CN216280670U - 集成节能型增压加氢装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集成节能型增压加氢装置，包括进氢支路、储氢支路、增压冷却支路、加注支路、吹扫支路，还包括所述进氢支路和加注支路共用且与所述储氢支路并联的增压冷却支路，将外部的氢气源接入到进氢支路的进氢口，使用氢气瓶/瓶组对氢气平压、增压泵对氢气增压达到设定压力值、调整加氢枪的枪型适用更多的场景、冷却器及氢气增压泵驱动气源尾气的再利用对氢气进行冷却处理，旨在解决加氢装置结构复杂、投资成本高、适用场景有限的技术问题，该装置集氢气增压、储存、加注、冷却为一体，结构简单，便于移动，有着广泛的应用场景，能有效节约能源，降低投资的成本，满足了加氢装置的实际需求。

Description

集成节能型增压加氢装置

技术领域

本实用新型涉及新能源装备技术领域，具体涉及一种集成节能型增压加氢装置。

背景技术

随着石油、天然气、煤等不可再生资源的消耗，人类生存的有限资源再一次被压缩，所以开发新的能源已经迫在眉睫，而氢能作为公认的清洁能源，它可以通过一定的方法利用其它能源制取，作为低碳和零碳能源脱颖而出，并且我国已在氢能利用领域取得了多方面的进展。

目前的加氢站仍然存在着很多问题，比如在同一加氢站，存在整体装置体积大，布局设备众多，占用较多的土地面积，浪费土地资源等问题，且多为固定式结构或单体化的加氢装置，不能满足根据实际需求移动和多使用场景的需求；同时较大的体积导致了建设成本高、建设周期长的问题，不利于产品的利益回收。而且现存加氢站装置多为单一产品，倾向于为某一种氢燃料汽车加氢等，应用范围比较小，这样就会造成设备整体的成本偏高。

在现有的氢气增压加氢装置中，虽然也有集成式的增压加注装置，能集成增压、加注、冷却为一体的装置，但其装置结构比较复杂，设备要求成本高，同时适用范围比较单一，仍需要进一步的根据需求完善氢气增压加注装置的功能，更好的满足氢能源的发展和社会的需求。

针对以上存在的问题，现提供一种集成节能型增压加氢装置，集氢气增压、储存、加注、冷却装置为一体，且设备结构简单、设备小型、便于移动，应用场景广泛，能有效解决氢气增压加注中投资成本高、结构复杂和适用场景有限等问题。

发明内容

本实用新型目的在于提供一种集成节能型增压加氢装置，旨在解决氢气站增压加注冷却过程中投资成本高、设备复杂、适用场景有限的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

设计一种集成节能型增压加氢装置，包括进氢支路、储氢支路、加注支路、吹扫支路、增压冷却支路，所述集成节能型增压加氢装置主要用于氢气增压储存流程、氢气增压加注流程，该装置通过并联储氢支路和增压冷却支路的方式，实现共用增压冷却支路，以及氢气增压泵尾气再利用的目的；所述吹扫支路与所述氢气源并联且并联端口接入进氢支路的进氢口。

所述进氢支路主要包括氢气源、进气阀、入口过滤器、进气切断阀，用以控制外部氢气的进入和停止，且能通过所述进氢口引入氮气完成吹扫气路管道；所述储氢支路与所述增压冷却支路串联，且与所述加注支路共用增压冷却支路，所述储氢支路包括氢气瓶进气阀、氢气瓶/瓶组、氢气瓶出气阀，主要用以氢气的储存和及对外部氢燃料加注口的加注；所述加注支路包括加注切断阀、加氢枪TK16、TK25、TK17中的至少一种，通过调整加氢枪的枪型可以扩展该设备的适用场景；所述吹扫支路包括氮气源、氮气单向进气阀、吹扫进气阀，用以在储氢/加注流程结束后吹扫气路管道，消除该设备使用过程中的安全隐患；所述增压冷却支路包括驱动气源、驱动器切断阀、冷却器进气阀、氢气增压泵和冷却器，所述储氢支路与所述加注支路共用所述增压冷却支路，能有效节省能源，降低冷却成本。

所述氢气增压储存流程是将并联的所述增压冷却支路和所述储氢支路与所述氢支路、所述吹扫支路串联，使氢气从氢气源到所述氢气瓶/瓶组的操作过程。将所述氢气源打开后，开始进行所述氢气源与设备内部所述氢气瓶组进行平压操作，同时在平压过程中接入所述驱动气源，使经所述冷却器进行平压的氢气冷却，等到所述氢气源与所述氢气瓶/瓶组的压力达到平衡，所述冷却器关闭，所述增压泵开始工作，将氢气压缩达到设定压力存储到所述氢气瓶组中，同时增压泵的驱动气源尾气通过增压泵的驱动器排气口进入冷却器进行储存过程中的风冷却，完成集成式氢气增压、储存流程，完成上述流程后打开吹扫进气阀，利用氮气源吹扫气路管道，保证增压储氢流程的安全。

所述氢气增压加注流程是将所述并联的所述储氢支路和所述增压冷却支路、所述加注支路、所述吹扫支路串联，使所述加注支路中的加氢枪与外部车载储氢设备相连，打开阀门后开始所述氢气瓶与外部车载储氢设备进行平压操作，在平压的过程中，所述驱动气源接入，所述冷却器压缩空气进入，进行预冷计时，等到所述氢气瓶组的压力与外部车载压力达到平衡时，所述冷却器关闭，所述增压泵开始工作，进行氢气增压加注流程，同时所述增压泵驱动器尾气进入所述冷却器，进行增压加注过程的气体风冷却，当外部车载储氢设备的压力达到设定压力时，所述氢气瓶出气阀关闭及所述驱动气切断阀关闭，冷却结束，完成集成式氢气增压加注冷却装置的增压加注冷却流程，完成上述流程后打开吹扫进气阀，利用氮气源吹扫气路管道，保证增压加注流程的安全。

与现有技术相比，本实用新型的主要有益技术效果在于：

1.本实用新型集氢气增压、储存、加注、冷却装置为一体，集成度高，结构小巧，占地面积小，可实现移动到实际需求点完成脱氢气源的车辆加注流程。

2.本实用新型完成氢气增压储存后，因储存设备内压力高，能有效提高增压泵的工作效率。

3.本实用新型通过对加氢枪及对应的加注枪口的调整，能满足多种适用场景的需求，应用范围广泛。

4.本实用新型可实现冷却支路的重复使用以及增压泵尾气的再利用冷却氢气，节省能源消耗，降低冷却成本。

附图说明

图1为一种集成节能型增压加氢装置的气路结构示意图。

以上各图中，1为氢气源，2为置换放空阀，3为进气阀，4为入口过滤器，5为进气切断阀，6为进气单向阀，7为氢气瓶出气阀，8为氢气瓶，9为氢气瓶进气单向阀，10为氢气瓶进气阀，11为加注切断阀，12为加注单向阀，13为加氢枪，14为氢气瓶出气单向阀，15氢气为增压泵，16为冷却器，17为驱动器切断阀，18为冷却器进气阀，19为驱动气源，20为吹扫进气阀，21为放空阀，22为氮气进气单向阀，23为氮气源。

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。

实施例1：一种集成节能型增压加氢装置的气路结构示意图，参见图1，包括进氢支路、储氢支路、增压冷却支路、加注支路、吹扫支路；所述储氢支路与所述增压冷却支路并联，且所述增压冷却支路进气侧与所述进氢支路连接，出气侧与所述加注支路连接；所述吹扫支路与所述氢气源并联，且与进氢支路的进氢口串联。所述进氢支路由外部氢气源与进气阀3相连，同时所述吹扫支路中氮气源23通过吹扫进气阀20也与进气阀3相连，进氢支路包括进气阀3、入口过滤器4、进气切断阀5、进气单向阀6以串联的形式连接成气路管道；所述储氢支路包括氢气瓶进气阀10、氢气瓶单向进气阀9、氢气瓶8、氢气瓶出气阀7、氢气瓶出气单向阀14以串联形式连接；所述增压冷却支路包括驱动气源19分别与冷却器进气阀18、冷却器16和驱动气源切断阀17、氢气增压泵14以并联方式相连，连接于整体的气路管道当中，其中储氢支路与增压冷却支路并联，此处并联可以在储氢过程和加注过程都使用增压冷却支路，减少成本投入，具体连接方式参见图1；所述加注支路包括加注切断阀11、加注单向阀12、加氢枪13以串联方式连接成气路管道。

上述集成节能型增压加氢装置的操作使用方法如下：

氢气增压储存流程：

当启动该装置时，所述氢气源1接入进氢支路的进氢口，所述进气阀3打开，所述入口过滤器4运行，对进入的氢气完成过滤，所述进气切断阀5和所述进气单向阀6打开，所述氢气瓶进气阀10和所述氢气瓶单向进气阀9打开，开始进行所述氢气源1与所述氢气瓶8的平压操作，在平压过程中，所述驱动气源19接入，所述冷却器进气阀18打开，所述冷却器16对平压过程中的氢气进行冷却处理，等到所述氢气源1与所述氢气瓶8的压力达到平衡时，所述冷却器进气阀18关闭，所述驱动切断阀17打开，所述氢气增压泵开始工作，对氢气进行增压且储存到所述氢气瓶8中，且利用增加的通气管将所述氢气增压泵15的驱动气源尾气通过驱动器排气口进入冷却器16，进行增压储存过程中的风冷却，当所述氢气瓶8内压力达到设动压力值，所述入口过滤器4停止工作，所述进气切断阀5、所述进气单向阀6、所述氢气瓶进气阀10、所述氢气瓶单项进气阀9和所述驱动气源切断阀17全部关闭，完成该装置的氢气增压储存冷却流程，然后打开所述吹扫支路的氮气进气单向阀22、吹扫进气阀20，利用氮气吹扫整个气路管道，保证装置处于安全环境。

氢气增压加注流程：

所述加注流程是先将所述加注支路的加氢枪13与外部车载储氢设备连接，所述氢气瓶出气阀7打开，所述加注切断阀11、加注单向阀12打开，所述进气切断阀5关闭，开始进行储氢瓶组与外部车载储氢设备进行平压操作，在平压过程中，所述驱动气源19接入，所述冷却器进气阀18打开，所述冷却器16对该平压过程中的氢气进行冷却处理，等到所述氢气瓶8与外部车载储氢设备的压力平衡时，所述冷却器进气阀18关闭，所述驱动切断阀17打开，所述氢气增压泵15开始工作，进行氢气增压加注流程，且利用增加的通气管将所述氢气增压泵15的驱动气源尾气通过驱动器排气口进入冷却器16，进行加注过程的风冷却，当外部车载储氢设备的压力达到设定压力值时，所述氢气瓶出气阀7关闭，所述加注切断阀、加注单向阀12关闭，所述驱动气切断阀17关闭，完成该装置的氢气增压加注冷却流程，然后打开所述吹扫支路的氮气进气单向阀22、吹扫进气阀20，利用氮气吹扫整个气路管道，保证装置处于安全环境。

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技术构思的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，或者对相关部件、结构及材料进行等同替代，从而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 (6)

1.一种集成节能型增压加氢装置，包括进氢支路、储氢支路、加注支路、吹扫支路，其特征在于，还包括所述进氢支路和加注支路共用且与所述储氢支路并联的增压冷却支路，以在增压储氢/加注过程中对流经的氢流实施降温，所述增压冷却支路包括由对应的管路串联的增压泵和冷却器，所述氢气增压泵由对应的增压气/液源驱动，所述冷却器的冷媒来源于所述增压气/液源和/或所述增压泵排出的尾气/液。

2.根据权利要求1所述的集成节能型增压加氢装置，其特征在于，所述进氢支路的进氢口用于连接对应的充氢源和吹扫支路的出口，其出氢口连通至所述增压冷却支路的进口端，该进氢支路中依次串联有进气阀、入口过滤器、进气切断阀、进气单向阀。

3.根据权利要求1所述的集成节能型增压加氢装置，其特征在于，所述储氢支路包括氢气瓶/瓶组，其分别由对应的入流管路连通至所述增压冷却支路的出口端、由对应的出流管路连通至所述增压冷却支路的进口端。

4.根据权利要求3所述的集成节能型增压加氢装置，其特征在于，所述入流管路中依次串联有氢气瓶进气阀、氢气瓶进气单向阀；所述出流管路中依次串联有氢气瓶出气阀、氢气瓶出气单向阀。

5.根据权利要求1所述的集成节能型增压加氢装置，其特征在于，所述加注支路一端连通至所述增压冷却支路的出口端，其另一端连接有TK16、TK25、TK17型加氢枪中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的集成节能型增压加氢装置，其特征在于，所述吹扫支路一端用于连通至对应的氮气源，其另一连通至所述进氢支路的进氢口，该吹扫支路中依次串联有氮气进气单向阀、放空阀、吹扫进气阀。

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