一种适用于油田站场的橇装氢气增压储存装置的制作方法

1.本发明涉及新能源与可再生能源技术领域，具体涉及一种适用于油田站场的橇装氢气增压储存装置。


背景技术：

2.目前主要的储氢方式有高压气态、低温液态、固态；其中，通过增加氢气压力和提高容器材料的比强度，可有效提高气态储氢系统的质量储氢密度，但由于气体分子间作用力的影响，高压气态储氢的体积储氢密度较低；同时过高的氢压对安全储氢罐的设计和成本也是一大挑战。通过加压、降温液化氢气实现的液态储氢拥有理想的质量储氢密度和体积储氢密度，但保存液态氢对设备要求十分苛刻，且液化氢气所需能耗为氢燃烧热值的40％。固态储氢方式将氢以原子、离子的形式存储于氢化物中，因此固态储氢材料的体积储氢密度可观，且材料吸/放氢条件温和，安全性高，但固态储氢材料的质量储氢密度不占优势。
3.现有专利cn112460466a记载了一种加氢站用储氢装置，该加氢站用储氢装置包括：第一罐体、第二罐体、以及压力平衡装置；通过设置的第一罐体，可以达到储存液态氢的目的；通过设置的压力平衡装置，可以使第一罐体内保持恒定压力，从而保护第一罐体；通过设置的第二罐体，可以收集压力平衡装置散发出来的气态氢；该专利需要使用储氢装置对液态氢进行储存。
4.现有专利cn112265959a记载了一种固态储氢制氢装置及燃料电池系统，包括储氢材料存储装置、储氢材料溶解装置、储氢材料催化反应装置、储氢材料催化反应废液回收装置和储水装置；储氢材料存储装置、储氢材料溶解装置、储氢材料催化反应装置、储氢材料催化反应废液回收装置和储水装置依次连通，储水装置与储氢材料溶解装置连通；该专利利用氢气与储氢材料之间发生物理或者化学变化进行氢气储存的一种储氢方式。
5.目前对于制氢、储氢和用氢等设备，应用于储氢站、燃料电池等领域，目前还未在油田站场上应用，采用传统的成套设备不适应油田站场分散布置和配套自用等需求，设备占地和投资较大。


技术实现要素：

6.针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种适用于油田站场的橇装氢气增压储存装置。
7.本发明公开了一种适用于油田站场的橇装氢气增压储存装置，包括：安装在橇装模块上的氢气压缩机和储氢罐；
8.所述氢气压缩机的进气管路上设有第一传感器组；
9.所述氢气压缩机的出气管路与所述储氢罐的进气口相连；
10.所述储氢罐的出气管路上安装有泄压阀组、第二传感器组和调压阀。
11.作为本发明的进一步改进，所述第一传感器组包括温度变送器、压力变送器和就
地压力仪表，且所述温度变送器具有指示报警功能，所述压力变送器具有指示功能。
12.作为本发明的进一步改进，还包括：第一支管；
13.所述第一支管的进气口连接在所述氢气压缩机的出气管路上，所述第一支管的出气口连接在所述储氢罐的出气管路；所述第一支管和所述储氢罐的进出口均设有阀门。
14.作为本发明的进一步改进，所述泄压阀组包括并联安装在各自泄压管路上的自动安全阀和手动调节截止阀。
15.作为本发明的进一步改进，所述第二传感器组包括温度变送器、压力变送器、流量变送器和一个或多个就地压力仪表，所述流量变送器连接在安装在所述储氢罐的出气管路上的流量计上；且所述温度变送器具有指示报警功能，所述压力变送器具有指示功能，流量变送器具有指示功能。
16.作为本发明的进一步改进，所述流量计的两端还并联有第二支管；
17.在所述第二支管进出口之间的所述储氢罐的出气管路段上，所述流量计的进出口侧分别设有阀门和就地压力仪表，所述第二支管上设有阀门。
18.作为本发明的进一步改进，所述储氢罐选用固定容积筒形储氢罐，所述储氢罐的罐壁为多层结构，内层采用耐氢脆腐蚀的不锈钢材质，外层采用高强度碳钢进行加固。
19.作为本发明的进一步改进，所述氢气压缩机采用膜式压缩机。
20.作为本发明的进一步改进，所述氢气压缩机的进气管路连接油田利用风光发电进行水电解而制得的氢气，所述储氢罐的出气管路连接至燃氢加热炉。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
22.本发明根据典型油田站场用能需求，调研储氢设备生产制造工艺，结合储氢技术方案优化，设备布局优化，针对氢气储存设备进行橇装化研究；通过研究氢气储存工艺技术，达到节约用地、投资低的目的，解决氢能设备规模大、占地面积广、投资高、受区域限制、不适应油田生产等多重问题。
附图说明
23.图1为本发明一种实施例公开的适用于油田站场的橇装氢气增压储存装置的结构示意图。
24.图中：
25.1、氢气压缩机；2、储氢罐；3、第一传感器组；4、泄压阀组；5、第二传感器组；6、调压阀；7、第一支管；8、第二支管。
具体实施方式
26.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：
28.如图1所示，本发明提供一种适用于油田站场的橇装氢气增压储存装置，其主要将风光发电量大时产生氢气进行储存，在风光发电量小时为燃氢加热炉供气，实现对氢气的
增压、储氢，适用于油田各级站场用能工艺、设备及负荷种类多样，各类油田、各级站场用能特征；包括：安装在橇装模块上的氢气压缩机1和储氢罐2；其中，
29.本发明的氢气压缩机1的进气管路连接油田利用风光发电进行水电解而制得的氢气，并在氢气压缩机1的进气管路上设有用于检测进气管路上氢气压力以及温度的第一传感器组3；进一步，本发明的氢气压缩机1采用膜式压缩机，使氢气不与压缩机的润滑剂接触，保证氢气的洁净度。进一步，本发明的第一传感器组3包括温度变送器、压力变送器和就地压力仪表，且温度变送器具有指示报警功能，压力变送器具有指示功能。
30.本发明的1氢气压缩机的出气管路与储氢罐2的进气口相连，储氢罐2的出气管路连接至燃氢加热炉，且储氢罐2的出气管路上安装有泄压阀组4、第二传感器组5和调压阀6。具体的：
31.本发明的储氢罐2采用低压气态储存，具有氢气储存和压力缓冲作用。考虑到氢气的“氢脆腐蚀”，储氢罐2选用固定容积筒形储氢罐，储氢罐的罐壁为多层结构，内层采用耐氢脆腐蚀的不锈钢材质，外层采用高强度碳钢进行加固，从而兼具耐腐蚀和耐高压的特点。
32.为实现对储氢罐2进行维护，本发明可在储氢罐的进出口之间并联有第一支管7，并在第一支管7和储氢罐2的进出口均设有阀门。一种实施例为：第一支管7上设有球阀，在储氢罐2的进口至第一支管7的进口的管段上设有球阀，在储氢罐2的出口至第一支管7的出口的管段上泄压阀组4和球阀，且泄压阀组4靠近储氢罐2一侧。
33.本发明的泄压阀组4可实现超压自动安全泄压及手动泄压，为实现上述功能，本发明的泄压阀组4包括相并联的自动泄压管路和手动泄压管路，在自动泄压管路上安装有球阀和安全阀，在手动泄压管路上安装有截止阀。使用时，压缩机、储罐氢气管路上设置的安全阀进行超压放散，超压安全泄放为不可控放散，主要是由于设备运行故障等因素引起的，一般放散量较少，放散几率也低；在设备检修维护时，通过手动截止阀对设备和氢气管道进行泄压，泄压后采用氮气进行置换与吹扫，使储氢罐内氢气排放干净，确保设备检修维护时的安全性。手动发散为可控放散，可通过人工手动调节截止阀开度来控制放散气体的流速，但一般放散量较大，放散几率根据设备检修维护的周期来确定。
34.本发明在第一支管7的出口至燃氢加热炉的出气管道上依次安装有第二传感器组5、调压阀6和阻火器；其中，第二传感器组5包括温度变送器、压力变送器、流量变送器和一个或多个就地压力仪表，流量变送器连接在安装在储氢罐的出气管路上的流量计上；且温度变送器具有指示报警功能，压力变送器具有指示功能，流量变送器具有指示功能。
35.进一步，为实现对流量计进行维护或更换，本发明在流量计的两端还并联有第二支管8，在第二支管进出口之间的储氢罐的出气管路段上，流量计的进出口侧分别设有闸阀和就地压力仪表，第二支管上设有闸阀。
36.进一步，本发明还包括控制器，控制器的输入端与传感器组相连、输出端与阀门组相连；通过传感器组检测的温度、压力等参数，控制对应阀门的开启。
37.实施例：
38.油田利用风光发电进行水电解制氢后可进入橇装氢气增压储存装置，经过氢气压缩机增压至1.6mpa后进入氢气罐缓储存，氢气罐出口设置调节阀，可以将压力调节至0.3mpa后供燃氢加热炉燃烧。
39.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人
员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。