[发明专利]液氢供氢加氢站设备选型方法

权利要求书

1.液氢供氢加氢站设备选型方法，所述液氢供氢加氢站的设备包括：液氢系统、氢气压缩机、储氢系统和加氢机，所述液氢系统包括n个液氢储存设备和氢气气化器，其特征在于，所述选型方法包括以下步骤：

S1：确定以下基本参数：1)加氢站日加氢量m；

2)判断加氢时间是否集中，判断方法如下：

如果车辆加氢时间集中在某几个固定时间段，则为集中，加氢站日工作时间T按照10小时计；否则为分散，加氢站日工作时间按16小时计；

3)确定加氢站每小时加氢量m_T，计算公式为：其中，m为加氢站日加氢量，T为加氢运行时间；

4)确定停机敏感性大小，若用户主要为公交车辆，则停机敏感性大，否则停机敏感性大；

5)氢气加注压力等级P；

S2：液氢系统设备选型

1)确定液氢储存设备的数量n；

液氢系统总容积V，计算方法如下：

式中[]为向上取整数运算符；

式中，V1为单个液氢储存设备的储氢量，V为液氢的总用量；

式中，m为加氢站日加注氢气量；t为储存时间，取1～5的整数；θ为液氢储罐有效利用效率；

2)确定氢气气化器的换热总面积；

V_H＝16.5×m_T

式中，V_H为氢气气化器换热面积；

S3：确定氢气压缩机的排量和数量；

当N≤25kW时，若停机敏感性大，则选择两台排量为V_T的氢气压缩机；若停机敏感性小，则选择一台排量为V_T的氢气压缩机；

当25kW＜N≤60kW时，若停机敏感性大，则选择两台排量为V_T的氢气压缩机；若停机敏感性小，则选择一台排量为V_T或两台排量为V_T/2的氢气压缩机；

当N＞60kW时，若停机敏感性大，则选择三台排量为V_T/2的氢气压缩机；若停机敏感性小，则选择两台排量为V_T/2的氢气压缩机；

其中，V_T为单位小时内压缩氢气体积，

N为氢气压缩机功率，

Ps为氢气压缩机进气绝对压力，单位为Pa；P_d为氢气压缩机排气绝对压力，单位为Pa；V_T为单位小时内压缩氢气体积，单位为m³/s；

S4：根据氢气加注压力等级P设置储氢系统的压力等级及各压力等级下的储氢量比例，方法如下：

1)如果氢气加注压力等级为70MPa，则设置低压、中压、高压三级储氢系统，且低压、中压、高压三级储氢系统的储氢量比例为1～3:1～2:1；

2)如果氢气加注压力等级为35MPa和70MPa，则设置低压、中压、高压三级储氢系统，且低压、中压、高压三级储氢系统的储氢量比例为1～3:1～2:1；

3)如果氢气加注压力等级为35MPa，则设置低压、中压两级储氢系统，且低压、中压两级储氢系统的储氢量比例为1～2:1；

S5：根据储氢系统的压力等级及各压力等级下的储氢量比例和加氢站日加氢量m确定储氢系统，方法如下：

1)若加氢站日加氢量m≤500kg且氢气加注压力等级为35MPa时，则设置2个低压储氢设备和1个中压储氢设备；

2)若加氢站日加氢量m≤500kg且氢气加注压力等级为70MPa时，则设置2个低压储氢设备、1个中压储氢设备和1个高压储氢设备；

3)若加氢站日加氢量500kg＜m＜1000kg且氢气加注压力等级为35MPa时，则设置4个低压储氢设备和3个中压储氢设备；

4)若加氢站日加氢量500kg＜m＜1000kg且氢气加注压力等级为70MPa时，则设置4个低压储氢设备、2个中压储氢设备和1个高压储氢设备；

5)若加氢站日加氢量1000kg≤m＜2000kg，按照氢气加注压力等级为70MPa进行设计，则设置6个低压储氢设备和3个中压储氢设备和2个高压储氢设备；

S6：确定加氢机的数量

式中[]为向上取整数运算符，式中m₁为氢气加注压力等级P为35MPa下的加氢量，m₂为氢气加注压力等级P为70MPa下的加氢量，计算得到数值即为加氢机数量。