氢气动力能源

    以氢气作为动力能源的燃料电池汽车(小桥车、小客、大中型大巴、货运车辆)产业链现已经成为全世界新型能源产业的热点、更是中国国内目前冒险投资的焦点。正快速推动各大企业引进技术建设氢燃料电池、以及车辆和全国多地设点建站的产业。这犹如2004-2008间各行各业在行不在行地投资多晶硅一样热闹。

    毋庸置疑,氢能将是地球未来真正的绿色再生能源,这不仅仅是因为氢气在通过燃料电池作为驱动力后排放的是对环境没有任何有害的水,更重要的是她真正实现和推动了其他绿色再生能源的有效利用、拓展了这些绿色能源的发展空间,因为人类可以利用这些不稳定的绿色再生能源来进行电解水制氢,而氢气可以储存,换言之,氢能产业将其他绿色能源实现了可储存能源。

    目前逐步发展起来的、技术成熟的风能、太阳能、以及海洋能等绿色再生能源,由于自然环境客观条件,存在无法回避的不稳定性,入网成本非常高,而且即便通过微电网有效利用率相对有限。而电解水制氢对于提供的电能稳定性要求不高,只要有电就能制氢,无非是产量的问题。

    氢的生产、运输、应用和消费涉及的问题主要是:安全问题、成本问题。

    氢气是极易燃、易爆的小分子气体,在应用于燃料电池车辆,必须确保无泄漏、无污染,因为泄漏自然造成危险,但是如果在加注到车辆氢高压储罐前受到污染,那直接损坏车辆的燃料电池,一样损失巨大。

    所以,氢气工艺流程装备必须保证无泄漏、无污染。

    当前成熟的技术水平,氢气从生产地到加氢站,除了管道输送外,基本都是先冲装到管束车,再由管束车运输到加氢站,在加氢站增压到所需要的技术压力水平存放到高压储罐,加注机将氢从高压储罐加注到车辆高压储罐。

    氢气由于其危险性,不适合远距离管道输送。目前管束车冲装氢气的压力一般在20MPa, 充满氢气大约在4200标准立方米,返厂冲装时管束车氢气压力大约5MPa,也就是管束车还有大约1000标准立方米氢气,所以实际消费的氢大约287公斤。也就是管束车上约24%比例的氢气一直跟随车辆来回在路上跑。不远在将来,随着高压储罐的成功开发和安全认证通过,有望大大改变氢运输成本。

    大能力快速管束车氢气冲装是Hofer压缩机成套装备的技术优势,Hofer可以提供500Nm3/h、1000Nm3/h和2200Nm3/h单套压缩机的冲装能力。Hofer在管束车冲装工艺流程上的成套压缩机配置上拥有丰富的经验。

    氢气加氢站运行特点必须与现行的加油站一样车辆随到随加、而且必须在几分钟内加注完毕。但是与加油站不同的是,汽、柴油以液体存在,可以启动泵直接加注,而氢气需要增压设备先增压到要求的压力,到高压储罐。加氢站的高压储罐每加注一辆车,压力就会下降,下降到一定水平时需要增压设备启动增压;同时增压设备前的管束车随着氢气的消耗,压力慢慢下降。所以,加氢站增压设备运行具有如下基本特点:

    1、频繁启/停;

    2、前后工况条件不稳定;

    3、由于氢气成本,增压设备停机后不能随便卸载放空。

    氢能车辆要普及,也就是将来加氢站布局和数量、至少要与现在的加油站一样。如此数量和布局的加氢站,必要要求加氢站的各项设施装备的维修维护是:简、易、快,不需要专业性很强的人员就能完成维修维护、否则难谈普及。所以,加氢站还必须具有如下特点:

    4、加氢站配套设备维修维护简、易、快;

    5、只需配备指定人员的接受培训后就可以胜任维修维护工作。

    Hofer公司从上世纪末就开始在欧洲为加氢站配套压缩机,至今积累了丰富经验、并形成了定型的基本成套压缩机结构形式。Hofer液压驱动活塞式压缩机可以具有:气体无污染、无泄漏、带载启/停、无限次数启/停、维修维护简单、便捷等特点。

    但是用户在选型配套压缩机时必须与先进行技术条件的澄清,明确用户的工况条件和环境条件,制造商也会提出相针对的技术方案和对用户提出的现场公用工程条件,以确保成套设备的安全、可靠、性能稳定地运行。

    切忌没有一套增压设备可以适用于任何条件下的加氢站,否则必然后期会出问题。

    同时,还需注意如下技术特性:

    1)、设备的防护温度等级一般为:       T1或者T2足够;

    2)、电气设备的防护温度等级一般为:   T3或者T4足够,IP55;

        但是对于油预热器要求温度等级为: T6

    3)、仪表防护温度等级一般为:         T6, IP65或66;

    4)、压缩机排气阀出口温度工艺要求一般不超过200°C;

       5)、压缩机进气温度不能低于5°C

    6)、压缩机进气温度越高,该级的压缩比就会越小。这是因为进气温度高会导致排

        气温度升高,换言之,适应的入口压力范围就会缩小。



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