[发明专利]加氢站加氢预冷系统及方法

说明书

本发明公开了一种加氢站加氢预冷系统及方法，旨在解决现有技术在加氢预冷过程中会造成较大能源浪费的技术问题。所述预冷系统主要包括通过输送管路依次连接的液氢储罐、柱塞泵、第一换热器、汽化器、顺序控制盘、第二换热器和加氢机，所述第一换热器和第二换热器之间设置有换热循环系统对液氢汽化过程中所释放的热量进行回收利用，所述预冷系统还包括控制单元，所述控制单元包括若干压力变送器、若干温度变送器和PLC控制器，所述PLC控制器通过所述温度变送器所收集的温度信息和压力变送器所收集的压力信息，控制阀门和换热循环系统的启闭。所述方法基于所述预冷系统而实现。本发明操作简单方便，易于实现，且减少了能耗，避免了能源浪费。

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，具体涉及一种加氢站加氢预冷系统及方法。

背景技术

氢能因其具有高含能特性、高能源转化率、零碳排放等特点，而被视为新世纪重要二次能源，已成为各国能源战略转移和研究的重点，为化解能源危机提供了有效的方法。

加氢站常常通过低压、中压、高压三种压力进行加注的方式进行加氢，氢气通过电磁阀在储氢瓶膨胀，由于氢气的焦一汤效应，加注速度快，车载储氢系统不能及时散热，导致储氢瓶温度超过最高工作温度。目前国际上通用的碳纤维铝内胆缠绕氢气瓶最高工作温度为85℃，实际应用中发现，当夏季环境温度较高时，储氢瓶和加注的氢气初始温度较高，加氢速率过快会导致储氢瓶温度超过此最高工作温度，存在储氢瓶损坏，氢气泄漏等风险。

因此，需要在加注氢气前对其进行预冷，现有的方式是利用冷水机组直接对加氢机进行预冷，由于氢气在预冷时需要相对较高的换热量，导致产生较大的能源浪费。

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

发明人通过研究发现：利用冷水机组对加氢机进行预冷会有较大的能源浪费，而当氢气以液氢的形式存在时，具有高品位冷能，如果充分利用液氢的冷能，对加氢机进行预冷，可减少能源消耗，降低温室效应。

鉴于以上技术问题中的至少一项，本公开提供了一种加氢站加氢预冷系统及方法，通过对液氢进行逐级换热使其汽化为氢气进入加氢机，从而保证氢气温度较低，即完成对加氢机的预冷，实现了能源的回收利用，减少能源消耗。

根据本公开的一个方面，提供一种加氢站加氢预冷系统，包括液氢储罐，所述液氢储罐通过输送管路依次连接柱塞泵、第一换热器、汽化器、顺序控制盘、第二换热器、加氢机；

所述第一换热器与第二换热器之间设置有换热循环系统，所述换热循环系统包括水冷箱，所述水冷箱与所述第一换热器之间通过第一循环管路连接，所述水冷箱与第二换热器之间通过第二循环管路连接；

所述输送管路、第一循环管路、第二循环管路上设置有若干控制管路启闭的阀门；

控制单元，包括PLC控制器、若干温度变送器和若干压力变送器，所述PLC控制器通过所述温度变送器所收集的温度信息和压力变送器所收集的压力信息，进而控制所述阀门和换热循环系统的启闭。

在本公开的一些实施例中，所述第一循环管路包括由所述水冷箱流向所述第一换热器的第一输出管路和由所述第一换热器回流至所述水冷箱的第一回流管路；

所述第二循环管路包括由所述水冷箱流向所述第二换热器的第二输出管路和由所述第二换热器回流至所述水冷箱的第二回流管路；

所述第一回流管路和第二回流管路上均设置有与所述控制单元电连接并受其控制的循环泵。

在本公开的一些实施例中，所述第一输出管路、第一回流管路、第二输出管路和第二回流管路上均设置有至少一个温度变送器。

在本公开的一些实施例中，所述柱塞泵与换热器之间的输送管路上设置有所述温度变送器、压力变送器和阀门；

所述柱塞泵和汽化器之间连通有附加管路，所述附加管路上设置有控制其启闭的阀门；