一种加氢站及加氢工艺的制作方法

本技术涉及加氢，具体而言，涉及一种加氢站及加氢工艺。

背景技术：

1、加氢站是指以压缩氢气形式向加氢汽车提供燃料的场所。氢气体一般由氢气槽车运输至加氢站，再由压缩机组将氢气压缩，通过加氢机给车辆加气。

2、现有的加氢站有三种形式：45mpa加氢站、90mpa加氢站以及45～90mpa加氢站。在中国专利文献cn116293417a的背景技术部分分别对该三种形式的加氢站做了介绍，此处不再赘述。

3、以常规的45mpa加氢站为例，加氢站气源是由20mpa氢气管束拖车运输到加氢站内，再经过45mpa氢气压缩机增压后存储到多个45mpa的储氢容器内，当有车辆需要加氢时，45mpa储氢容器内的氢气依次加注到车辆储氢瓶内。45mpa氢气压缩机多采用一级压缩的隔膜压缩机，受隔膜压缩机压缩比的限制，氢气管束拖车内氢气一般在7mpa时，压缩机无法增压至45mpa，即只能将氢气管束拖车内的氢气卸气至7mpa，此时氢气管束拖车内大约剩余130kg氢气无法再被卸出，卸气率低。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种能够有效提高氢气管束拖车卸气率的加氢站及加氢工艺，旨在解决现有技术中加氢站在氢气管束拖车内氢气在7mpa以下时无法将氢气管束拖车内剩余氢气有效卸出而导致的加氢站卸气率低的技术问题。

2、本技术的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本技术的实践而习得。

3、根据本技术的第一方面，提供一种加氢站，包括：沿着氢气流向依次连接的卸气柱、第一顺序控制阀箱、氢气压缩机、第三顺序控制阀箱、加氢机，通过第一支气管路连接所述第三顺序控制阀箱的加氢储氢瓶组，以及站控系统；所述加氢站还包括：

4、连接在所述氢气压缩机和所述第三顺序控制阀箱之间的第二顺序控制阀箱，以及通过第二支气管路连接所述第二顺序控制阀箱的倒罐储氢瓶组，所述第二顺序控制阀箱通过第三支气管路越过所述氢气压缩机回连到所述第二顺序控制阀箱。

5、在本技术的一种示例性实施例中，还包括第二卸气柱、第二氢气压缩机以及第二加氢机，所述第二卸气柱、第二氢气压缩机以及第二加氢机分别与所述卸气柱、氢气压缩机以及加氢机并联设置；所述第二卸气柱通过所述第一顺序控制阀箱连接所述第二氢气压缩机，所述第二加氢机与所述第三顺序控制阀箱连接。

6、根据本技术的第二方面，提供一种根据上述第一方面提供的加氢站的加氢工艺，所述站控系统根据所述氢气管束拖车内氢气的压力值和所述加氢站所处工作状态来控制所述氢气的流向，具体为：

7、在第一种情况下，即当氢气管束拖车内氢气压力在7-20mpa，所述加氢站处于不加氢状态的情况下，所述站控系统控制所述氢气管束拖车内的氢气沿着加氢站的氢气流向主路通过所述卸气柱、第一顺序控制阀箱到达氢气压缩机，氢气在所述氢气压缩机内实现增压后，再通过所述第二顺序控制阀箱到达第三顺序控制阀箱，在所述第三顺序控制阀箱处选择分配到所述加氢储氢瓶组，在所述加氢储氢瓶组内进行高压氢气的分级储存；

8、在第二种情况下，即当氢气管束拖车内氢气压力在7-20mpa，所述加氢站处于第一加氢状态的情况下，所述站控系统控制所述氢气压缩机不工作，所述第三顺序控制阀箱直接把所述加氢储氢瓶组中的分级高压氢气根据控制逻辑分配给所述加氢机，所述加氢机给待加氢车辆进行氢气加注；

9、在第三种情况下，即当氢气管束拖车内氢气压力在7-20mpa，所述加氢站处于第二加氢状态的情况下，此时所述加氢储氢瓶组中的分级氢气压力不足以独立供给所述加氢机以对待加氢车辆进行氢气加注，在此情况下，所述站控系统控制所述氢气管束拖车中的氢气通过所述卸气柱、所述第一顺序控制阀箱到达所述氢气压缩机，氢气在所述氢气压缩机内实现增压后，再通过所述第二顺序控制阀箱、第三顺序控制阀箱直接进入所述加氢机，对所述待加氢车辆进行氢气加注；

10、在第四种情况下，即当氢气管束拖车内氢气压力在2-7mpa，所述加氢站处于不加氢的倒罐状态的情况下，所述站控系统控制所述氢气管束拖车中的氢气通过所述卸气柱、第一顺序控制阀箱到达氢气压缩机，氢气在所述氢气压缩机内实现增压后，再通过所述第二顺序控制阀箱及第二支气管路进入所述倒罐储氢瓶组进行储存；

11、在第五种情况下，即当氢气管束拖车内氢气压力在2-7mpa，所述加氢站同时处于第一加氢状态和倒罐状态的情况下，此时第一加氢状态和倒罐状态各自独立，所述站控系统控制所述氢气管束拖车中的氢气通过所述卸气柱、第一顺序控制阀箱到达氢气压缩机，氢气在所述氢气压缩机内实现增压后通过所述第二顺序控制阀箱和第二支气管路进入所述倒罐储氢瓶组进行储存，所述第三顺序控制阀箱直接把所述加氢储氢瓶组中的分级高压氢气根据控制逻辑分配给所述加氢机，所述加氢机给所述待加氢车辆进行氢气加注；

12、在第六种情况下，即当氢气管束拖车内氢气压力在2-7mpa时，所述加氢站处于第三加氢状态的情况下，所述站控系统控制所述倒罐储氢瓶组中倒罐储存的氢气通过所述第二顺序控制阀箱及第三支气管路越过所述氢气压缩机回到所述第一顺序控制阀箱，再进入所述氢气压缩机实现二次增压后，通过第二顺序控制阀、第三顺序控制阀，进入所述加氢机，对所述待加氢车辆进行氢气加注。

13、根据本技术的第三方面，提供一种根据上述第一方面的示例性实施例提供的加氢站的加氢工艺，所述站控系统根据氢气管束拖车和第二氢气管束拖车内氢气的压力值和所述加氢站所处工作状态来控制所述氢气的流向，具体为：

14、在第一种情况下，即当所述氢气管束拖车和第二氢气管束拖车中氢气的压力都在7-20mpa，所述加氢站处于不加氢状态的情况下，所述站控系统控制所述氢气管束拖车和第二氢气管束拖车中的氢气分别通过所述卸气柱和第二卸气柱、所述第一顺序控制阀箱，分别到达所述氢气压缩机和所述第二氢气压缩机，分别实现增压后，再通过第二顺序控制阀箱，到达所述第三顺序控制阀箱，通过所述第三顺序控制阀箱选择分配到所述加氢储氢瓶组，在所述加氢储氢瓶组中进行高压氢气的分级储存；

15、在第二种情况下，即当所述氢气管束拖车和第二氢气管束拖车中氢气的压力都在7-20mpa，所述加氢站处于第四加氢状态的情况下，所述站控系统控制所述氢气压缩机和所述第二氢气压缩机不工作，所述第三顺序控制阀箱直接把所述加氢储氢瓶组中的分级高压氢气根据控制逻辑分配给所述加氢机和/或所述第二加氢机，给待加氢车辆和/或第二待加氢车辆进行氢气加注；

16、在第三种情况下，即当所述氢气管束拖车和第二氢气管束拖车中氢气的压力都在7-20mpa，所述加氢站处于第五加氢状态的情况下，所述站控系统控制所述氢气管束拖车中的氢气通过所述卸气柱、第一顺序控制阀箱，到达所述氢气压缩机，实现增压后，再通过所述第二顺序控制阀箱，到达所述第三顺序控制阀箱，通过所述第三顺序控制阀箱选择分配到所述加氢储氢瓶组，在所述加氢储氢瓶组中进行高压氢气的分级储存；与此同时，所述第三顺序控制阀箱直接把所述加氢储氢瓶组中的分级高压氢气根据控制逻辑分配给所述加氢机和/或所述第二加氢机，给所述待加氢车辆和/或所述第二待加氢车辆进行氢气加注；

17、在第四种情况下，即当所述氢气管束拖车中氢气的压力在7-20mpa、所述第二氢气管束拖车中氢气的压力在2-7mpa，以及所述加氢站处于不加氢状态的情况下，所述站控系统控制所述氢气管束拖车中的氢气通过所述卸气柱、所述第一顺序控制阀箱，到达所述氢气压缩机，实现增压后，再通过所述第二顺序控制阀箱，到达所述第三顺序控制阀箱，通过所述第三顺序控制阀箱选择分配到所述加氢储氢瓶组，在所述加氢储氢瓶组中进行高压氢气的分级储存；与此同时，所述第二氢气管束拖车中的氢气通过所述第二卸气柱、所述第一顺序控制阀箱，到达所述第二氢气压缩机，实现增压后，再通过所述第二顺序控制阀箱及第二支气管路，进入所述倒罐储氢瓶组，进行储存；

18、在第五种情况下，即当所述氢气管束拖车中氢气的压力在7-20mpa、所述第二氢气管束拖车中的压力在2-7mpa，以及所述加氢站处于第六加氢状态的情况下，所述站控系统控制所述第三顺序控制阀箱直接把所述加氢储氢瓶组中的分级高压氢气根据控制逻辑分配给所述加氢机和/或所述第二加氢机，给所述待加氢车辆和/或第二待加氢车辆进行氢气加注；与此同时，所述第二氢气管束拖车中的氢气通过所述第二卸气柱、所述第一顺序控制阀箱，到达所述氢气压缩机或所述第二氢气压缩机，实现增压后，再通过所述第二顺序控制阀箱及第二支气管路进入所述倒罐储氢瓶组，进行储存；

19、在第六种情况下，即当所述氢气管束拖车中的压力在7-20mpa、所述第二氢气管束拖车中的压力在2-7mpa，以及所述加氢站处于第七加氢状态的情况下，所述站控系统控制所述氢气管束拖车中的氢气通过所述卸气柱、所述顺序控制阀箱，到达所述氢气压缩机，实现增压后，再通过所述第二顺序控制阀箱，所述第三顺序控制阀箱后，直接进入所述加氢机和/或第二加氢机，对所述待加氢车辆和/或第二待加氢车辆进行氢气加注；与此同时，所述第二氢气管束拖车中的氢气通过所述第二卸气柱、所述第一顺序控制阀箱，到达所述第二氢气压缩机，实现增压后，再通过所述第二顺序控制阀箱及第二支气管路，进入所述倒罐储氢瓶组，进行储存；

20、在第七种情况下，即当所述氢气管束拖车和所述第二氢气管束拖车中的压力都在2-7mpa，所述加氢站处于第七加氢状态的情况下，所述站控系统控制所述氢气管束拖车中的氢气通过所述卸气柱、所述第一顺序控制阀箱，到达所述氢气压缩机，实现增压后，再通过第二顺序控制阀箱及第二支气管路，进入所述倒罐储氢瓶组，进行储存；与此同时，所述倒罐储氢瓶组中的氢气通过所述第二顺序控制阀箱及第三支气管路越过所述氢气压缩机和第二氢气压缩机回到所述第一顺序控制阀箱，通过第一顺序控制阀箱分配给所述第二氢气压缩机，在所述第二氢气压缩机中实现二次增压后，通过所述第二顺序控制阀箱和所述第三顺序控制阀箱后，直接进入所述加氢机和/或所述第二氢气压缩机，对待加氢车辆和/或所述第二待加氢车辆进行氢气加注。

21、本技术示例性实施例可以具有以下部分或全部有益效果：

22、1、本技术示例实施方式所提供的加氢站，所述加氢站还包括连接在所述氢气压缩机和所述第三顺序控制阀箱之间的第二顺序控制阀箱，以及通过第二支气管路连接所述第二顺序控制阀箱的倒罐储氢瓶组，所述第二顺序控制阀箱通过第三支气管路越过所述氢气压缩机回连到所述第二顺序控制阀箱。当氢气管束拖车内的氢气压力只有2-7mpa时，通过站控系统控制所述氢气管束拖车中的氢气通过所述卸气柱、第一顺序控制阀箱到达氢气压缩机，氢气在所述氢气压缩机内实现增压后，再通过所述第二顺序控制阀箱及第二支气管路进入所述倒罐储氢瓶组进行储存；或者，所述站控系统控制所述倒罐储氢瓶组中倒罐储存的氢气通过所述第二顺序控制阀箱及第三支气管路越过所述氢气压缩机回到所述第一顺序控制阀箱，再进入所述氢气压缩机实现二次增压后以满足待加氢车辆对氢气压力的要求，通过第二顺序控制阀、第三顺序控制阀，进入所述加氢机，对所述待加氢车辆进行氢气加注。

23、2、本技术示例实施方式所提供的加氢站及加氢工艺，与现有技术的加氢站及加氢工艺相比，能够将长管拖车中2-7mpa的氢气卸干净，大大降低了运输成本和能耗损失。以常规45mpa氢气压缩机为例，按其常规压缩比，只能将长管拖车中的氢气卸至7mpa，长管拖车内大约剩余130kg氢气。而一辆长管拖车满载20mpa时，大约有340kg氢气。经过本技术示例实施方式所提供的加氢站及加氢工艺，能够将长管拖车内剩余氢气的压力降至2mpa，长管拖车内大约剩余40kg氢气。每辆长管拖车比本技术示例实施方式所提供的加氢站及加氢工艺实施前，能多卸下90kg氢气。

24、3、本技术示例实施方式所提供的加氢站及加氢工艺，不需要专门增加卸车回收压缩机及卸车回收容器，而是用正常增压的氢气压缩机在其不增压时刻实现卸车功能，这样，既能实现卸车功能，也不用增加成本来配置另外的卸车回收压缩机，使得功能与经济性兼具；

25、其次，在本技术示例实施方式所提供的加氢站及加氢工艺中，存贮的倒罐储氢瓶组中的氢气可通过第二顺序控制阀箱及第三支气管路越过所述氢气压缩机回到所述第一顺序控制阀箱，再进入所述氢气压缩机实现二次增压后，通过第二顺序控制阀、第三顺序控制阀，进入所述加氢机，对所述待加氢车辆进行氢气加注。这样实现了对倒罐储氢瓶组中氢气的利用，即实现二次增压后加注使用掉；

26、此外，在本技术示例实施方式所提供的加氢站及加氢工艺中，在氢气压缩机前配置了第一顺序控制阀箱，这样，从卸气柱过来的氢气，以及从倒罐储氢瓶组来的氢气，可以根据需求分配给各压缩机；另外，倒罐储氢瓶组配置第二顺序控制阀箱，该阀箱可配合第一顺序控制阀箱，或配合第三顺序控制阀箱，可实现对倒罐储氢瓶组出来的氢气根据当时需求，进行二次增压和加注。

27、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。