带吹扫功能的加氢站氢气卸气柱及吹扫方法技术

本发明专利技术属于清洁环保的新能源领域，具体涉及一种带吹扫功能的加氢站氢气卸气柱及吹扫方法。该卸气柱包括从快换接头出来分为依次连接的两路，一路由第一球阀及放散口组成，另一路由第二球阀及氢气接口组成，在快换接头后、第一、第二球阀之前连接第一单向阀，在第一单向阀与快换接头之间再分一路出来连接第二单向阀，在第二单向阀后依次连接第三球阀和吹扫接口。本发明专利技术吹扫方法采用两步吹扫工艺：首先利用氮气或惰性气体对卸气柱所有管路系统进行吹扫，去除管路内的空气；然后再利用管束车内的氢气进行吹扫，去除卸气柱管路内的氮气或惰性气体，从而保证管路内只有氢气，实现了安全地吹扫。本发明专利技术结构简单，大大提高了卸气柱使用过程的安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于清洁环保的新能源领域，具体涉及一种带吹扫功能的加氢站氢气卸 气柱装置及吹扫方法。
技术介绍
燃料电池汽车技术是一种以氢气为燃料，通过燃料电池将氢气转换为电能作为动 力源的高效率、零排放的清洁汽车技术。加氢站是给燃料电池汽车提供氢燃料加注的基础 设施，其类型从其供氢方式上可分为站内制氢和站外供氢两种，前者是在加氢站内直接建 设制氢装置生产氢气，后者则利用管束运氢车将氢源点的氢气运送至站内。目前，国内已经 建成两座加氢站，分别位于为上海安亭国际汽车城和北京，均采用站外供氢方式。对于外供氢加氢站，管束运氢车进站后，需利用卸气柱将管束车内氢气传输到压 缩机或加氢机。卸气柱固定安装在加氢站内的卸气区，当氢气拖车到达卸气区后，通过它可 以将长管拖车内的氢气安全卸载下来并向氢气压缩机和加氢机供气。卸气柱通常由以下设 备零部件组成快换接头、高压软管、单向阀、球阀、安全阀及管路等。在初次卸气前或者对 卸气柱维护后，卸气柱内会积存空气，因此需要先对管路进行吹扫。目前已建成的加氢站采用的卸气柱结构示意图如图1所示，卸气柱卸气前或维护 后的吹扫都是直接利用管束车内的氢气进行吹扫，即关闭第一球阀5和第二球阀7，将快换 接头1接到管束车上的氢气卸气口连接，打开管束车上的卸气阀门。氢气进入卸气柱管路 内，达到一定压力后打开第一球阀5排气。数次反复后可完成吹扫工作。该工艺流程类似于 目前天然气加气站内的卸气柱所采用的工艺，但对于氢气，由于卸气前管路内存在空气，按 照此工艺吹扫，存在氢气与管内空气混合达到氢气爆炸极限可能性，存在重大的安全隐患。 因此目前采用的加氢站卸气柱设计不符合安全性要求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于针对目前加氢站卸气柱卸气吹扫过程及卸气柱结 构设计存在的不安全因素，专利技术了一种适用于氢气卸载的卸气柱装置，通过其吹扫装置及 相应地吹扫方法，可安全的实现氢气的卸载和传输。为了解决上述技术问题，本专利技术提出的解决方案是一种带吹扫功能的加氢站氢 气卸气柱，从快换接头出来分为依次连接的两路，一路由第一球阀及放散口组成，另一路由 第二球阀及氢气接口组成，在所述快换接头后、第一、第二球阀之前连接第一单向阀，在第 一单向阀与快换接头之间再分一路出来连接第二单向阀，在第二单向阀后依次连接第三球 阀和吹扫接口。优选地，所述第一球阀与第二球阀之间设有第一安全阀。进一步地，所述卸气柱还包括第二安全阀，第二安全阀一路连接于所述第一单向 阀与第三球阀之间，另一路连接于第一球阀与放散口之间。优选地，上述快换接头后连接高压软管及拉断阀。优选地，上述快换接头后连接安全软管。优选地，上述快换接头后的气路中可根据需要连接过滤器或压力表。一种加氢站氢气卸气柱吹扫方法，包括以下步骤(1)用氮气或惰性气体对卸气柱进行吹扫置换；(2)用氢气对卸气柱管路内的氮气或惰性气体进行吹扫置换。进一步地，上述的加氢站氢气卸气柱吹扫方法，具体包括以下步骤a.关闭第一球阀和第二球阀，开启第三球阀，将氮气或惰性气体从吹扫接口通入，当 压力到达一定值后，打开第一球阀，管路内气体从放散口排出，然后关闭第一球阀和第三球 阀；b.将管束车内氢气接入快换接头，当压力到达一定值后，停止氢气接入，打开第一球 阀，将卸气柱内的气体排出。优选地，上述的步骤a和b分别重复3-5次。因为本专利技术采用了上述技术方案，所以具有以下优点第一，与现有产品相比，本专利技术仅需要增加一个球阀、单向阀和安全阀，结构简单，易于 安装。第二，由于氮气或惰性气体化学性质稳定，用于吹扫，氮气或惰性气体与氢气的混 合不会产生危险。采用两步吹扫工艺，避免了吹扫过程中空气与氢气混合的可能性，保障了 整个吹扫过程的安全性。附图说明图1为现有加氢站氢气卸气柱装置结构示意图。图2为根据本专利技术的带吹扫装置的加氢站氢气卸气柱实施例1的结构示意图。图3为根据本专利技术的带吹扫装置的加氢站氢气卸气柱实施例2的结构示意图。图4为根据本专利技术的带吹扫装置的加氢站氢气卸气柱实施例3的结构示意图。具体实施例方式为了更好地理解本专利技术，以下将通过举例的方式详细说明本专利技术的加氢站氢气卸 气柱吹扫装置及相应的吹扫方法。本领域技术人员应当明白，这并不构成对本申请要求保 护的专利技术的限制。本专利技术是在现有卸气柱结构和工艺的基础上，增加一条氮气吹扫管路，由球阀、单 向阀、安全阀等组成。球阀用于控制氮气管路的开合，单向阀用于保证不发生逆流，安全阀 用于保证管路系统内压力不超过限定值。整个卸气柱连接关系如图2所示的实施例1，描述 如下快换接头1与管束车卸气口相连，快换接头1连接高压软管2，其后连接一个第一单向 阀6。第一单向阀6后面连接一个压力表3，同时分两路，分别连接一个第一球阀5和第二 球阀7，一路通向氢气接口 8，一路通向放散口 9。在充气管路上还安装了一个安全阀4。高 压软管2和第一单向阀6之间依次连接有第二单向阀10、第三球阀11和吹扫接口 13，吹扫 接口 13可接氮气或惰性气体以及已知的不会与氢气混合后可能爆炸的其他气体。第二单 向阀10和第三球阀11之间又连接一个安全阀12，安全阀12的另一路连接至第一球阀5与放散管口 9之间的气路上。如图3所示，作为本专利技术的优选方案之一，在实施例1的基础上，在高压软管2和 第一单向阀6之间安装拉断阀15和过滤器14。卸气时一旦管束车发生移动，高压软管2、 拉断阀6和快换接头1处同时受到拉力，在此情况下，拉断阀6可保证在拉力作用下优先断 开，并自动关闭两端气路，从而保证不发生氢气泄露，提高卸气柱安全性能。过滤器14主要 起过滤进入气流的作用，以免杂质的进入或堵塞气路中的元部件。如图4所示，作为本专利技术的优选方案之二，在实施例1的基础上，将高压软管更换 为安全软管，当受到意外拉力时，安全软管2优先拉断，同时在正反两个方向自动切断气体 流动，提高卸气柱安全性能。结合上述三个实施例对本专利技术的说明，根据本专利技术对氢气卸气柱改进，本专利技术配 套采取两步吹扫法进行分步吹扫。卸气柱的两步吹扫工艺是首先利用氮气对卸气柱所有 管路系统进行吹扫，去除管路内的空气；然后再利用管束车内的氢气进行吹扫，去除卸气柱 管路内的氮气，从而保证管路内只有氢气，实现安全地吹扫。具体的吹扫步骤如下在拖车卸气前或卸气柱维修完成后，需要对卸气柱内积存的空气进行吹扫置换。该过 程包括氮气的吹扫置换和氢气的吹扫置换两个操作步骤，在这两个操作步骤中，卸气柱上 的第二球阀7始终保持关闭。首先，用氮气或惰性气体对卸气柱进行吹扫置换。关闭第一球阀5和第二球阀7， 开启第三球阀11，观察压力表3，当压力上升至约0. 4MPa后，关闭第三球阀11 ；然后打开第 一球阀5，将卸气柱内气体排出，压力降至约0. IMPa后，关闭第一球阀5。然后再次开启第 三球阀11，按上述步骤反复3-5次，完成氮气或惰性气体对卸气柱的吹扫置换。关闭第一球 阀5和第三球阀11。然后，用氢气对卸气柱管路内的氮气或惰性气体进行置换。打开拖车上的卸气阀， 观察压力表3，当压力上升至约0. 4MPa后，关闭拖车上的卸气阀；然后打开第一球阀5，将卸 气柱内气体排出，压力降至约0. IMPa后，关闭第一球阀5。然后再次打开拖车上的卸气阀， 按上述步骤反复3-5次，完成氢气对卸气柱的吹扫置换。(注在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带吹扫功能的加氢站氢气卸气柱，从快换接头出来分为依次连接的两路，一路由第一球阀及放散口组成，另一路由第二球阀及氢气接口组成，其特征在于，在所述快换接头后、第一、第二球阀之前连接第一单向阀，在第一单向阀与快换接头之间再分一路出来连接第二单向阀，在第二单向阀后依次连接第三球阀和吹扫接口。

【技术特征摘要】
一种带吹扫功能的加氢站氢气卸气柱，从快换接头出来分为依次连接的两路，一路由第一球阀及放散口组成，另一路由第二球阀及氢气接口组成，其特征在于，在所述快换接头后、第一、第二球阀之前连接第一单向阀，在第一单向阀与快换接头之间再分一路出来连接第二单向阀，在第二单向阀后依次连接第三球阀和吹扫接口。2.如权利要求1所述的带吹扫功能的加氢站氢气卸气柱，其特征在于，所述第一球阀 与第二球阀之间设有第一安全阀。3.如权利要求1或2所述的带吹扫功能的加氢站氢气卸气柱，其特征在于包括第二安 全阀，第二安全阀一路连接于所述第一单向阀与第三球阀之间，另一路连接于第一球阀与 放散口之间。4.如权利要求1或2所述的带吹扫功能的加氢站氢气卸气柱，其特征在于，所述快换 接头后连接高压软管及拉断阀。5.如权利要求1或2所述的带吹扫功能的加氢站氢气卸气柱，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘相敏，刘绍军，陈华强，
申请(专利权)人：上海舜华新能源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]