Analisis Mengenai Pemilihan Pemampat Untuk Pelbagai Jenis Stesen Pengisi Minyak Hidrogen

Analisis Mengenai Pemilihan Pemampat Untuk Pelbagai Jenis Stesen Pengisi Minyak Hidrogen

1.Analisis jenis stesen mengisi minyak hidrogen

Bergantung kepada sumber hidrogen, stesen mengisi minyak hidrogen boleh dibahagikan kepada stesen mengisi minyak hidrogen di tapak dan stesen mengisi minyak hidrogen di luar tapak. Stesen mengisi bahan api hidrogen di tapak menghasilkan hidrogen terus di stesen melalui pelbagai kaedah (seperti elektrolisis air, gas asli pembaharuan, dll.), dan kemudian mengisi semula kenderaan sel bahan api. Kaedah ini mengurangkan kos dan kerumitan pengangkutan hidrogen. Stesen mengisi minyak hidrogen di luar tapak mendapatkan hidrogen daripada pembekal luar, mengangkutnya ke stesen dengan trak tangki untuk penyimpanan, dan kemudian mengisi minyak. Kaedah ini lebih biasa, terutamanya pada peringkat awal pembinaan infrastruktur tenaga hidrogen.

Mengikut konfigurasi peralatan yang berbeza, stesen mengisi minyak hidrogen boleh dibahagikan kepada stesen mengisi bahan bakar hidrogen tetap dan stesen mengisi bahan bakar hidrogen yang dipasang tergelincir. Stesen mengisi minyak hidrogen tetap biasanya merupakan kemudahan mengisi bahan bakar hidrogen berskala besar, dibina secara kekal, sesuai untuk kawasan yang mempunyai permintaan hidrogen yang besar dan stabil. Stesen mengisi minyak hidrogen yang dipasang tergelincir dicirikan oleh reka bentuk modular dan pemasangan dipasang tergelincir, yang mudah digunakan dan dipindahkan dengan cepat, dan sesuai untuk penerokaan pasaran awal atau acara permintaan sementara.

Mengikut tahap tekanan mengisi bahan api yang berbeza, stesen mengisi minyak hidrogen boleh dibahagikan kepada stesen mengisi minyak hidrogen 35MPa, stesen mengisi minyak hidrogen 70MPa dan stesen mengisi minyak hidrogen 35MPa+70MPa. Stesen mengisi minyak hidrogen 35MPa biasanya menyediakan trak berat hidrogen, trak kotoran, bas dan kenderaan logistik. Stesen mengisi minyak hidrogen 70MPa menyediakan kenderaan sel bahan api yang dilengkapi dengan botol simpanan hidrogen tekanan tinggi 70MPa, terutamanya kereta penumpang. Tahap tekanan campuran stesen mengisi minyak hidrogen +35MPa+70MPa boleh memenuhi keperluan kenderaan dengan dua tekanan pada masa yang sama, memberikan fleksibiliti yang lebih besar untuk stesen mengisi minyak hidrogen dan memastikan stesen mengisi minyak hidrogen boleh menyesuaikan diri dengan pelbagai pasaran kenderaan hidrogen yang lebih luas.

2.1 Pemampat diafragma

Pemampat diafragma memampatkan gas melalui diafragma logam salingan. Kelebihannya ialah gas diasingkan sepenuhnya daripada omboh dan tiada pencemaran minyak. Rongga membran menggunakan meterai statik dengan kadar kebocoran yang rendah. Gas terus menghubungi penutup hujung dan kumpulan diafragma logam untuk membentuk kesan pemindahan haba yang baik, yang boleh mencapai kecekapan volum yang sangat tinggi dan penyelenggaraan dan operasi yang mudah. Kelemahan pemampat diafragma ialah ia tidak boleh dimulakan atau dihentikan sesuka hati, pemampat bergetar sedikit, dan asas reka bentuk khas diperlukan. Oleh kerana daya pemprosesannya yang tinggi, penggunaan kuasa yang rendah dan keperluan penyejukan yang rendah, ia telah terbukti sangat berkesan dalam aplikasi hidrogen, dan biasanya digunakan dalam stesen mengisi minyak hidrogen tetap yang memerlukan operasi jangka panjang dan keperluan ketulenan hidrogen yang tinggi.

2.2 Pemampat omboh pacuan cecair

Pemampat omboh pacuan cecair ialah proses di mana minyak hidraulik memacu omboh badan silinder hidraulik, memacu omboh kebuk mampatan gas yang dipasang pada rod omboh yang sama untuk bertindak balas, merealisasikan proses sedutan dan ekzos gas. Kelebihannya ialah kerana penggunaan pemacu hidraulik tanpa pergerakan rod penghubung aci engkol, ia boleh menyesuaikan diri dengan keadaan mula-henti yang kerap, dan kekerapan mampatan rendah dan getaran kecil, dan keperluan untuk asas pemampat tidak tinggi.

Kelemahan pemampat omboh pacuan cecair ialah pemampat satu peringkat rendah, keperluan penyejukan adalah tinggi, dan haus pasti akan berlaku semasa pergerakan salingan omboh, mengakibatkan zarah habuk mencemari kebersihan hidrogen, dan kebocoran adalah lebih tinggi daripada pemampat diafragma. Bahagian silinder omboh bersaiz besar dan kompleks untuk dibaiki dan diganti. Oleh kerana kosnya disesuaikan dengan keadaan mula-henti yang kerap dan mempunyai keperluan yang rendah untuk asas peralatan, ia biasanya digunakan dalam stesen mengisi minyak hidrogen yang dipasang tergelincir atau stesen mengisi minyak hidrogen mudah alih yang tidak memerlukan operasi jangka panjang.

2.3 Pemampat diafragma dipacu cecair

Pemampat diafragma dipacu cecair menggunakan skim mampatan diafragma satu peringkat, dwi-diafragma dan skema pemacu "pam hidraulik + injap putar putar". Kelebihannya ialah pam hidraulik memacu minyak hidraulik dan bukannya omboh tradisional dan rod penyambung engkol yang memacu minyak hidraulik, mengurangkan pemasangan omboh, pemasangan mekanisme rod penyambung engkol, aci engkol dan bahagian transmisi mekanikal yang lain, dan susun aturnya lebih padat.

Ia menggabungkan kelebihan pengedap tinggi dan pencemaran bebas minyak pemampat diafragma dan kelebihan pemampat omboh pacuan cecair dalam menyesuaikan diri dengan mula dan berhenti yang kerap. Kelemahan pemampat diafragma dipacu cecair ialah keperluan untuk menggunakan dua kepala diafragma meningkatkan risiko pecah diafragma, dan tekanan pam minyak hidraulik perlu lebih tinggi daripada tekanan ekzos, yang mempunyai keperluan tinggi untuk prestasi pengedap litar minyak. Pada masa ini, pemampat diafragma dipacu cecair adalah serupa dengan pemampat omboh pacuan cecair, dan digunakan terutamanya dalam stesen penghidrogenan yang dipasang tergelincir atau stesen penghidrogenan mudah alih. Spesifikasi dan parameter biasa pemampat diafragma dipacu cecair adalah serupa dengan pemampat diafragma.

3. Kesimpulan

Pemampat hidrogen untuk stesen mengisi bahan api hidrogen telah mencapai kemajuan yang besar dari segi anjakan, tekanan kerja, kitaran penyelenggaraan dan kuasa khusus, dan terus mengecilkan jurang teknikal dengan produk asing. Pemampat hidrogen domestik telah secara beransur-ansur menggantikan produk asing. Daripada contoh stesen pengisian bahan api hidrogen biasa yang disebutkan di atas, pemampat diafragma dan pemampat pacu cecair telah mencapai hasil operasi yang agak baik dalam senario aplikasi masing-masing. Pemampat pacuan cecair domestik 90 MPa telah berjaya dibangunkan, tetapi masih belum ada kes aplikasi komersial. Masih terdapat jurang yang besar antara teknologi pemampatan seperti pemampat omboh tekanan tinggi, pemampat cecair ionik, dan pemampat hidrida logam dan yang asing. Lelaran teknologi dan ujian pasaran adalah hala tuju pembangunan yang penting pada masa hadapan.

Dalam peringkat pembinaan semasa, pemampat stesen mengisi minyak hidrogen harus memberi tumpuan kepada kematangan penggunaan, nisbah mampatan hidrogen, kestabilan keadaan kerja dan operasi sebenar projek. Dalam senario stesen mengisi minyak hidrogen tetap pengeluaran hidrogen di luar tapak dan stesen mengisi minyak hidrogen pengeluaran hidrogen di tapak, pemampat diafragma boleh digunakan terlebih dahulu. Dalam senario stesen mengisi minyak hidrogen yang dipasang tergelincir dan stesen mengisi bahan bakar hidrogen 90 MPa di mana kekerapan pengisian adalah agak rendah dan mula dan berhenti yang kerap diperlukan, pemampat terdorong cecair boleh diberi keutamaan.