加氢站设备介绍

随着全球对环保及能源需求不断增长的要求，如何增加新的安全能源成为各个国家急切突破的规划，在这里我们简单的介绍一下加氢站的工作原理和设备。

湖南闽湘恒星石油化工设备有限公司。

一、加氢站分类

制氢、运氢与加氢站示意图

二、外供氢加氢站的工艺流程

站外制氢加氢站主要设备和工艺流程

工艺流程主要由以下系统配置组成：卸气系统、增压系统、储氢系统、加氢系统、氮气系统和放散系统。

卸气系统 氢气由长管拖车将高压氢气(18-20 MPa)从气源处运至加氢 站,现场设置3个长管拖车车位，两用一备。长管拖车上的氢气压力高于储罐内的氢气压力，利用高低压差，通过各泊位内的卸气柱，将长管拖车上的氢气卸到储氢瓶组，当长管拖车储氢瓶内压力与固定储气瓶内压力平衡，压缩机启动，继续将长管拖车储氢瓶中的氢气卸载到固定储氢瓶组中。

增压系统 增压系统包括：气缸润滑系统、冷却系统、电机、活塞等。无油润滑压缩机已日渐盛行(燃料电池汽车对氢气纯度要求很高，润滑油也可能造成污染)。多级压缩时的冷却系统可采用风冷或冷冻液， 风冷简单但冷却系统和气缸寿命短，且电能消耗大，因此尽可能选择水冷。驱动可采用电动机或天然气发动机，但也有少数采用空气动力驱动(如美国加州的UC-Irvine站)。

储氢系统 加氢站有两种氢气压缩加注方案：一种是分级充气，这是传统的压注方式，为了使车载储气瓶压力达到35 MPa，加氢站储氢罐的压力需要高达40-45 MPa才能获得快速加气。另一种是增压压缩，此时，加氢站中间储氢罐的压力可以比较低(例如25 MPa)，用此氢气对车载储氢瓶部分冲压后，启动增压压缩机，使车载储氢瓶达到35 MPa。

加氢系统 加氢系统主要包括高压管路、阀门、加气枪、过滤器、节流保护、用户显示面板、计量、温度补偿、控制系统及应急管路系统等。加气枪上安装压力传感器、温度传感器、过压保护、软管拉断裂保护及优先顺序加气控制系统等功能。

氮气系统 上海世博会专用燃料电池加氢站配置有氮气瓶组，作为气控系统气源和加氢站管路、设备的吹扫气体。氮气供应系统的基本工艺如下：来自氮气瓶组的高压氮气，经减压后压力降至0.7MPa，然后分两路，一路供给各个紧急切断阀的气动执行机构，作为其控制气体；另外一路气体送往压缩机内的各个气动阀门的执行机构，启动阀门的启闭。同时在该氮气输送管路上预留接口，当系统需要吹扫时，利用软管将氮气吹扫接口和上面的预留接口相连，利用氮气对系统进行吹扫或者用于系统调试和维修过程中的吹扫和空气置换。

放散系统 氢气易燃易爆，为提高站内的安全性，该站采用氢气集中放散系统，其中：卸气柱、压缩机、固定式储气瓶和加氢机的放散均接至总管集中放散，不得就地放散。氮气无毒非燃，可在设备侧直接放散。

安防监控系统 氢是一种无色、无嗅、无味的气体，在标准状态下(0℃，101.325 kPa)，密度为0.08987g/L。氢的分子运动速度最快，故具有最大的扩散度和很高的导热性，其导热能力是空气的7倍。氢气的燃点较高为574℃，但其着火能很小，很容易着火，在微小的静电火花下也容易着火。氢气在空气中的爆炸极限为(20℃，101.325 kPa)4.0%-74.5%，爆炸极限范围很大，加上其很小的点火能和最大的扩散度，极易遇火而发生爆炸。因此考虑到氢气的易扩散性、易缩胀性、易燃烧性、易爆炸性的特点，需要在站内特别增加一套安防监控系统，以确保站点的运营安全。

三、外供氢加氢站的建设成本构成

截止2017年，全球拥有4138辆燃料电池汽车，其中40%在美国，40%在日本，其余散落在全世界各地。全球共有281个加氢站，日本和美国最多，日本有91座，美国有61座，一半在加州。由于各种各样的原因，如站址选择、规模、竞争的考虑，加氢站的建设成本披露较少。从国外的数据来看，规模为200-300kg/d的加氢站，建设成本大概为2-3百万美元（折合人民币1340-2000万），其中固定资产为1.5-2百万美元（折合人民币1000-1340万）；德国的加氢站要便宜些，位于Bonhoff的加氢站大概100百万欧元（折合人民币756万）。