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加氢站主要工艺设备选型分析--第1页
加氢站主要工艺设备选型分析
近两年来,各类充电式电动汽车补贴政策逐渐退坡,但同样作为新能源汽车,
燃料电池汽车及其配套设施的政府补贴力度一直有增无减。燃料电池汽车克服了
充电式电动汽车具有充能时间长、电池蓄电性能衰减快、电池报废难处理的几个
问题。但是,燃料电池汽车的推广依然不像充电式电动汽车那么顺利。究其原因,
除了燃料电池汽车本身生产成本和销售价格依然居高不下外,其配套加氢设施的
稀缺是制约燃料电池汽车快速发展的最大障碍。
在加氢站设计建设过程中,制定符合需要的工艺流程方案和选取合适的工艺
设备,对加快加氢站建设进度、合理控制建设成本,能起到至关重要的作用。
1加氢站工艺流程
目前国内加氢站主要采用的工艺流程是基于高压气态氢的储运方式,主要以
站外长管拖车供氢为主。站外长管拖车供氢的高压气态储氢加氢站工艺流程,如
图1所示。
图1加氢站工艺流程示意
长管拖车将20MPa的压缩氢气从氢气生产单位运送进固定站,通过加氢站
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加氢站主要工艺设备选型分析--第2页
内压缩机将氢气卸载至站内高压储氢罐,车辆加氢时,长管拖车或储氢罐中输出
的氢气,通过加氢机充装到燃料电池汽车的车载储氢瓶中。
目前国际上应用比较广泛的车载储氢瓶压力等级主要有35MPa和70MPa
两种。加氢站的最高设计压力等级也需要与其加注车辆车载储氢的压力等级相匹
配,除了利用长管拖车作为20MPa移动储氢设施外,35MPa氢燃料电池车的
加氢站站内最高固定储氢压力一般为45MPa,70MPa氢燃料电池车的加氢站
站内最高固定储氢压力一般为90MPa。
2加氢站设备选型
加氢站设备中的“三大件”包括压缩机、固定储氢设施、加氢机。这三大设
备的性能参数决定了加氢站的整体加注能力和储氢能力。在建站规模确定的情况
下,通过设备参数和设备数量的匹配,以达到加氢站最优和最经济的设备配置。
2.1压缩机
压缩机作为加氢站内的核心设备,承担了氢气增压的重要作用。目前国内加
氢站常用的氢气压缩机主要有隔膜式压缩机、液驱式压缩机和离子液压缩机等。
其中隔膜式压缩机和液驱式压缩机主要应用于储氢压力不大于45MPa的加氢
站,多个国内生产厂家的相关技术也已日趋成熟;离子液压缩机主要应用于储氢
压力90MPa的加氢站,国内该压力等级的压缩机尚在研制过程中,目前主要还
是依赖于进口。
2.1.1隔膜压缩机
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隔膜式压缩机具有特设的膜片,将被压缩的气体与外界隔开。隔膜式压缩机
中,气缸的职能由一个膜腔来完成,膜腔是由具有穹形型面的盖板和弹性膜片组
成的空腔,膜片周边被紧固在盖板与机体之间,当膜片上下挠曲变形时,膜腔中
的容积随之变化,从而完成气体的压缩及排气。金属膜片式隔膜压缩机采用液力
驱动膜片,膜片可紧贴盖板穹形表面,因此
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