单计量35MPa、70MPa双枪氢气加注系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种单计量35MPa、70MPa双枪氢气加注系统及其控制方法，以解决加氢机加注压力单一、通用性低及操作难度大、加注效率低的氢气、设备生产、维护成本高的技术问题；该系统包括管路单元和控制单元，管路单元包括与氢气源连通的输氢主管、连通该输氢主管的第一输氢支管和第二输氢支管；控制单元包括压力变送器、温度变送器及PLC控制器；PLC控制器基于压力变送器、温度变送器所采集的信息和/或设定的参数信息控制第一氢气截止阀和第二氢气截止阀的阀门的启、闭；本发明专利技术集成度高，使加氢机整体的结构更加紧凑、合理；整个过程不需要人工手动操作，降低了操作使用难度和提升了加氢流程的工作效率。流程的工作效率。流程的工作效率。

【技术实现步骤摘要】
单计量35MPa、70MPa双枪氢气加注系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及加氢站设备
，具体涉及一种单计量35MPa、70MPa双枪氢气加注系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]随着人类人口数量基数的增长与科学技术的不断发展，针对化石燃料、煤炭、天然气等不可再生资源不断消耗与自然环境污染的日渐加剧。探索和发展一种可持续的、清洁的能源技术是满足人类社会发展的迫切需要，也是现今世界范围内最热门和最具挑战的话题之一。氢能源是现今可被开发的一种极其丰富，取之不尽、用之不竭。氢是一种理想洁净的能源载体，它是被世界所公认的、最有希望成为21世纪人类所企求的清洁新能源，人们对氢能源的开发、应用寄于极大的热忱和希望，由此加氢站、氢能源汽车、氢燃料电池等各种设备，及衍生产品也应运而生。
[0003]氢气作为一种绿色环保能源，我国正在大力发展加氢站，而加氢机是加氢站交付使用中必不可少的重要设备；现有的传统加氢站内大多采用35MPa压缩氢气作为加注气源，给物流车、公交车进行加注，但近两年已逐渐涌现出来70MPa的氢燃料电池车加注要求。现有解决办法是在加氢站内布设专用于70MPa的加氢机，但此类70MPa燃料电池车毕竟还是少数，因此专门为少数需求增设专用的加氢机，这很大程度上造成了资源的闲置浪费；且现有的无论是35MPa还是70MPa加氢机的内部管路及阀门的布设都非常的复杂，使用不同功能时需要人工按顺序关闭或/和开启不同的阀门，这不仅仅对操作人员的专业能力要求较高，同时也降低了氢能加注的效率。
[0004]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术总体
技术介绍
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。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种单计量35MPa、70MPa双枪氢气加注系统及其控制方法，以解决加氢机加注压力单一、通用性低及操作难度大、加注效率低、设备生产、维护成本高的技术问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：设计一种氢气加注系统，包括管路单元和控制单元，所述管路单元包括与氢气源连通的输氢主管、连通该输氢主管的第一输氢支管和第二输氢支管；所述输氢主管中沿氢气输送方向依次设置有针阀、过滤器、流量计、单向阀及流量调节阀；所述第一输氢支管中设有第一氢气截止阀和调压阀；所述第二输氢支管中设有第二氢气截止阀；所述控制单元包括PLC控制器、分别设置于输氢主管、第一输氢支管和第二输氢支管中压力变送器及分别设置于第一输氢支管和第二输氢支管中的温度变送器；所述PLC控制器基于各个压力变送器、温度变送器所采集的信息和/或设定的参数信息控制第一氢气截止阀和第二氢气截止阀的阀门的启、闭。
[0007]优选的，所述第一输氢支管和加氢站放散总管之间连通设置有第一放散管，所述第二输氢支管和加氢站放散总管之间设置有第二放散管；在所述第一放散管和第二放散管中均设有对应的放散截止阀和单向阀。
[0008]优选的，在所述第一输氢支管和第二输氢支管中的放散截止阀两端均并联设置有对应的旁通支管，在所述旁通支管中均设有手动截止阀。
[0009]优选的，所述第一输氢支管和加氢站放散总管之间设置有第一过载保护管，所述第二输氢支管和加氢站放散总管之间连通设置有第二过载保护管；在所述第一过载保护管和第二过载保护管中均设有对应的安全阀。
[0010]优选的，在所述第一输氢支管的端部设有TK16加氢枪，在所述第二输氢支管的端部设有TK17加氢枪。
[0011]优选的，所述氢气加注系统还包括一端与仪表风气源连通，其另一端分别与所述流量调节阀和TK17加氢枪连通的仪表风管；该仪表风管中设有气动三联件。
[0012]优选的，所述仪表风管与TK17加氢枪连通的管路中设有防冰冻吹扫截止阀。
[0013]优选的，所述氢气加注系统还包括一端与氮气源连通，其另一端连通设置在所述针阀和过滤器之间的输氢主管上的氮气吹扫管，该氮气吹扫管中设有吹扫截止阀和单向阀。
[0014]设计一种氢气加注系统的控制方法，基于上述氢气加注系统而实施，包括以下步骤：S1，操作人员自身和待加注氢燃料电池车汽车进行静电消除；S2，打开待加注氢燃料电池车的储氢容器盖，将对应的加氢枪插入加氢口并密封牢固；S3，在控制面板上输入加气量或金额，按下启动按钮，PLC控制器控制对应输氢截止阀阀门打开，氢气经对应的输氢支管加注到氢能源汽车的车载储氢容器内；S4，达到加注气量或金额后，PLC控制器控制输氢截止阀阀门关闭，停止加氢，取下加氢枪，关闭氢燃料电池车储氢容器盖，完成一次加注。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的主要有益技术效果在于：1.本专利技术集成化程度高，综合应用一套电控系统即可满足35MPa、70MPa氢燃料电池车加注服务需求。并且在满足加注需求的前提下，其管路系统可共用部分管阀件，如：其第一、二输氢支管可同时共用输氢主路设有的针阀、压力变送器、单向阀、过滤器、流量计、流量调节阀以及氮气吹扫管路等贵重管阀件，极大的减少加氢机管路接头泄露点，设备生产制造、管路后期维护成本，同时也降低了加氢站运营商的运营维护及前期设备投入成本，对于氢能未来市场推广、国家碳中和战略规划发展注入强大助力。
[0016]2.本专利技术的通过PLC控制器对高压电磁阀、温度变送器、压力变送器及各类阀门元器件控制，进一步实现对整个氢气加注系统的控制，可实现自动加注、吹扫置换，管路压力、温度数据自动检测，实现超温、超压、欠压自动停机等自动化控制功能，整个过程不需要人工手动操作，降低了操作使用难度和提升了加氢流程的工作效率。
附图说明
[0017]图1为本专利技术一实施例的氢气加注系统管路原理示意图。
[0018]图2为本专利技术一实施例的氢气加注系统管路结构示意图。
[0019]图3为本专利技术一实施例的氢气加注逻辑控制流程图。
[0020]图4为本专利技术一实施例的PLC控制原理示意图。
[0021]以上各图中，1、输氢主管；11、针阀；12、过滤器；13、第三压力变送器；14、流量计； 15、流量调节阀；16、第五手动截止阀；2、第一输氢支管；21、第一氢气截止阀；22、调压阀；23、第一压力表；24、第一压力变送器；25、第一温度变送器；26、TK16加氢枪；27、第一安全阀；28、第一放散截止阀；29、第一手动截止阀；3、第二输氢支管；31、第二氢气截止阀；32、第二压力表；33、第二压力变送器；34、第二温度变送器；35、TK17加氢枪；36、第二安全阀；37、第二放散截止阀；38、第二手动截止阀；4、氮气吹扫管；41、氮气吹扫截止阀；42、第三手动截止阀；5、仪表风管；51、气动三联件；52、第四手动截止阀；6、拉断阀；7、加氢软管；8、加氢站放散总管；9、单向阀；10、PLC控制器。
具体实施方式
[0022]下面结合附图和实施例来说明本专利技术的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本专利技术，并不以任何方式限制本专利技术的范围。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢气加注系统，包括管路单元和控制单元，所述管路单元包括与氢气源连通的输氢主管、连通该输氢主管的第一输氢支管和第二输氢支管；其特征在于，所述输氢主管中沿氢气输送方向依次设置有针阀、过滤器、流量计、单向阀及流量调节阀；所述第一输氢支管中设有第一氢气截止阀和调压阀；所述第二输氢支管中设有第二氢气截止阀；所述控制单元包括PLC控制器、分别设置于输氢主管、第一输氢支管和第二输氢支管中压力变送器及分别设置于第一输氢支管和第二输氢支管中的温度变送器；所述PLC控制器基于各个压力变送器、温度变送器所采集的信息和/或设定的参数信息控制第一氢气截止阀和第二氢气截止阀的阀门的启、闭。2.根据权利要求1所述的氢气加注系统，其特征在于，所述第一输氢支管和加氢站放散总管之间连通设置有第一放散管，所述第二输氢支管和加氢站放散总管之间设置有第二放散管；在所述第一放散管和第二放散管中均设有对应的放散截止阀和单向阀。3.根据权利要求2所述的氢气加注系统，其特征在于，在所述第一输氢支管和第二输氢支管中的放散截止阀两端均并联设置有对应的旁通支管，在所述旁通支管中均设有手动截止阀。4.根据权利要求2所述的氢气加注系统，其特征在于，所述第一输氢支管和加氢站放散总管之间设置有第一过载保护管，所述第二输氢支管和加氢站放散总管之间连通设置有第二过载保护管；在所述第一过载保护...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾艳明，王海龙，黄景龙，周亮，
申请(专利权)人：正星氢电科技郑州有限公司，
类型：发明
国别省市：