CN219955024U - 撬装式加氢站 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种撬装式加氢站，加氢站在关键部位设置了安全阀，及时处理卸气柱模块向压缩机模块输送氢气时、氮气吹扫模块向压缩机模块输送氢气时以及加氢机模块工作时氢气压力突然超限问题，并解决因误操作导致卸气柱模块和氮气吹扫模块同时输送气体时的问题；同时撬装式加氢站整体具备防爆性，降低爆炸伤害。

Description

撬装式加氢站

技术领域

本实用新型涉及氢能源技术领域，特别是涉及一种撬装式加氢站。

背景技术

随着氢能源车辆投放市场，相应的为氢能源车辆提供配套加氢功能的加氢站应运而生。目前撬装式加氢站一般具有一体化设计、高度集中、占地面积小、安装速度快、便于投入使用和转移等特点，但撬装式加氢站对安全的要求更高，其存在的安全问题仍需要改进，例如怎么解决传输压缩氢气的管路压力过大、如何缩小撬装式加氢站爆炸的影响范围。

实用新型内容

鉴于上述问题，提出了本实用新型以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，能够解决传输压缩氢气的管路压力过大的问题，达到稳定传输压缩氢气的目的。

具体地，本实用新型提供了一种撬装式加氢站，包括：压缩机模块，配置成对氢气气源进行加压输送；加氢机模块，连接所述压缩机模块，以接收所述压缩机模块输出的氢气；卸气柱模块，配置成向所述压缩机模块充入氢气；氮气吹扫模块，所述氮气吹扫模块连接所述压缩机模块和所述加氢机模块，以分别对所述压缩机模块和所述加氢机模块进行氮气吹扫；以及安全阀，具有第一进口和第二进口，以在所述第一进口和所述第二进口的压力之和超过阈值时排空；所述第一进口连接所述卸气柱模块，所述第二进口连接在下述中间管路中的一个上；

所述氮气吹扫模块和所述压缩机模块之间的第一中间管路；

所述氮气吹扫模块和所述加氢机模块之间的第二中间管路。

可选地，所述安全阀有两个，分别是第一安全阀和第二安全阀；所述第一安全阀的第二进口连接所述第一中间管路，所述第二安全阀的第二进口连接所述第二中间管路。

可选地，所述第一进口连接所述卸气柱模块和所述压缩机模块之间的第三中间管路。

可选地，所述第一安全阀的第一进口和所述第二安全阀的第一进口交汇后连接所述卸气柱模块。

可选地，所述第一中间管路和所述第二中间管路并联设置。

可选地，所述第二中间管路通过旁通歧管连接所述压缩机模块，并且所述旁通歧管位于所述第二安全阀和所述加氢机模块之间。

可选地，所述压缩机模块依次经顺序控制盘和三线并联管路连接储氢瓶组模块，所述三线并联管路分别通过管路与加氢管路连接，所述加氢管路依次连接直连管路、所述三线并联管路、所述第二中间管路和所述加氢机模块；所述压缩机模块通过所述直连管路连接所述加氢管路。

可选地，撬装式加氢站还包括压缩机冷水机组模块，所述压缩机冷水机组模块连接所述压缩机模块和换热器，所述换热器连接在所述压缩机模块和所述加氢机模块之间。

可选地，所述撬装式加氢站的顶部设有卸爆顶结构，以形成ExdIICT4等级的防爆等级。

可选地，所述第一进口连接在第一球阀和所述卸气柱模块之间，第一安全阀的第二进口连接在第二球阀和所述氮气吹扫模块之间。

本实用新型提供了一种撬装式加氢站，其在关键位置设置了安全阀；根据不同的情景，安全阀会打开将气体排入空中，如因误操作导致卸气柱模块和氮气吹扫模块同时输送气体，第一安全阀会在第一进口和第二进口压力之和超过设定阈值时打开将气体排入空中，保障撬装式加氢站的安全；当卸气柱模块向压缩机模块输送气体的压力超过设定阈值时，安全阀打开将气体排入空中，保障撬装式加氢站的安全；当氮气吹扫模块向压缩机输送气体的压力超过设定阈值时，安全阀打开将气体排入空中，保障撬装式加氢站的安全；当向加氢机模块输送气体的压力超过设定阈值时，安全阀打开将气体排入空中，保障撬装式加氢站的安全；处于关键位置的安全阀保障了撬装式加氢站在误操作状态和正常使用状态时的安全。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本实用新型一个实施例的撬装工艺示意图；

图2是图1氮气吹扫模块、卸气柱模块和压缩机模块之间的局部放大图。

具体实施方式

下面参照图1和图2来描述本实用新型实施例的。在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征，也即包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。当某个特征“包括或者包含”某个或某些其涵盖的特征时，除非另外特别地描述，这指示不排除其它特征和可以进一步包括其它特征。

除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”“耦合”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。本领域的普通技术人员，应该可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，在本实施例的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。也即在本实施例的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”、或“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

图1是撬装工艺示意图，如图1所示，并参考图2，本实用新型实施例提供了一种撬装式加氢站，撬装式加氢站在关键位置设置了安全阀，当工作人员因误操作导致卸气柱模块51和氮气吹扫模块54同时输送气体时，第一安全阀41会在第一进口和第二进口压力之和超过设定阈值时打开将气体排入空中，保障加氢站的安全。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，撬装式加氢站包括：

压缩机模块53，配置成对氢气气源进行加压输送；加氢机模块56，连接所述压缩机模块53，以接收所述压缩机模块53输出的氢气；卸气柱模块51，配置成向所述压缩机模块53充入氢气；氮气吹扫模块54，所述氮气吹扫模块54连接所述压缩机模块53和所述加氢机模块56，以分别对所述压缩机模块53和所述加氢机模块56进行氮气吹扫；以及安全阀，具有第一进口和第二进口，以在所述第一进口和所述第二进口的压力之和超过阈值时排空；所述第一进口连接所述卸气柱模块51，所述第二进口连接在下述中间管路中的一个上；

所述氮气吹扫模块54和所述压缩机模块53之间的第一中间管路；

所述氮气吹扫模块54和所述加氢机模块56之间的第二中间管路。

在本实施例中，加氢管路是压缩机模块53连接加氢机模块56的管路，压力仪表7、压力仪表91、压力仪表261和压力变送器8、压力变送器9、压力变送器26各自连接的针阀10、针阀101、针阀262处于打开状态，以便压力仪表压力仪表7、压力仪表91、压力仪表261和压力变送器8、压力变送器9、压力变送器26实时监控各自管路的压力；当压缩机模块53向加氢机模块56传输氢气的加氢管路上的压力超过设定阈值时，压力值可通过压力仪表261检测，并通过压力变送器26通知工作人员，进而工作人员打开第二中间管路和加氢管路连接的针阀28，与第二中间管路连接的第二安全阀12会将超压的气体排空，减轻管路压力，保障撬装式加氢站的安全；当氮气吹扫模块54向压缩机模块53传输气体的第一中间管路上的压力超过设定阈值时，该管路的压力通过压力仪表7检测并通过压力变送器8通知工作人员，与该管路连接的第一安全阀41会将多余气体排空，减轻管路压力，保障撬装式加氢站的安全；当氮气吹扫模块54向加氢管路传输气体的第二中间管路的压力超过设定阈值时，该管路的压力通过压力仪表91检测并通过压力变送器9通知工作人员，与该管路连接的第二安全阀12会将多余气体排空；当加氢管路上的压力超过设定阈值时，该管路通过压力仪表261检测并通过压力变送器26通知工作人员，工作人员打开第二中间管路中的针阀28或让针阀28在氮气吹扫模块54不工作时一直处于打开状态，与第二中间管路连接的第二安全阀12会将气体排空；因工作人员操作失误导致卸气柱模块51和氮气吹扫模块54同时打开时，第一安全阀41的第一进口和第二进口的压力之和超过设定阈值时，第一安全阀41打开将气体排空，避免氮气和氢气过量混合进入压缩机模块53，增加处理成本，同时保障撬装式加氢站的安全。

在本实用新型的一些实施例中，所述安全阀有两个，分别是第一安全阀41和第二安全阀12；所述第一安全阀41的第二进口连接所述第一中间管路，所述第二安全阀12的第二进口连接所述第二中间管路。

在本实施例中，安全阀有两个，分别为第一安全阀41和第二安全阀12，图2中，第一安全阀41位于第二安全阀12的上方，第一安全阀41的第二进口连接氮气吹扫模块54和压缩机模块53之间的第一中间管路，保障氮气吹扫模块54向压缩机模块53吹扫时第一中间管路的安全；第二安全阀12的第二进口连接氮气吹扫模块54和加氢管路之间的第二中间管路，保障氮气吹扫模块54向加氢机模块56吹扫时第二中间管路和加氢机模块56的安全，以及保障压缩机模块53和储氢瓶组模块57向加氢机模块56输送气体时加氢管路和加氢机模块56的安全。

在本实用新型的一些实施例中，所述第一进口连接所述卸气柱模块51和所述压缩机模块53之间的第三中间管路。

在本实施例中，卸气柱模块51和压缩机模块53通过三条并联的管路连接，这三条并联的管路分别中压管路、高压管路以及第三中间管路，中压管路和高压管路交汇后和卸气柱模块51连接，中压管路从卸气柱模块51开始依次连接气控阀组1、单向阀2、球阀5、压缩机模块，高压管路从卸气柱模块51开始依次连接气控阀组3、单向阀4、球阀6、压缩机模块；第一安全阀41和第二安全阀12的第一进口都连接在卸气柱模块51和压缩机模块53之间的第三中间管路，第一安全阀41和第二安全阀12可以同时保障当卸气柱模块51向压缩机模块53输送气体时卸气柱模块51、压缩机模块53、中压管路、高压管路以及第三中间管路的安全。

在本实用新型的一些实施例中，所述第一安全阀41的第一进口和所述第二安全阀12的第一进口交汇后连接所述卸气柱模块51。

在本实施例中，第一安全阀41的第一进口和第二安全阀12的第一进口交汇后连接第三中间管路，第一安全阀41和第二安全阀12的第一进口同时保障卸气柱模块51和压缩机模块53以及两者之间连接的管路的安全，避免气体压力过大导致卸气柱模块51和压缩机模块53出现故障导致气体泄漏发生爆炸。

在本实用新型的一些实施例中，所述第一中间管路和所述第二中间管路并联设置。

在本实施例中，表明氮气吹扫模块54和压缩机模块53连接的第一中间管路和氮气吹扫模块54和加氢管路连接的第二中间管路是并联关系，第一中间管路依次连接氮气吹扫模块54、压力仪表7、压力变送器8、第一安全阀41的第二进口、球阀13、压缩机模块53，第二中间管路依次连接氮气吹扫模块54、压力仪表91、压力变送器9、气动调节阀11、第二安全阀12的第二进口、旁通歧管、针阀28、加氢管路。

在本实用新型的一些实施例中，所述第二中间管路通过旁通歧管连接所述压缩机模块53，并且所述旁通歧管位于所述第二安全阀12和所述加氢机模块56之间。

在本实施例中，氮气吹扫模块54另外设置旁通歧管连接第二中间管路和压缩机模块53，并且旁通歧管连接球阀131后连接压缩机模块53；当氮气吹扫模块54工作时，氮气吹扫模块54可通过第一中间管路和旁通歧管向压缩机模块53输送气体。

在本实用新型的一些实施例中，所述压缩机模块53依次经顺序控制盘和三线并联管路连接储氢瓶组模块57，所述三线并联管路分别通过管路与加氢管路连接，所述加氢管路依次连接直连管路、所述三线并联管路、所述第二中间管路和所述加氢机模块56；所述压缩机模块53通过所述直连管路连接所述加氢管路。

在本实施例中，三线并联管路分别为低压管路、中压管路、高压管路；储氢瓶组模块57分为低压储氢瓶组、中压储氢瓶组、高压储氢瓶组，并与三线并联管路中的相应管路连接；顺序控制盘可根据氢气压力连接对应压力范围的管路，同时顺序控制盘输送氢气到对应储氢瓶组模块57中，即当压缩机模块53输送处于中压范围的氢气时，顺序控制盘将处于中压范围的氢气输送到中压管路，进而将氢气输送到中压储氢瓶组中；当压缩机模块53输送处于低压范围的氢气时，顺序控制盘将处于低压范围的氢气输送到低压管路，进而将氢气输送到低压储氢瓶组中；当压缩机模块53输送处于高压范围的氢气时，顺序控制盘将处于高压范围的氢气输送到高压管路，进而将氢气输送到高压储氢瓶组中；三线并联管路分别通过管路与加氢管路连接，将高压、中压和低压的氢气输送到加氢管路中；压缩机模块53通过两条管路将氢气汇聚到一条管路后通过过滤器16，进而连接三线并联管路的左端，三线并联管路中依次设有气动阀组18、气动阀组19、气动阀组20和单向阀22、单向阀221、单向阀222，单向阀可以避免氢气通过顺序控制盘回流到压缩机模块53中；压缩机模块53另设直连管路和加氢管路连接，压缩机模块53通过两条管路后将氢气汇聚到直连管路，直连管路依次经过滤器17、气动阀组21、单向阀223后连接加氢管路的左端；从压缩机模块53开始，加氢管路依次连接直连管路、三线并联管路连接的管路、压力仪表261、压力变送器26、第二中间管路、换热器55、针阀31、单向阀32、过滤器33、加氢机模块56。

可选地，当储氢瓶组模块57中的氢气压力不足时，压缩机模块53在向储氢瓶组模块57传送氢气的同时，直接向加氢管路供应氢气，保证加氢机模块53稳定的向氢能源车供应氢气以及保证三线并联管路中氢气压力的稳定性，同时避免压缩机模块53频繁启停运载，降低能耗，减少成本。

在本实用新型的一些实施例中，撬装式加氢站还包括压缩机冷水机组模块52，所述压缩机冷水机组模块52连接所述压缩机模块53和换热器55，所述换热器55连接在所述压缩机模块53和所述加氢机模块56之间。

在本实施例中，撬装式加氢站设置了两组冷水机组，分别对压缩机压缩过程冷却和压缩机压缩后氢气冷却；在压缩机模块53运行过程中，压缩机冷水机组52向压缩机模块53输送冷却循环水，对压缩中的氢气降温，保证压缩机模块53的温度处于合理的范围内，同时循环水从压缩机模块53出来的管路设置有过滤器，分离氢气和循环水，减少氢气的损耗；循环水在从压缩机模块53出来的管路中和压缩机冷水机组模块52中进行降温，保证循环水的重复利用；压缩后的氢气经过汇流后在输送的过程中需要二次冷却，解决汇流后压缩氢气温度过高的问题和管路冷热不均发生氢脆现象的问题；压缩氢气的汇流到加氢管路后，加氢管路设置的换热器55对加氢管路和压缩氢气降温，压缩机冷水机组模块52为换热器55提供循环水，保证换热器55可以一直稳定的工作，对加氢管路降温，使加氢管路中传输的气体快速降温至15℃-25℃，保证加氢机模块56充入氢能源车的压缩氢气温度处于15℃-25℃之间。

可选地，压缩机冷却机组模块52采用涡旋冷却机组，压缩机冷却机组模块52主体主要由钣金结构框架，冷却系统，冷冻水循环系统，制冷循环系统和智能控制系统等功能组成，为压缩机模块53和加氢管路提供稳定的冷却水，保证制冷效果。

在本实用新型的一些实施例中，所述撬装式加氢站的顶部设有卸爆顶结构，以形成ExdIICT4等级的防爆等级。

在本实施例中，撬装式加氢站整体的防爆等级为ExdIICT4等级，并且撬装式加氢站的顶部设有卸爆顶结构，保证撬装式加氢站发生爆炸时能通过卸爆顶将爆炸释放到空中，缓解爆炸时的压力同时降低爆炸带来的影响范围；撬装式加氢站具备满足户外使用的防护外壳，撬装式加氢站可以满足适用于运输安装操作及维修。

在本实用新型的一些实施例中，所述第一进口连接在第一球阀61和所述卸气柱模块51之间，第一安全阀41的第二进口连接在第二球阀13和所述氮气吹扫模块54之间。

在本实施例中，第三中间管路从左端开始依次连接卸气柱模块51第一安全阀41和第二安全阀12交汇的第一进口、球阀61和压缩机模块53；第一安全阀41的第二进口连接在第二球阀13和氮气吹扫模块54之间。第一安全阀41保护的范围有卸气柱模块51、压缩机模块53、氮气吹扫模块54以及三者间的管路。

在本实用新型的一些实施例中，撬装式加氢站的控制系统由火灾报警系统、气体检测系统、站控系统和PLC系统组成，撬装式加氢站所述的站控系统是用于控制加氢整站的安全和防护。PLC系统通过线路连接的电气阀件有电磁阀、质量流量计、加氢系统内的压力传感器及各管路其他相关联电子元件；PLC系统可将数据远传电脑控制中心。

在本实用新型的一些实施例中，撬装式加氢站由单独模块组装成型，单独模块之间可进行相应连接，单独模块有输送储氢瓶组模块、氢气加注装置、密封空间氢气浓度报警装置，通风设施和事故排气机、安全卸放装置和电气防爆设施等，这些模块按照不同功能划分6个模块区，分别为卸气成撬区、氮气吹扫置换成撬区、冷却换热器区、压缩机组成撬及顺序控制盘、电控及安全控制系统、加氢机区；工作人员可以快速地将这些模块组装成一个整体撬装式加氢站，撬装式加氢站出现问题时可以快速地确定位置，并及时进行更换，减少修复时间；撬装式加氢站的压缩机模块可以适用运输安装操作及维修。

在本实用新型的一些实施例中，卸气柱模块51设有低压直充管路，卸气柱模块51的低压直充管路和加氢管路汇流后连接加氢机模块56，进而卸气柱模块51可将压缩气体直接输送给加氢机模块56，供其向氢能源车辆加氢；加氢机模块56可完成加氢、计量、结算至完成加氢的整个过程，加氢机模块56的加氢枪管路分别连接TK25、TK16两种型号的加氢枪，可加注两款对应接口不同的氢能源车辆，基本满足市面大多数车型加氢条件。

在本实用新型的一些实施例中，撬装式加氢站设置有各种传感器和其他电子元件，例如压力变送器、氢气泄露探测器、火焰探测器、氢气检测报警停机仪器、电磁阀、质量流量计；这些电子元件可实时监控撬装式加氢站的情况，保障撬装式加氢站的安全。

在本实用新型的一些实施例中，氮气吹扫模块54的氮气来源为氮气储气瓶，可根据实际情况进行配置以及备存，压缩氢气的来源为氢气拖车，氢气拖车运过来后连接卸气柱模块51并将氢气输送给卸气柱模块51。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种撬装式加氢站，其特征在于，包括：

压缩机模块，配置成对氢气气源进行加压输送；

加氢机模块，连接所述压缩机模块，以接收所述压缩机模块输出的氢气；

卸气柱模块，配置成向所述压缩机模块充入氢气；

氮气吹扫模块，所述氮气吹扫模块连接所述压缩机模块和所述加氢机模块，以分别对所述压缩机模块和所述加氢机模块进行氮气吹扫；以及

安全阀，具有第一进口和第二进口，以在所述第一进口和所述第二进口的压力之和超过阈值时排空；所述第一进口连接所述卸气柱模块，所述第二进口连接在下述中间管路中的一个上；

所述氮气吹扫模块和所述压缩机模块之间的第一中间管路；

所述氮气吹扫模块和所述加氢机模块之间的第二中间管路。

2.根据权利要求1所述的撬装式加氢站，其特征在于，所述安全阀有两个，分别是第一安全阀和第二安全阀；所述第一安全阀的第二进口连接所述第一中间管路，所述第二安全阀的第二进口连接所述第二中间管路。

3.根据权利要求1所述的撬装式加氢站，其特征在于，所述第一进口连接所述卸气柱模块和所述压缩机模块之间的第三中间管路。

4.根据权利要求2所述的撬装式加氢站，其特征在于，所述第一安全阀的第一进口和所述第二安全阀的第一进口交汇后连接所述卸气柱模块。

5.根据权利要求1所述的撬装式加氢站，其特征在于，所述第一中间管路和所述第二中间管路并联设置。

6.根据权利要求2所述的撬装式加氢站，其特征在于，

所述第二中间管路通过旁通歧管连接所述压缩机模块，并且所述旁通歧管位于所述第二安全阀和所述加氢机模块之间。

7.根据权利要求1所述的撬装式加氢站，其特征在于，

所述压缩机模块依次经顺序控制盘和三线并联管路连接储氢瓶组模块，所述三线并联管路分别通过管路与加氢管路连接，所述加氢管路依次连接直连管路、所述三线并联管路、所述第二中间管路和所述加氢机模块；所述压缩机模块通过所述直连管路连接所述加氢管路。

8.根据权利要求1所述的撬装式加氢站，其特征在于，撬装式加氢站还包括：

压缩机冷水机组模块，所述压缩机冷水机组模块连接所述压缩机模块和换热器，所述换热器连接在所述压缩机模块和所述加氢机模块之间。

9.根据权利要求1所述的撬装式加氢站，其特征在于，所述撬装式加氢站的顶部设有卸爆顶结构，以形成ExdIICT4等级的防爆等级。

10.根据权利要求1所述的撬装式加氢站，其特征在于，所述第一进口连接在第一球阀和所述卸气柱模块之间，第一安全阀的第二进口连接在第二球阀和所述氮气吹扫模块之间。