气体供应系统和气体供应方法以及加氢站技术方案

本发明专利技术属于能源供应技术领域，具体涉及一种气体供应系统和气体供应方法以及加氢站。该气体供应系统包括：卸气系统、压缩机、储氢罐、加注系统以及控制系统；卸气系统用于将气源设备中的氢气转移至压缩机；压缩机用于对氢气进行加压，然后将其充入储气罐中；加注系统用于将储气罐中的氢气加注至氢气充装设备；控制系统用于监测氢气充装设备中的氢气压力、储气罐中的氢气压力以及气源设备中的氢气压力，并且还用于控制卸气系统、压缩机以及加注系统的开启和关闭；气体供应系统为模块化设置，或者，卸气系统、压缩机、储氢罐、加注系统以及控制系统设置在至少一个撬装箱内。该气体供应系统能够灵活布置，减少占地面积，促进加氢站的推广和应用。应用。应用。

【技术实现步骤摘要】
气体供应系统和气体供应方法以及加氢站


[0001]本专利技术属于能源供应
，更具体地，涉及一种气体供应系统和 气体供应方法以及加氢站。

技术介绍

[0002]氢能作为一种清洁、高效、安全、可持续的新能源，被视为二十一世 纪最具发展潜力的清洁能源。近年，美国、欧盟、日本等多个国家和地区 已将氢能和燃料电池发展提升到国家战略层面，并制定了具体行动计划、 政策和发展路线。现阶段制约氢能发展的主要原因是制氢成本高以及氢能 基础设施薄弱等。燃料电池车辆和加氢站是氢能产业中重要组成部分。加 氢站是为氢能利用装置提供氢源的重要基础设施。
[0003]加氢站有站内制氢和站外制氢两种模式。站内制氢通常采用电解水制 氢和天然气(或液化气)水蒸气转化制氢工艺。站内制氢的优势在于可以 节省氢气运输成本、减少加氢站氢气储罐的容积；不足之处是制氢设备占 地较大，应用受限。另外，由于氢燃料电池车氢气加注随机且不连续，因 而制氢设备需要经常启停，操作管理复杂难度大。站内制氢技术在日本、 欧洲等地区发展较为成熟。
[0004]目前，国内大部分加氢站均采用站外制氢。站外制氢受运输距离、道 路条件等限制，成本相对较高。站外制氢大多远离氢气消费市场，一般通 过长管拖车将氢气运送至加氢站，再经过氢气压缩机增压至一定压力后存 储于储氢罐内，通过加氢机为用户提供加注服务。现有加氢站存在的问题 主要有：1)加氢站数量少，且较为分散，给氢燃料电池车加注带来极大的 不便；2)现有加氢站设备布置间距较大，占地面积大也限制了加氢站的推 广和应用；3)加氢站从立项到建成投用时间跨度大，现场施工周期较长； 4)现有加氢站不支持用户使用加油卡、加气卡、充电卡进行结算。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种气体供应系统和气体供应方法以及加氢站， 能够灵活布置，减少占地面积，促进加氢站的推广和应用。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种气体供应系统，所述气体 供应系统包括：卸气系统、压缩机、储氢罐、加注系统、以及所述控制系 统；
[0007]所述卸气系统用于将气源设备中的氢气转移至所述压缩机；
[0008]所述压缩机用于对氢气进行加压后，然后将其充入所述储气罐中；
[0009]所述加注系统用于将所述储气罐中的氢气加注至氢气充装设备；
[0010]所述控制系统用于监测所述氢气充装设备中的氢气压力、所述储气罐 中的氢气压力、以及所述气源设备中的氢气压力，并且还用于控制所述卸 气系统、所述压缩机、以及所述加注系统的开启和关闭；
[0011]所述气体供应系统为模块化设置，或者，所述卸气系统、所述压缩机、 所述储氢罐、所述加注系统、以及控制系统设置在至少一个撬装箱内。
[0012]在本专利技术的一种优选实施方式中，所述控制系统还用于控制所述压缩 机的转速以及所述加注系统的加注速率，从而控制所述储氢罐和所述氢气 充装设备中的氢气的升温速率和/或温度。
[0013]在本专利技术的一种优选实施方式中，所述控制系统还用于检测所述储氢 罐中的氢气的第一升温速率和/或第一温度，如果所述第一升温速率大于第 一预设速率，或者所述第一温度大于第一预设温度，则所述控制系统关闭 所述压缩机或将所述压缩机出口氢气返回到压缩机入口；
[0014]所述控制系统还用于检测所述氢气充装设备中的氢气的第二升温速率 和/或第二温度，如果所述第二升温速率大于第二预设速率，或者所述第二 温度大于第二预设温度，则所述控制系统关闭所述加注系统。
[0015]在本专利技术的一种更优选实施方式中，所述第一升温速率可以为25-28℃ /min，例如25℃/min；所述第一温度可以为75-85℃，例如80℃。
[0016]在本专利技术的一种更优选实施方式中，所述第二升温速率可以为25-28℃ /min，例如25℃/min；所述第二温度可以为75-85℃，例如80℃。
[0017]在本专利技术的一种优选实施方式中，所述压缩机的出口端通过压缩机出 口管线与所述储气罐连通；
[0018]所述储气罐通过第一储气罐出气管线与所述加注系统连通；
[0019]所述压缩机的出口端通过第一压缩机直充管线与所述加注系统连通。
[0020]在本专利技术的一种更优选实施方式中，所述加注系统包括：第一加氢机 以及连通所述第一加氢机与所述第一储气罐出气管线的第一加氢机入口管 线；
[0021]所述第一加氢机入口管线上设置有第一压力检测器。
[0022]在本专利技术的一种更优选实施方式中，所述卸气系统包括：设置在连通 所述气源设备与所述压缩机的卸气管线、位于该卸气管线上的第一拉断阀、 以及副线；
[0023]所述气源设备依次通过所述卸气管线和所述副线与所述加注系统连 通。
[0024]在本专利技术的一种更优选实施方式中，所述卸气系统包括设置在所述卸 气管线上的压力检测器和流量计。
[0025]在本专利技术的一种优选实施方式中，所述气体供应系统还包括安全监测 系统，所述安全监测系统用于气体泄漏检测报警、火焰探测以及紧急切断。
[0026]在本专利技术的一种优选实施方式中，所述气体供应系统还包括结算系统， 所述结算系统用于对所述氢气充装设备的用户和氢气供应商进行费用结 算。
[0027]在本专利技术的一种优选实施方式中，所述气体供应系统还包括信息共享 系统，所述信息共享系统用于将所述氢气充装设备的充气量和费用传输至 用户的终端，以及将所述气源设备的状态传输至氢气供应商。
[0028]在本专利技术的一种更优选实施方式中，所述结算系统整合在加油站、液 化天然气加气站、充电站的结算系统中。
[0029]本专利技术第二方面提供一种气体供应方法。该方法在上述的气体供应系 统中进行，所述方法包括以下步骤：
[0030]所述卸气系统将所述气源设备中的氢气转移至所述压缩机；
[0031]经过所述压缩机加压后的氢气充入所述储气罐中储存；
[0032]所述储气罐中的氢气通过所述加注系统加注至所述氢气充装设备；
[0033]所述控制系统监测所述氢气充装设备中的氢气压力、所述储气罐中的 氢气压力、以及所述气源设备中的氢气压力，并且还控制所述卸气系统、 所述压缩机、以及所述加注系统的开启和关闭。
[0034]在本专利技术的一种优选实施方式中，如果所述控制系统检测到所述储氢 罐中的氢气压力低于第一预设值时，则所述控制系统启动所述压缩机，通 过所述压缩机将所述氢气充装设备中的氢气充入所述储气罐内；
[0035]如果所述控制系统检测到所述氢气充装设备中的氢气压力低于第二预 设值，则所述气源设备依次通过所述卸气管线和副线与所述加注系统连通， 直接向所述氢气充装设备充入氢气；
[0036]当所述氢气充装设备中的氢气压力与所述气源设备中的氢气压力接近 时，所述控制系统对所述储氢罐中的氢气压力进行检测，如果所述气源设 备与所述储气罐中的氢气压力的差值不大于第三预设值，则所述控制系统 启动所述储氢罐，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气体供应系统，其特征在于，所述气体供应系统包括：卸气系统(1)、压缩机(2)、储氢罐(3)、加注系统(4)、以及控制系统(5)；所述卸气系统(1)用于将气源设备(10)中的氢气转移至所述压缩机(2)；所述压缩机(2)用于对氢气进行加压，然后将其充入所述储气罐(3)中；所述加注系统(4)用于将所述储气罐(3)中的氢气加注至氢气充装设备；所述控制系统(5)用于监测所述氢气充装设备中的氢气压力、所述储气罐(3)中的氢气压力、以及所述气源设备(10)中的氢气压力，并且还用于控制所述卸气系统(1)、所述压缩机(2)、以及所述加注系统(4)的开启和关闭；所述气体供应系统为模块化设置，或者，所述卸气系统(1)、所述压缩机(2)、所述储氢罐(3)、所述加注系统(4)、以及所述控制系统(5)设置在至少一个撬装箱内。2.根据权利要求1所述的气体供应系统，其特征在于，所述控制系统(5)还用于控制所述压缩机(2)的转速以及所述加注系统(4)的加注速率，从而控制所述储氢罐(3)和所述氢气充装设备中的氢气的升温速率和/或温度；优选地，所述控制系统(5)还用于检测所述储氢罐(3)中的氢气的第一升温速率和/或第一温度，如果所述第一升温速率大于第一预设速率，或者所述第一温度大于第一预设温度，则所述控制系统(5)关闭所述压缩机(2)或将所述压缩机(2)出口氢气返回到压缩机入口；所述控制系统(5)还用于检测所述氢气充装设备中的氢气的第二升温速率和/或第二温度，如果所述第二升温速率大于第二预设速率，或者所述第二温度大于第二预设温度，则所述控制系统(5)关闭所述加注系统(4)；更优选地，所述第一升温速率为25-28℃/min；所述第一温度为75-85℃；所述第二升温速率为25-28℃/min；所述第二温度为75-85℃。3.根据权利要求1所述的气体供应系统，其特征在于，所述压缩机(2)的出口端通过压缩机出口管线(508)与所述储气罐(3)连通；所述储气罐(3)通过第一储气罐出气管线(509)与所述加注系统(4)连通；所述压缩机(2)的出口端通过第一压缩机直充管线(505)与所述加注系统(4)连通；优选地，所述加注系统(4)包括：第一加氢机(401)以及连通所述第一加氢机(401)与所述第一储气罐出气管线(509)的第一加氢机入口管线(512)；所述第一加氢机入口管线(512)上设置有第一压力检测器(202)。4.根据权利要求3所述的气体供应系统，其特征在于，所述卸气系统(1)包括：设置在连通所述气源设备(10)与所述压缩机(2)的卸气管线(504)、位于该卸气管线(504)上的第一拉断阀(101)、以及副线(507)；所述气源设备(10)依次通过所述卸气管线(504)和所述副线(507)与所述加注系统(4)连通。5.根据权利要求1所述的气体供应系统，其特征在于，所述气体供应系统还包括安全监测系统(6)，所述安全监测系统(6)用于气体泄漏检测报警、火焰探测以及紧急切断；优选地，所述气体供应系统还包括结算系统(9)，所述结算系统(9)用于对所述氢气充装设备的用户(7)和氢气供应商(8)进行费用结算；优选地，所述气体供应系统还包括信息共享系统(11)，所述信息共享系统(11)用于将
所述氢气充装设...

【专利技术属性】
技术研发人员：张旭，戴文松，张奇，蒋荣兴，
申请(专利权)人：中国石化工程建设有限公司，
类型：发明
国别省市：