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加氢站用紧缩机技能获得颠覆性打破羿弓氢能或成黑马…
来源:欧宝体育娱乐官网在线入口    发布时间:2023-07-01 23:15:47
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  氢能因来历广泛、清洁无碳,被视为完结交通运送范畴大规划深度脱碳的最佳挑选。日益增长的燃料电池轿车商场需求一个强壮的加氢站网络。大力开展氢燃料电池轿车,基础设施必需求先行。加氢站的数量、加氢快捷性已成为燃料电池轿车产业开展的要害环节。

  加氢站由卸氢体系、增压体系、储氢体系和加氢体系组成。卸气体系首要是由运送氢气的长管拖车和卸气柱组成,经过卸气柱将长管拖车上的氢气卸载。在整个加氢站中,最中心的设备是氢气紧缩机、高压储氢罐、氢气加注机。其间,氢气紧缩机作为完结氢气增压的设备,其功能和耐久性直接决议着加氢站的规划和后期保护本钱,是最为要害的中心单体设备,本钱约占加氢站建造本钱的35%。

  加氢站用紧缩机首要有隔阂式紧缩机、液驱式紧缩机以及离子紧缩机。现阶段,三种技能道路中隔阂式紧缩机和液驱式紧缩机运用最多,两者的运用份额大约为7:3。

  隔阂式紧缩机之所以成为现在商场运用干流,首要因为隔阂式紧缩机具有紧缩过程中不受污染、无泄漏,紧缩比大,排气压力高级优势,较契合当时阶段加氢站对氢气紧缩机的技能要求。现在国内首要的加氢站挑选运用隔阂式紧缩机。但从已投入运用的加氢站隔阂式紧缩机实践运转情况看,还面临着如下亟待处理的问题:

  1.对加氢站工况习惯缺乏,毛病率较高。加氢站特有的“频频启停、变工况、带载启停”的工况,导致隔阂式氢气紧缩机毛病率较高。为尽量削减频频启停对寿数的影响,传统隔阂式氢气紧缩机在无需增压运转的情况下,会挑选经过自循环管路进行空载运转,故意不断主电机,这也给加氢站带来了不必要的一部分能耗。为尽量削减变工况对稳定性和寿数的影响,不少加氢站需求为隔阂式氢气紧缩机增配大容积缓冲容器或减压体系。添加数万元建造本钱,但依然无法很好处理上述问题。

  2.修理便当性较差、保护本钱高。隔阂式氢气紧缩机组织十分复杂,修理所需的操作空间和工作量较大,修理单件起吊分量常常超越1吨,需求专业吊装东西操作,修理空间四周不能小于2.0m,修理时部分中心零部件(如气阀)依然依靠进口,本钱高、交期长,保护本钱高。

  3.体积分量大,不利于加氢站灵敏布局。隔阂式氢气紧缩机撬装尺度较大,占地面积遍及超越10平方米。从加氢站的规划建造趋势看,在现有加油站基础上晋级的归纳动力站是一大趋势。较大的占地面积、需求预留较高的修理空间,不利于氢站的灵敏布局。此外,隔阂式氢气紧缩机分量较重,以45MPa-500kg@12h隔阂紧缩机为例,干流品牌产品分量在8-10吨,需求专门浇筑地基满意承重及抗振荡的要求,添加数十万元建造本钱。

  4.排量存在瓶颈,高压技能老练度不高。现在国内加氢站建造仍以面向商用车为主,运用比较多的仍是45MPa-500kg紧缩机,但加氢站关于高压力、大流量的未来需求趋势现已十分显着。在相同的储氢容积下,高压力意味着车辆有更长的续航路程和更优的经济性,数据显现,70MPa氢气比35MPa要多出67%的续航路程。在高压范畴,国产化隔阂紧缩机技能老练度和竞争力较差,国外技能老练度相对较高,国内有老练运用的90MPa高压氢气紧缩机尚不多见。一起,跟着氢能商用车渐成规划,加氢站在有限的建造用地上满意大规划车队加注,最佳途径便是增大紧缩机的排量。因为加氢站的上述开展趋势,意味高压、大排量将是商场用户对站用紧缩机的重要需求。

  综上,现有各类站用氢气紧缩机各有好坏,但短时间内无法满意高压、大排量、国产化的开展需求。一起,加氢站投建、运营方关于氢气紧缩机安全性、牢靠性、操作及运维便当性、全生命周期经济性等方面的需求没有得到充沛满意,商场亟待一种统筹传统隔阂式、液驱式优势的“兼美”型产品呈现。

  2022年6月,上海羿弓氢能科技有限公司宣告正式发布“液驱隔阂式紧缩机”。液驱隔阂式紧缩机是一种新式的氢气紧缩机,专门针对加氢站运用需求而研制,相较传统隔阂式紧缩机和液驱活塞式紧缩机,汲取了两者的优势,规避了两者的下风。2022年下半年,羿弓氢能液驱隔阂式紧缩机推向商场,现在已有包括45MPa、90MPa固定式加氢站、制加氢一体站、移动式加氢站的多个运用事例。

  据悉,上海羿弓氢能科技有限公司首要成员来历于航空航天、核工业范畴,自2018年起开端进行氢气紧缩范畴的立异技能研究,其全球开创“液驱隔阂式”氢气紧缩机计划技能根由为太空紧缩机技能。“在轨燃料补加”作为我国空间站工程的要害技能,太空紧缩机是该技能的中心,该紧缩机特点是15年长寿数免保护、整机一体化冷却、习惯空间微重力环境、轻量化及125倍超大紧缩比。

  羿弓氢能开创团队将航天级计划降维运用于加氢站用氢能紧缩机范畴,研制出的加氢站用液驱隔阂式紧缩机,具有传统隔阂紧缩机的确保气体肯定洁净、密封性好、单级紧缩比高、散热功能好等优势,一起也兼备液驱活塞式紧缩机的习惯频频启停、带载启停、变工况运转、可修理性好(模块化)、可完结灵敏串/并联进步排气压力或排量等优势。液驱隔阂式紧缩机可习惯加氢站的变工况、频频启停等需求,一起整机模块化规划、占地面积小等方面使其具有较高的经济性。

  液驱隔阂式氢气紧缩机经过液压泵直驱+高频换向阀替代传统的曲柄连杆+活塞、皮带传动,在紧缩过程中有用确保气体肯定洁净,单级紧缩即可完结大于10的紧缩比。产品研制过程中,完结整机5,000h寿数实验,在没有替换损耗件的前提下完结了无毛病运转,远远超越国内外动力职业对设备的实验要求,膜片、阀门经过10,000h寿数测验检测。

  从加氢站的实践运用看,液驱隔阂式紧缩机与传统隔阂式紧缩机比较,具有如下优势:

  1.可经过驱动、增压单元多级串并联,满意超大排量需求,习惯未来加氢站更大加注才能的需求;

  2.奇妙的模块化规划,45MPa产品与90MPa产品组件通用性高达90%,只需求替换一个组件,可完结45MPa产品向90MPa晋级,满意35MPa加氢站向70MPa加氢站快速晋级的需求,大大进步了加氢站投建及运营方的灵敏性;

  3.完美习惯加氢站“频频启停、变工况、带载启停”的特别工况,削减加氢站设备投入;

  4.模块化规划,尺度极端紧凑,占地面积、整机体积、分量均仅为传统隔阂式紧缩机的50%左右,十分有利于加氢站、制加氢一体站、归纳动力站的灵敏布局,且不需求额外做地基建造,节省建造本钱;

  5.整机要害部件如柱塞泵、气阀、膜片、换向阀、溢流阀等,均为自主研制并出产。其间,高压柱塞泵技能是国家 35项“卡脖子”技能之一,羿弓氢能液驱隔阂式紧缩机装备的高压柱塞泵填补了国内空白;高牢靠氢气阀门源于核工业范畴长寿数、立异规划计算方法、资料挑选、加工工艺均为国内领先水平。液驱隔阂式紧缩机要害组件完全自主可控,替换便当、运维本钱低,大大下降产品全生命周期运用本钱;

  6.单模块分量不超越0.3吨,修理空间四周仅需0.6m;产品奇妙规划自带吊装东西,维保时不需求额外装备吊装设备,仅需1人操作,运维极端便当。

  1.整机防爆认证:一切电气元件均满意氢气环境1区防爆等级(GB3836和 GB50058),完结整机防爆认证,满意更高等级运用要求;

  2.安全防护设备:在进气/排气路、液压路设置多个安全设备,确保设备不超压;

  3.防呆体系规划:在规划阶段,考虑设备反常情况应对,设置“防呆”计划。可有用预警:膜片决裂、排气温度过高、油温过高、油箱液位过低、振荡加重、火点监测等;

  4.组件安全测验:承压部件的全出产周期质量把控及功能测验;安全阀及压力仪表等中心部件在安装前均承受严厉的第三方组织标定校验。

  此外,羿弓氢能的液驱隔阂式站用紧缩机均装备“羿氢云”数字孪生运维渠道,该渠道为职业界首个地的站用紧缩机智能处理计划,包括设备办理、实时数据监控、历史数据检查、事情音讯提示、工单办理等,可以完结紧缩机长途操控、无人值守运转以及毛病预警,大大进步站用紧缩机安全性、保证性、运维便当性。

  2023年5月,羿弓氢能研制团队宣告发2.0版液驱隔阂式站用紧缩机,引起职业广泛重视。据羿弓氢能官方发布信息,2.0版产品与初代产品比较,具有如下晋级优势:

  紧缩机的实践排量巨细直接关乎加氢站的运维经济性,紧缩机许多部件、子体系都会对紧缩机的排量构成影响。羿弓氢能的二代机从体系视点动身,在紧缩机余隙容积、气阀的启闭特性、体系油液需求匹配、柱塞泵容积功率、膜腔内的温度操控等方面进行了活跃的探究和优化,每一细分变量均经过充沛理论证明,并经过实测验证。二代机在同工况、相同功耗的条件下,排量较一代机进一步进步10%。

  膜片的牢靠性直接决议隔阂式紧缩机整机的牢靠性。羿弓氢能研制团队在改进膜片的运动形状、大幅下降膜腔温度、优化膜片上下止点的应力水平等方面进行了很多的优化迭代,对膜片在不同工况下(变工况、频频启停、带载启停等工况)的习惯性做了很多的测实验证,使膜片寿数较一代产品进步10%以上。

  柱塞泵是液驱隔阂紧缩机的“心脏”,羿弓氢能的研制团队经过对柱塞缸/泵壳的流道优化、柱塞缸/柱塞/滑靴的合作方法优化、滑靴的资料优化、油阀动态特性优化等,将柱塞泵容积功率在一代产品基础上进步4%,牢靠性更高,为整机功能进步及新机型的开发供给了有力的支撑。

  紧缩机在低吸气压力、大压比的工况下,会发生较高的排气温度,会进一步影响气阀密封件及内件、膜头密封件、乃至膜头、膜片的运用寿数。羿弓氢能的二代产品经过愈加精密的余隙操控、愈加高效的膜头冷却,结合液压油的高效冷却,将极限工况的排气温度下降40°C以上。有用的紧缩、排气气温操控,极大地改进了气阀、膜头密封件、膜片的工况环境,大幅下降密封件提早失效的概率,气阀、密封件等的牢靠性和运用寿数都得到较大起伏进步。

  当时加氢站供氢干流方法仍为管制车供氢,管制车的余压水平直接影响了氢气的均匀运送本钱。受制于较高的排气温度,常见站用紧缩机一般主张最低吸气压力操控在7-8MPa以上,大大下降了氢气的利用率。羿弓氢能二代产品经过大幅下降排气温度,在膜头温度可控的前提下,可以将管制车余压操控在4.8MPa,大幅进步了氢气的利用率。

  二代产品经过对油路体系冷却方法的全新规划,将额外工况油温下降30°C以上,极大进步了液压体系的传动功率,进步了液压光滑的牢靠性,一起也进步了液压体系密封件的牢靠性及运用寿数,进一步进步了整机能效。

  二代产品经过对膜头组件的进一步优化,将双侧油侧膜头合二为一,机头尺度缩小到仅1.3mx0.75mx0.78m(长宽高),体积较一代机头削减近50%,削减到传统隔阂式机头的20%以下;分量仅1.6吨。极致的小型轻量化不只获得了进步液压体系容积功率、进步整机刚度完结减振、有用降造本钱等多重收益,还使内部修理空间进一步添加,进步了可修理性,也使液驱隔阂式紧缩机可以适配未来愈加灵敏的氢能运用场景,在制加氢一体站、归纳动力站等场景下运用具有显着的优势。

  获益于国家“双碳”方针及氢燃料电池轿车演示城市群方针,国内加氢站建造显着提速,加氢站氢气紧缩机也迎来开展快速期。据高工产研氢电研究所(GGII)《2022年我国加氢站商场调研陈述》,2021年我国加氢站用氢气紧缩机商场规划约为2.1亿元,同比完结翻番。GGII估计,2025年我国加氢站用氢气紧缩机商场规划将到达7亿元以上,2021-2025年均复合增长率超越35%。据我国氢能联盟估计,到2050年,我国加氢站存量将到达10000座,年产值也将超越千亿。

  关于日益增长的商场需求而言,加氢站氢气紧缩机正走在完全完结国产化的“破局”之路上。“液驱隔阂式”紧缩机习惯高压大流量的趋势,凭仗其高牢靠性、高安全性、高经济性、高灵敏性、高便当性的显着优势,或将以“黑马”姿势,敏捷成为下一代加氢站用紧缩机干流产品。


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