CN218095446U - 氢能余气回收设备增压温控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氢能余气回收设备增压温控系统，旨在解决氢能余气回收设备出氢口处氢气温度不稳定，导致设备工作效率低、安全性差的技术问题；本装置包括输氢主路，所述输氢主路包括由对应管路依次连接的过滤器、换热器、质量流量计、调压阀、增压组件及温控组件；增压组件包括增压泵和压力传感器，增压泵安装在过滤器与换热器之间的输氢主路中，所述压力传感器安装在所述过滤器与所述增压泵之间的输氢主路中；所述温控组件包括缓冲罐和温度传感器，缓冲罐安装在所述换热器与质量流量计之间的输氢主路中，所述温度传感器安装在该缓冲罐中；本实用新型确保了氢能余气回收设备出氢口处的温度保持稳定，提升了设备的工作效率及安全性。

Description

氢能余气回收设备增压温控系统

技术领域

本实用新型涉及氢能源设备技术领域，具体涉及一种氢能余气回收设备增压温控系统。

背景技术

氢能是一种新型能源，与传统化石燃料相比，具有零排放、零污染、利用率高的优点，在全球应对气候变化的压力下，以及各国加速能源转型的战略背景下，是未来具有巨大发展潜力的能源；随着加氢用氢设备的增多，越来越多的低压氢气留存储氢容器中而无法回收利用或排出；因此，市场上出现了一种回收加氢设备中低压氢气的设备，现有低压回收氢气设备大都是通过增压泵对低压氢气进行增压并集中储存至储氢容器中的，大大减少了低压氢气难以回收利用进行直接放散所带来的资源浪费和环境污染。

但本申请发明人在实现本申请实施例中技术方案的过程中，发现上述技术问题至少存在如下技术问题：现有回收设备中的低压氢气经增压泵增压后氢气温度升高，出氢口处氢气温度不稳定，导致回收设备无法连续运行工作，进而影响氢气回收的工作效率。

公开于该背景技术部分的信息仅用于加深对本公开的背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

鉴于以上技术问题中的至少一项，本公开提供了一种氢能余气回收设备增压温控系统，通过监测输氢管内氢气的温度和压力以控制增压泵及泄压工作状态。

根据本公开的一个方面，提供一种氢能余气回收设备增压温控系统，包括输氢主路，所述输氢主路包括由对应管路依次连接的过滤器、换热器、质量流量计、调压阀、增压组件及温控组件；所述增压组件包括增压泵和压力传感器，所述增压泵安装在所述过滤器与换热器之间的输氢主路中，所述压力传感器安装在所述过滤器与所述增压泵之间的输氢主路中；所述温控组件包括缓冲罐和温度传感器，所述缓冲罐安装在所述换热器与质量流量计之间的输氢主路中，所述温度传感器安装在该缓冲罐中。

在本公开的一些实施例中，所述输氢主路还包括氮气吹扫支路、放散支路及过载保护支路；所述氮气吹扫支路连通设置在所述进气接口与过滤器之间的余气回收主路中，所述放散支路和过载保护支路分别连通设置在所述缓冲罐与质量流量计之间的余气回收主路中。

在本公开的一些实施例中，所述氮气吹扫支路和放散支路中分别设有对应的高压电磁阀和单向阀。

在本公开的一些实施例中，所述放散支路的高压电磁阀并联设置有对应的旁通支路，所述旁通支路中设有手动截止阀。

在本公开的一些实施例中，所述过载保护支路中设有安全阀。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下任一技术效果或优点：

采用了增压组件和温控组件，通过在过滤器与增压泵之间设置的压力传感器，以控制增压泵增压工作的启停，同时在缓冲罐中及增压泵后分别设置温度传感器，以实时监测缓冲罐内和输氢主路中增压后的氢气温度，并基于温度传感器所采集的信息控制换热器的工作频率，以保证增压后的氢气温度恒定，有效解决了现有技术中氢能余气回收设备中出氢口处氢气温度不稳定造成回收装置无法连续工作、工作效率低的技术问题，进而提升了氢气回收装置的工作效率和安全性。

附图说明

图1为本申请一实施例中氢能余气回收设备增压温控系统的气路原理图。

图2为本申请一实施例中氢能余气回收设备增压温控系统的结构示意图。

以上各图中，1、输氢主路；2、吹扫支路；3、过载保护支路；4、放散支路；5、球阀；6、过滤器； 7、压力传感器；8、高压电磁阀；9、增压泵； 10、换热器；11、缓冲罐；12、第一温度传感器；13、单向阀；14、质量流量计；15、手动调压阀；16、第二温度传感器；17、安全阀。

具体实施方式

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。本申请所涉及“第一”、“第二”等是用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所涉及“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。

本申请实施例通过提供一种氢能余气回收设备增压温控系统，解决了现有技术中在回收低压氢气过程中增压后氢气温度过高，无法及时调节换热器的工作频率导致输出的氢气温度不稳定、氢气回收设备无法连续运行的技术问题。

本申请实施例中的技术方案为解决上述增压后氢气温度不稳定的问题，总体思路如下：

通过在输氢主路中设置增压泵和压力传感器，以对回收的氢气进行增压和实时监测增压后的氢气压力值，当压力传感器检测到回收的氢气压力值≥0.5MPa时，增压泵开始进行增压工作；当压力传感器检测到氢气压力值＜0.5MPa时，增压泵停止工作；在输氢主路中还设有缓冲罐和温度传感器，所述温度传感器包括设置在增压泵与换热器之间的第一温度传感器，用以实时监测经增压泵增压后氢气温度，还包括设置在缓冲罐中的第二温度传感器，用以实时监测经换热器换热后进入缓冲罐内的氢气温度，当第二温度传感器温度超出其设定值后或单位时间内增温过高时，此时增大换热器的冷却液压缩泵、水泵的工作频率，快速为氢气进行降温，以保证换热器的换热效率和出口处氢气温度的恒定；同时当第一温度传感器和第二温度传感器监测到氢气温度长时间异常时（温度值≥65℃），增压泵停止增压、回收管路氢气出口关闭，同时放散支管中的高压电磁阀阀门打开，进行泄压。

为了更好的理解本申请技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例一

本例公开一种氢能余气回收设备增压温控系统，参见图1至图2，包括输氢主路1，所述输氢主路1包括由对应管路依次连接的过滤器6、换热器 10、质量流量计14及手动调压阀15等管阀件组成。

所述过滤器6用以对回收的氢气进行过滤、除杂防止氢气中含有的杂质对后面的管阀件造成精度或结构性的影响及损坏；所述增压泵9用于将上游供氢设备中流入输氢主路1中的低压氢气变为高压氢气，便于加注于储氢瓶或通过卸气柱卸入加氢站内；所述换热器 10用于使增压泵9增压后的高温、高压氢气进行冷却降温，以满足工作温度要求；所述质量流量计14用于直接测量增压后的高压余气卸气或加注时的质量、流量的仪表，由传感器和变送器两部分组成，具有测量精度高、维护简单的特点；所述调压阀为手动调压阀15，手动调压阀15的最大工作压力设置为管路结构中管阀件的工作压力，起到限制出口气体压力的作用；

所述输氢主路1中还包括设置在所述过滤器6与增压泵9之间输氢主路1中的压力传感器 7、设置在所述换热器 10与质量流量计14之间输氢主路1中的缓冲罐11及设置在所述缓冲罐11中的第二温度传感器16；所述压力传感器 7用以监测进入输氢主路1后未经增压泵9增压后的氢气压力，增压泵9基于此压力传感器 7监测到的数值启动或停止；所述缓冲罐11用于减少增压泵9增压后产生的压力脉冲，使气体流速、流量更加平稳，所述第二温度传感器16用于实时监测缓冲罐11内的氢气温度值，当第二温度传感器16检测到短时间内罐内氢气温度值超过设定值后，所述换热器 10的冷却压缩泵、水泵增大工作频率，以增加换热器 10冷却液换热流量，保证经换热器 10换热后的氢气温度能保持稳定；在所述增压泵9与换热器 10之间的输氢主路1中设有第一温度传感器12，所述第一温度传感器12用于实时监测经增压泵9增压后的氢气温度，当第一温度传感器12和第二温度传感器16检测到温度异常时（温度值≥65℃），增压泵9停止增压、输氢主路1上的出口阀门关闭，同时放散支路4上的高压电磁阀8阀门打开，开始泄压。

所述输氢主路1还包括吹扫支路2、放散支路4和过载保护支路3，所述吹扫支路2一端口处连接氮气源或/和氢气源，另一端口与所述输氢主路1连通；所述吹扫支路2中设有高压电磁阀8和单向阀13，高压电磁阀8用以控制吹扫支路2的气路通断，单向阀13用以防止气体回流，起到止回作用；所述放散支路4和过载保护支路3分别连通设置在所述缓冲罐11与质量流量计14之间的输氢主路1中，且其另一端均分别与加氢站的集中放散管路连通，以便于将吹扫的氮气、杂质气体及氢气集中排散，防止对环境造成污染；所述放散支路4中也设有对应的高压电磁阀8及单向阀13，此高压电磁阀8在进行吹扫功能时控制其管路的通断，且在此高压电磁阀8的两端并联设置一个旁通支路，在此旁通支路中设置手动球阀5，当此高压电磁阀8发生故障损坏或无法及时打开时，手动打开对应旁通支路上的手动球阀5以使需排散的气体从旁通支路流入集中放散管路中，增强了系统的整体运营稳定性；所述过载保护支路3中设置有安全阀17，当输氢主路1的氢气压力大于或等于所述安全阀17设定的压力值时，安全阀17阀门自动打开，输氢主路1内的高压氢气经安全阀17排放到指定的收集容器内或集中放散管路；当输氢主路1内气体的小于所述安全阀17的设定压力值时，所述安全阀17阀门自动闭合。

上述氢能余气回收设备增压温控系统基于常规PLC控制器的操作使用示例如下：所述压力传感器 7、第一温度传感器12、第二温度传感器16、增压泵9、换热器 10及各个管路中的高压电磁阀8分别与所述PLC控制器电性连接，所述PLC控制器基于压力传感器 7所采集的信息或/和设定的值，向所述增压泵9发送控制信号，当压力传感器7检测到回收的氢气压力值≥0.5MPa时，增压泵9开始进行增压工作；当压力传感器7检测到氢气压力值＜0.5MPa时，增压泵9停止工作；所述PLC控制器基于第一温度传感器12和第二温度传感器16所采集的信息控制换热器 10增大或减小换热工作频率，以保证氢气出口的温度保持恒定，同时当管路内氢气温度值≥65℃时，PLC控制器控制增压泵9停止增压，同时放散支路4中的高压电磁阀8打开，开始泄压，以保证安全。

尽管已描述了本实用新型的一些优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种氢能余气回收设备增压温控系统，包括输氢主路，所述输氢主路包括由对应管路依次连接的过滤器、换热器、质量流量计及调压阀，其特征在于，还包括增压组件和温控组件；所述增压组件包括增压泵和压力传感器，所述增压泵安装在所述过滤器与换热器之间的输氢主路中，所述压力传感器安装在所述过滤器与所述增压泵之间的输氢主路中；所述温控组件包括缓冲罐和温度传感器，所述缓冲罐安装在所述换热器与质量流量计之间的输氢主路中，所述温度传感器安装在该缓冲罐中。

2.根据权利要求1所述的氢能余气回收设备增压温控系统，其特征在于，所述输氢主路还包括氮气吹扫支路、放散支路及过载保护支路；所述氮气吹扫支路连通设置在所述输氢主路与过滤器之间的余气回收主路中，所述放散支路和过载保护支路分别连通设置在所述缓冲罐与质量流量计之间的余气回收主路中。

3.根据权利要求2所述的氢能余气回收设备增压温控系统，其特征在于，所述氮气吹扫支路和放散支路中分别设有对应的高压电磁阀和单向阀。

4.根据权利要求2所述的氢能余气回收设备增压温控系统，其特征在于，所述放散支路的高压电磁阀并联设置有对应的旁通支路，所述旁通支路中设有手动截止阀。

5.根据权利要求2所述的氢能余气回收设备增压温控系统，其特征在于，所述过载保护支路中设有安全阀。

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