIT-101、第二压力表PIT-101分别与控制器电连接，可将压力信号转换为电信号，并反馈给控制器。压缩机为一隔膜压缩机，型号为D166LM45。火焰探头具体为红紫外复合隔爆型火焰探测器，型号为JTGB-HZW-BK53ExIR2/UV。氢气探头具体为氢气泄露探测器，型号为AEC2232bX，量程：0-100％LEL。第一气动阀PBV-101型号为SBV120H2-S6+气动执行器；第二气动阀PBV-102、第三气动阀PBV-103的型号为SBV120H2-S6+气动执行器。需要说明的是，这些元器件的型号并不用于限制本实用新型的保护范围，具体型号可根据实际加氢站的需要进行调整，此处不再一一赘述。

实施例2

本实施例提供了一种实施例1的气体加注系统的加注方法。包括步骤：氮气置换、氢气置换以及加氢。

在进行氮气置换前，首先将氢气长管拖车(TT)软管、压缩机40、加氢面板、加氢枪软管、氮气瓶软管连接紧固，加氢枪打到OFF位置，枪头不能指向人和设备。检查气体加注系统的各个管线阀门，务必使每个阀门都处于关闭状态。

(一)氮气置换：

(1)第一段管线吹扫置换，第一段管线指的是从氢气长管拖车(TT)的出口总阀至第一放空管31的入口端之间的管路。

具体的，依次打开第一置换管路21上的第一截止阀HNV-124、第一管路11上的手动阀HNV-101、现场压力表PG-101的压力表阀、第一压力表的压力表阀HNV-102，打开氮气钢瓶的出口阀，打开氮气出气阀HNV-119，调整调压阀使压力在0.5MPa，当第一压力表PIT-101指示管线压力达到0.5MPa时，关闭氮气出气阀HNV-119，停止充氮。然后打开第一放空管31上的第一放空阀HNV-103，对第一段管线进行泄压，当管线压力降至0.05MPa时，关闭第一放空阀HNV-103。依照此方法，对第一段管线进行重复置换5次。

(2)第二段管线吹扫置换，第二段管线指的是从第一气动阀PBV-101至第三气动阀PBV-103之间的管路，其中包括第一管路11的部分管路、第二管路12以及压缩机的进口端、出口端的管路。

具体的，首先确保阀门状态，第一置换管路21上的第一截止阀HNV-124、第一压力表的压力表阀HNV-102、现场压力表PG-101的压力表阀、第一气动阀PBV-101、压缩机的入口阀HNV-104、压缩机的出口阀HNV-105、旁通阀HNV-116、第二气动阀PBV-102处于打开状态，其余阀门全部关闭。打开氮气钢瓶的出口阀，打开氮气出气阀HNV-119，调整调压阀使压力在0.5MPa，当第一压力表PIT-101指示管线压力达到0.5MPa时，关闭氮气出气阀HNV-119，停止充氮。然后打开第二放空管32上的第二放空阀HNV-115，对第二段管线进行泄压，当管线压力降至0.05MPa时，关闭第二放空阀HNV-115。依照此方法，对第二段管线进行重复置换5次。

(3)第三段管线吹扫置换，第三段管线指的是第三气动阀PBV-103后端至气枪2之间的管路。

确认阀门状态，第二置换管路22上的第二截止阀HNV-117、手动旋塞阀HNV-106、第三气动阀PBV-103、第二压力表的压力表阀HNV-107、现场压力表PG-101的压力表阀、HNV-108、充气总阀HNV-110、手动充气阀HNV-111、手动充气阀HNV-113处于打开状态，TK16型加氢枪和TK25型加氢枪打到OFF位置，其余阀门处于关闭状态。打开氮气钢瓶的出口阀，打开氮气出气阀HNV-119，调整调压阀使压力在0.5MPa，当第二压力表PIT-102指示管线压力达到0.5MPa时，关闭氮气出气阀HNV-119，停止充氮。然后打开第三放空管33上的第三放空阀HNV-109，对第三段管线进行泄压，当管线压力降至0.05MPa时，关闭阀门HNV-109。

依照此方法，对第三段管线进行重复置换5次(注意最后几次泄压通过手动排气阀HNV-112、手动排气阀HNV-114阀门泄压，确保HNV-112、HNV-114阀门和止回阀之间为微正压氮气填充。

至此，氮气置换空气完毕，关闭系统所有阀门(包括氮气瓶的出口阀)。氮气钢瓶的压力表的出口端还连接一氮气放空管，氮气放空管设有氮气放空阀HNV-120。打开HNV-120卸掉氮气钢瓶出口管线的压力，至压力表指示为0(微正压)关闭HNV-120阀。

氢气在空气中的爆炸极限为4％～75％，高于或低于这个极限，都不会爆炸。加氢前的氮气置换，将加气管路系统内的空气置换为氮气，确保加气管路系统内的氢气的纯度，降低氢气爆炸的可能性，保证气体加注系统的安全性。第一段管线、第二段管线、第三段管线分别进行吹扫置换，进一步降低加气管路系统内的空气含量，确保加气管路系统内的氢气的纯度。

本实施例中，对加气管路系统的氮气置换，具体第一段管线、第二段管线以及第三段管线的划分并不用于限制本实用新型的保护范围，可以根据实际管路长度以及阀门设置的位置进行划分，从而完成氮气置换，此处不再一一赘述。

(二)氢气置换

(1)在氮气置换完毕后，首先确保系统所有阀门处于关闭状态；然后，打开加气管路系统的手动阀HNV-101、第一压力表的压力表阀HNV-102、现场压力表PG-101的压力表阀、第一气动阀PBV-101、压缩机的入口阀HNV-104、压缩机的出口阀HNV-105、旁通阀HNV-116、第二气动阀PBV-102、手动旋塞阀HNV-106、第三气动阀PBV-103、第二截止阀HNV-107、HNV-108、充气总阀HNV-110、手动充气阀HNV-111、手动充气阀HNV-113；加氢枪OFF。

慢慢打开氢气长管拖车(TT)某一个鱼雷管的出口阀后，再缓慢打开氢气长管拖车出口总阀(带有紧急切断阀的氢气长管拖车，先将紧急切断阀打开)，对加气管路系统进行充压，当第一压力表PI-101升至10MPa时，关闭氢气长管拖车出口总阀，对各阀门与管路的接头、仪表与管路的接头处用检漏液和氢气检测仪进行检漏。

(2)检漏结束后，缓慢打开第三放空阀HNV-109对管路进行放空，放空阀开度不要太大(噪音，易燃易爆气体)。

如接头有泄漏，管路内气体放完后对泄漏部位进行重新紧固，再次检漏，直至无泄漏为止。

如果接头无泄漏，卸放至现场压力表显示0.5MPa时，通过操作氢气长管拖车出口总阀和第三放空阀HNV-109对该加气管路系统置换5次后，保持软管内正压等待加氢通知。

氢气置换，可以进一步保证充入待加注车辆内的氢气的纯度，降低氢气的爆炸风险，同时对管路系统的检漏，降低气体泄漏的可能性，确保气体加注系统的安全性，避免氢气泄漏带来的安全隐患。

(三)加氢操作

(1)加氢前检查

1)检查管线阀门开关状态：打开加气管路系统的阀门HNV-101、HNV-102、现场压力表PG-101的压力表阀、HNV-104、HNV-105、HNV-116、HNV-106、HNV-107、HNV-108、HNV-110、HNV-111、HNV-113，加氢枪OFF，其他阀门均关闭。

2)待加注车辆停靠在指定位置后，司机熄火，释放静电后离开加氢区域，加氢人员在待加注车辆尾部放置挡车提示牌，放置轮挡，并对车辆进行静电接地。

3)加氢员确认待加注车辆气瓶接口的型号，查看气瓶的有效日期和残余压力，如果压力低于2MPa或者气瓶超出了有效期，加氢员拒绝执行加注作业。

4)符合加氢条件的话，将加氢枪枪头和待加注车辆的接头进行对接，并将加氢枪旋转180°指向ON位置；

5)缓慢开启氢气长管拖车出口总阀；

6)启动气动阀门PBV-101、PBV-103，PBV-102关闭，通过第一管路11进行串氢，此时氢气长管拖车压力处于高位值，直接通过压力差完成串氢；在氢气长管拖车压力与待加注车辆气瓶压力平衡后，操作人员去手动启动压缩机40进行升压，当PIT-102压力升高表示压缩机增压后的氢气过来了，关闭旁通阀HNV116。此时只有压缩机往车里充氢，PIT-102不停升高，直到35MPa后，控制器控制PBV-102自动打开，PBV-103自动关闭。车辆加氢结束，将旋钮开关打至旁路位置，此时压缩机进入内循环。

此时压缩机40处于内循环状态下(PBV-103关闭，PBV-101、PBV-102打开)，当后续车辆加氢时，由于第一压力表PIT-102压力小于30MPa，PBV-103自动打开，PBV-102自动关闭，将旋钮开关打至加氢位置，此时可以同时打开手动旁通阀HNV116进行串氢，等PIT-102升压到跟PIT-101压力平衡时串氢完毕，关闭手动旁通阀HNV116。PIT-102继续增加，升到35MPa，车辆加满，PBV-102自动打开，PBV-103自动关闭，此时车辆离开并且需要把旋钮开关打到旁路位置。后续车辆加氢过程按此重复这个过程，直到关闭急停开关，设备全停机。

加氢结束时，控制器控制第三气动阀PBV-103自动关闭以及第二气动阀自动打开，使气体在压缩机与第二管路12之间循环，压缩机进入内循环模式，不需要反复开启与关闭压缩机，避免了压缩机常开常停对其自身造成的损伤，对压缩机起到保护作用；同时压缩机进入内循环模式时，进行变频低能耗运转，降低了系统运行的能耗。

本实施例中，根据气流的声音和待加注车辆车载压力表上升情况，通过控制HNV-111和HNV-113的开度来调整控制气枪2的加氢速度，加氢速度不宜过快。

本实施例中，如果待加注车辆加氢频率高，则软管内气体不需要卸放，压缩机不需要停止，保持管路正压。如果加氢频率过低(≤3次/天)，则需要将压缩机停止，关闭急停开关，第二软管62内气体通过HNV-112、HNV-114阀门卸放完毕，等下次加氢作业时，重新进行氮气置换、氢气置换。

本实施例中，长时间停机操作时，关闭氢气长管拖车出口总阀，加氢枪处于OFF指令，关闭急停开关，缓慢打开放空阀门HNV-103、HNV-115、HNV-109对管线进行放空泄压，关闭所有阀门。

本实施例中，为保证氢气长管拖车的高效利用，在加氢作业时，推荐单个鱼雷管依次使用。

以上公开的仅为本实用新型优选实施例。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属领域技术人员能很好地利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种气体加注系统，其特征在于，包括气源、管路系统和控制系统；其中，

所述管路系统包括加气管路系统、置换管路系统、放空管路系统；所述加气管路系统包括连接所述气源与待加注车辆的第一管路，所述第一管路设有用于检测气体压力的第一压力表以及第一气动阀，所述第一压力表的入口端连接所述气源的出口，所述第一压力表的出口端连接所述第一气动阀的入口端；所述第一气动阀后端还设有第三气动阀、第二压力表，所述第一气动阀的出口端连接所述第三气动阀的入口端，所述第三气动阀的出口端连接所述第二压力表，所述第二压力表的出口端连接至少一个气枪；

所述第一气动阀的出口端还连接一压缩机，所述压缩机的出口端与所述第三气动阀的入口端连接；所述加气管路系统还包括第二管路，所述第二管路连接所述压缩机的入口端与所述压缩机的出口端，所述第二管路设有第二气动阀；

所述控制系统包括安全监控系统、电气控制系统；所述电气控制系统包括一控制器和人机交换界面，所述控制器分别与所述第一气动阀、所述第二气动阀、所述第二压力表、所述第三气动阀电连接，所述控制器控制所述第一气动阀、所述第二气动阀、所述第二压力表、所述第三气动阀的开启与关闭。

2.根据权利要求1所述的气体加注系统，其特征在于，

所述置换管路系统包括一惰性气源，以及连接所述惰性气源与所述加气管路系统的置换管路；所述置换管路包括连接所述惰性气源出口端与所述第一压力表入口端的第一置换管路，以及连接所述惰性气源出口端与所述第三气动阀的入口端的第二置换管路；所述第一置换管路设有第一截止阀，所述第二置换管路设有第二截止阀；

所述放空管路系统包括：所述第一压力表出口端连接的第一放空管、所压缩机出口端连接的第二放空管、所述第二压力表出口端连接的第三放空管；所述第一放空管设有第一放空阀，所述第二放空管设有第二放空阀，所述第三放空管设有第三放空阀。

3.根据权利要求1所述的气体加注系统，其特征在于，所述安全监控系统，包括：气体探头、火焰探头、报警器，所述气体探头、所述火焰探头以及所述报警器分别与所述控制系统的控制器电连接。

4.根据权利要求1所述的气体加注系统，其特征在于，所述气源为氢气长管拖车，所述氢气长管拖车的气源压力为15-20MPa。

5.根据权利要求1所述的气体加注系统，其特征在于，所述控制器为PLC控制器。

6.根据权利要求1所述的气体加注系统，其特征在于，所述第二压力表的出口端还设有一用于检测气体流量的流量计。

7.根据权利要求1所述的气体加注系统，其特征在于，所述第一管路上还设有旁通阀，所述旁通阀设于所述第一气动阀与所述第三气动阀之间。

8.根据权利要求1所述的气体加注系统，其特征在于，所述压缩机为隔膜压缩机。

9.根据权利要求1所述的气体加注系统，其特征在于，所述压缩机的前端设有压缩机进口阀，所述压缩机的后端设有压缩机出口阀。

10.根据权利要求1所述的气体加注系统，其特征在于，所述控制系统还包括一报警器，与所述控制器电连接。

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