Equipamento principal e fluxo de processo da estação de produção e hidrogenação de hidrogênio fora da estação

O fluxo do processo é composto principalmente pela seguinte configuração de sistema: sistema de descarga, sistema de pressurização, sistema de armazenamento de hidrogênio, sistema de hidrogenação, sistema de nitrogênio e sistema de liberação.

Sistema de descarga

O hidrogênio é transportado por hidrogênio de alta pressão (18-20 MPa) da fonte de gás para a estação de hidrogenação. Além disso, três vagas de estacionamento para reboques de tubo longo são instaladas no local, e uma está disponível. A pressão do hidrogênio no reboque de tubo longo é maior do que a pressão do hidrogênio no tanque, usando a diferença de alta e baixa pressão, através da coluna de descarga, o berço no tanque de tubo longo, quando a pressão e a pressão do cilindro fixo se equilibram, o compressor inicia, continua a descarregar o tanque de hidrogênio para o tanque de armazenamento de hidrogênio fixo.

sistema de pressurização

O sistema de pressurização inclui: sistema de lubrificação do cilindro, sistema de resfriamento, motor, pistão, etc. Os compressores de lubrificação sem óleo têm se tornado cada vez mais populares (os veículos com célula de combustível exigem alta pureza de hidrogênio, e o óleo lubrificante também pode causar poluição). O sistema de resfriamento em compressão de múltiplos estágios pode usar resfriamento a ar ou líquido congelante, o resfriamento a ar é simples, mas a vida útil do sistema de resfriamento e do cilindro é curta, e o consumo de energia é grande, então escolha o resfriamento a água sempre que possível. Os motoristas podem ser acionados por motores elétricos ou motores a gás natural, mas alguns também são aerodinâmicos (como a estação UC-Irvine na Califórnia).

Sistema de armazenamento de hidrogênio

Existem dois esquemas de enchimento de compressão de hidrogênio na estação de reabastecimento de hidrogênio: um é a inflação graduada, que é o método tradicional de injeção de pressão. Para fazer a pressão do cilindro do veículo atingir 35 MPa, a pressão da estação de hidrogenação precisa de até 40-45 MPa para obter enchimento rápido de gás. O outro é pressurização e compressão. Neste momento, a pressão do tanque de armazenamento de hidrogênio do meio da estação de hidrogenação pode ser relativamente baixa (por exemplo, 25 MPa). Após carimbar parcialmente a garrafa de armazenamento de hidrogênio a bordo, o compressor de pressurização é iniciado, para que a garrafa de armazenamento de hidrogênio a bordo possa atingir 35 MPa.

Sistema de hidrogenação

O sistema de hidrogenação inclui principalmente tubulação de alta pressão, válvula, pistola de adição de ar, filtro, proteção do acelerador, painel de exibição do usuário, medição, compensação de temperatura, sistema de controle e sistema de tubulação de emergência, etc. Sensor de pressão, sensor de pressão, proteção contra sobrepressão, proteção contra tração e fratura da mangueira e sistema de controle de enchimento prioritário são instalados na pistola pneumática.

Sistema de nitrogênio

A estação especial de hidrogenação de células de combustível para a Expo Mundial de Xangai é equipada com um conjunto de garrafas de nitrogênio, que serve como fonte de gás do sistema de controle de gás e do gasoduto e equipamento da estação de hidrogenação. O processo básico do sistema de fornecimento de nitrogênio é o seguinte: o nitrogênio de alta pressão do grupo de garrafas de nitrogênio, a pressão cai para 0,7 MPa após a descompressão e, em seguida, é dividido em duas maneiras de fornecer o atuador pneumático de cada válvula de desligamento de emergência como seu gás de controle; o outro gás é enviado ao atuador de cada válvula pneumática no compressor para iniciar a abertura e o fechamento da válvula. Ao mesmo tempo, a interface é reservada no gasoduto de transporte de nitrogênio. Quando o sistema precisa ser purgado, a mangueira é conectada à interface reservada e o nitrogênio é usado para purga e substituição de ar durante a depuração e manutenção do sistema.

Sistema de liberação

O hidrogênio é inflamável e explosivo. Para melhorar a segurança da estação, a estação adota um sistema de liberação centralizada de hidrogênio, no qual a coluna de descarga, o compressor, o cilindro de gás fixo e a máquina de hidrogenação são conectados ao tubo principal e não devem ser dispersos no local. O gás nitrogênio não é tóxico e não combustível, e pode ser disperso diretamente no lado do equipamento.

Sistema de monitoramento de segurança

O hidrogênio é um gás incolor, inodoro e inodoro no estado padrão (0 ℃ , 101,325 kPa) com uma densidade de 0,08987 g / L. A molécula de hidrogênio se move na velocidade mais rápida, por isso tem a difusividade máxima e uma condutividade térmica muito alta. Sua condutividade térmica é 7 vezes maior que a do ar. O hidrogênio tem um alto ponto de ignição de 574 ℃ , mas pode ser muito pequeno, fácil de pegar fogo e fácil de pegar fogo sob pequenas faíscas eletrostáticas. O limite de explosão do hidrogênio no ar é (20 ℃ , 101,325 kPa) 4,0% -74,5%, o intervalo do limite de explosão é muito grande, além de sua energia de ignição muito pequena e a difusividade máxima, é fácil encontrar o fogo e a explosão. Portanto, considerando as características de fácil difusão, expansão, combustão e hidrogênio explosivo, é necessário adicionar um sistema especial de monitoramento de segurança na estação para garantir a segurança operacional da estação.