CN211716236U - 加氢站顺序控制盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种加氢站顺序控制盘以解决现有的加氢机管路控制系统存在安全隐患、触发压力难以调整的技术问题。本实用新型用于连接压缩机、储氢罐、加氢机、PLC控制器，包括压缩机通道和加氢机通道，压缩机通道包括汇集于压缩机的高压储气支路、中压储气支路和低压储气支路；加氢机通道包括汇集于加氢机的高压充装支路、中压充装支路、低压充装支路和压缩机直充支路；储气支路与充装支路上均设置有气控阀；气控阀连接于PLC控制器的输出端。本实用新型的有益技术效果在于：可实时调整高中低压储罐充装切换压力和充装顺序，提高充装效率；有效降低压缩机启停频率；自动化程度高，安全性好。

Description

加氢站顺序控制盘

技术领域

本实用新型涉及氢气加注设备技术领域，具体涉及一种加氢站顺序控制盘。

背景技术

目前大多数加氢站中，氢气由管束车运输而来，经压缩机增压后，储存于站内设置的储氢罐内。为了实现快速加氢和提高储氢罐使用效率，同时减少压缩机启停次数，通常将站内储氢罐按高、中、低压顺序分组，加氢机先从低压储氢罐取气，低压储氢罐内压力与车载储氢瓶内压力差达到设定值时，停止取气；切换至中压储氢罐，开始从中压储氢罐取气，中压储氢罐内压力与车载气瓶内压力差达到设定值时，停止取气; 切换至高压储氢罐，开始从高压储氢罐取气，直至达到车辆所需加注压力，停止取气。

当储氢罐内压力不足时，需启动压缩机对储氢罐进行补气，顺序控制盘安装在压缩机和储氢罐之间，作用就是在对高、中、低压储氢罐补气时合理的调整充装先后顺序，以实现最优的充气效率。现有的顺序控制盘技术通常采用并联式的顺序控制阀，各顺序控制阀设定有不同的开启压力值，当压缩机启动充气，压力达到某一设定值时，对应顺序控制阀自动开启为储氢罐充气，从而实现自动顺序充装功能。在这种配置下，顺序控制阀的打开或者关闭完全依靠压缩机出口管道中氢气的压力大小，当其前后压差较小时，顺序控制阀不能完全打开，截流而造成温升明显，危及设备安全。同时，顺序控制阀的开启压力设定值难以准确调整，当需要灵活调配储氢罐充装顺序，如高峰期快速充装，高中低压储氢罐互换等自动控制功无法实现。

实用新型内容

本实用新型提供一种加氢站顺序控制盘以解决现有的加氢站管路控制系统存在控制阀不能完全打开的安全隐患、触发压力难以调整的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

设计一种加氢站顺序控制盘，用于连接压缩机、储氢罐、加氢机、PLC控制器，包括压缩机通道和加氢机通道，压缩机通道包括汇集于压缩机的高压储气支路、中压储气支路和低压储气支路；加氢机通道包括汇集于加氢机的高压充装支路、中压充装支路、低压充装支路和压缩机直充支路；储气支路与充装支路上均设置有气控阀；气控阀连接于PLC控制器的输出端。

优选的，压缩机通道的末端与加氢机通道的前端对应连通。

优选的，储气支路上的气控阀安装于所述压缩机的出口端，所述充装支路上的气控阀安装于所述加氢机的入口端。

优选的，PLC控制器连接有触摸屏。

优选的，PLC控制器的模拟量输入模块连接有多个压力传感器，压力传感器设置于压缩机、储氢罐、加氢机的接口管道上。

优选的，气控阀为21V9M071-YHNC。

优选的，压力传感器为DG2104-A-70-D。

与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果在于：

1.本实用新型使用PLC控制器作为主控单元，便于集中控制气控阀的启闭，由站控系统根据气源情况、车辆加注情况和储氢罐压力等灵活调整控制压缩机启动为各储氢罐充气。

2.本实用新型使用气控阀替代了原有的机械式顺序阀，阀门的开启不是由固定的压力值确定，而是由PLC控制系统根据实际工况下达阀门开启关闭的命令，可达到最优化的充装效率。

3.本实用新型在用气高峰期，当高压储氢罐压力不足时可自动开启压缩机直充支路，同时高压、中压和低压充装支路均关闭，压缩机直接为车辆充装，实现车辆的快速加氢。

附图说明

图1为本实用新型加氢站顺序控制盘的结构示意图。

图2为本实用新型加氢站顺序控制盘的控制电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来说明本实用新型的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本实用新型，并不以任何方式限制本实用新型的范围。

以下实施例中所涉及或依赖的程序均为本技术领域的常规程序或简单程序，本领域技术人员均能根据具体应用场景做出常规选择或者适应性调整。

以下实施例中所涉及的单元模块、零部件、结构、机构或传感器等器件，如无特别说明，则均为常规市售产品。

实施例1：一种加氢站顺序控制盘，参见图1，连接在压缩机、储氢罐、加氢机之间，包括设备壳体、PLC控制器、气控阀PV（21V9M071-YHNC）、压力传感器PT（DG2104-A-70-D）及管路系统，其中管路系统分为压缩机通道和加氢机通道，压缩机通道包括高压储气支路、中压储气支路和低压储气支路并分别连接至高中低压储氢罐；加氢机通道包括高压充装支路、中压充装支路、低压充装支路和压缩机直充支路，高中低压充装支路分别连接至高中低压储氢罐，气控阀PV01-PV03安装在压缩机三条支路的前端，气控阀PV05-PV07安装在加氢机高中低压充装支路上，气控阀PV04安装在压缩机直充支路上。

上述控制气控阀的电磁阀和压力传感器连接在PLC控制器上，参见图2，PLC控制系统由防爆箱、PLC控制器(SR20 AC/DC/RLY)（自带数字量输入输出）、模拟量输入模块EMAE08、开关电源PSU100D 24V/2.1A构成，图中最外框代表防爆盒，内部PLC和AI安装在安装底板上，PLC的数字量输出端连接电磁阀DCV01-DCV07，这七个电磁阀分别和上述七个气控阀连接，作为气控阀的控制部件，用电磁阀来控制气控阀的开启和关闭。而模拟量输入模块则连接压力传感器PT01-PT05，检测管路各处的压力值来调配气控阀的开启或关闭。该PLC控制器直接由220V市电供电，通过PLC控制器的RJ45接口还可以连接触摸屏，通过触摸屏可以查看加氢机的运行数据如压力、温度、是否泄漏等，也可以设定各种参数，如需要充气的气瓶压力等。本设备满足加氢站实际使用环境要求，其中高压管道所用管阀件均适应加氢站高压氢气工作介质，控制系统采用防爆设计，满足氢气环境电气设备防爆要求。

本实用新型的操作使用方法如下：

（1）充装流程：顺序控制盘将压缩机输送过来的高压氢气依次充装至加氢站内高压、中压和低压储氢罐内。

Ⅰ、高压充装：PV01打开，其余气控阀关闭，为高压储氢罐充装，当其压力达到设定值时，关闭PV01，切换至中压储氢罐充装；

Ⅱ、中压充装：PV02打开，其余气控阀关闭，为中压储氢罐充装，当其压力达到设定值时，关闭PV02，切换至低压储氢罐充装；

Ⅲ、低压充装：PV03打开，其余气动阀关闭，为低压储氢罐充装，当瓶组压力达到设定值时，关闭PV03，充装结束。

（2）加注流程：顺序控制盘将低、中、高压储氢罐内的氢气，依次输送至加氢机，以实现顺序充装的功能，必要时，也可将压缩机输送过来的高压氢气直接输送至加氢机。

Ⅰ、低压加注：PV07打开，其余气控阀关闭，低压储氢罐为加氢机供气，当车辆储氢瓶压力达到设定值时，关闭PV07，切换至中压加注；

Ⅱ、中压加注：PV06打开，其余气控阀关闭，中压储氢罐为加氢机供气，当车辆储氢瓶压力达到设定值时，关闭PV06，切换至高压加注；

Ⅲ、高压加注：PV05打开，其余气控阀关闭，高压储氢罐为加氢机供气，当车辆储氢瓶压力达到设定值时，关闭PV05，加注结束。

Ⅳ、压缩机直充：当高压储氢罐的压力不足时，PV04打开，其余气控阀均关闭，压缩机直接为加氢机供气，直至车辆储氢瓶加满停机。

上面结合附图和实施例对本实用新型作了详细的说明；但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本实用新型宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本实用新型的常见变化范围，在此不再一一详述。

Claims (7)

1.一种加氢站顺序控制盘，用于连接压缩机、储氢罐、加氢机、PLC控制器，其特征在于：包括压缩机通道和加氢机通道，所述压缩机通道包括汇集于所述压缩机的高压储气支路、中压储气支路和低压储气支路；所述加氢机通道包括汇集于所述加氢机的高压充装支路、中压充装支路、低压充装支路和压缩机直充支路；所述储气支路与所述充装支路上均设置有气控阀；所述气控阀连接于所述PLC控制器的输出端。

2.根据权利要求1所述的加氢站顺序控制盘，其特征在于：所述压缩机通道的末端与所述加氢机通道的前端对应连通。

3.根据权利要求2所述的加氢站顺序控制盘，其特征在于：所述储气支路上的气控阀安装于所述压缩机的出口端，所述充装支路上的气控阀安装于所述加氢机的入口端。

4.根据权利要求1所述的加氢站顺序控制盘，其特征在于：所述PLC控制器通过RJ45接口连接有触摸屏。

5.根据权利要求4所述的加氢站顺序控制盘，其特征在于：所述PLC控制器的模拟量输入模块连接有压力传感器；所述压力传感器包括压缩机压力传感器、储氢罐压力传感器、加氢机压力传感器。

6.根据权利要求1所述的加氢站顺序控制盘，其特征在于：所述气控阀为21V9M071-YHNC。

7.根据权利要求5所述的加氢站顺序控制盘，其特征在于：所述压力传感器为DG2104-A-70-D。

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