一种全自动氢气充装系统及充装方法与流程

本发明涉及氢能利用供应，具体为一种自动安全充装氢气的装置及充装方法

背景技术：

1、氢能属于清洁可再生能源，目前国内主流氢气充装站普遍采用plc预设程序半自动充装模式，核心依靠人工辅助完成阀门切换、工况调节、故障排查、参数校准等操作，只要加强管理手段，就可以有效避免氢气充装的异常工况。但是通过管理的手段，不能实现人机工程的最大化，必须增加工艺技术措施，才能够提高人效，降低出错的概率。

2、氢气充装除了需要解决氢气压缩机的启停操作，还要考虑充装过程中出现异常工况如何快速安全平稳的将充装系统转换至安全状态的问题以及管束车到达设定压力，充装系统自动转换至空载状态，氢气槽车充装容积自动准确计算。

3、申请号202311036429.1公开了一种基于车联网的氢气充装监控方法及装置，该专利详细讲述了车联网的氢气充装监控方法及装置，涉及车联网及能源数据监控技术，精准获取加氢行为数据，但是该专利未体现出如何全流程自动化充装作业，在充装过程中出现异常工况，系统如何快速切换至安全稳定的方法。

4、申请号202410102179.5公开了一种用于氢气充装识别的管束式集装箱自动计量方法，该专利详细介绍了氢气充装识别管束式集装箱自动计量方法，自动计算该集装箱的充装量，但是该专利只是减少了人工计量的时间，没有实现高效充装的过程，针对氢气充装的全流程效率提升不明显。

5、申请号202610160314.0公开了一种氢气充装站安全联锁监控方法及系统，通过特征提取从多源监测数据中生成异常状态标识集,并结合工艺布局分析其时空关联性,智能推演出异常传导路径，提高氢气充装站安全联锁监控的自适应能力，但是该专利只是采用监控方法，没能实现全流程自动高效充装作业。

6、申请号202511025195.x公开了基于图像识别技术的充氢站的氢气充装识别方法及系统，该专利主要是充氢站利用图像识别技术及系统，采集充氢枪连接区域的可见光图像与红外热像图；通过构建候选匹配区域集；空间重合度判定与泄漏趋势识别：监测反光强度梯度与低温扩散区域的空间重合度变化，当重合度超过预设重合度阈值并呈持续扩展趋势时，生成氢气泄漏警报。该技术没有实现氢气发生泄漏后，充装系统第一时间转换至安全平稳状态的功能。

技术实现思路

1、为了解决上述背景技术中所提到的技术问题，本发明提供自动安全充装氢气的装置，采用的技术方案如下：

2、包括由多台压缩机组成的压缩机组，每台压缩机上部连接有管线且管线上连接有切断阀a和切断阀b；

3、压缩机一侧连接有管线且管线上连接有放散塔；

4、压缩机底部连接有管线且管线由上至下依次连接有切断阀c、温度表、压力表、切断阀d和多台充装柜；

5、充装柜一侧连接有管线且管线上连接有切断阀e和放散塔；

6、充装柜内设置有管线且管线上连接有切断阀f和软管，软管一端连接有槽车。

7、进一步的，压缩机为隔膜压缩机。

8、进一步的，压缩机可以将充装的气体增压至20mpa；

9、进一步的，压缩机内部设置有管线且管线上连接有切断阀g和缓冲罐；

10、缓冲罐一侧通过管线连接有一级缸，一级缸上连接有曲轴箱，曲轴箱上连接有二级缸，一级缸上部连接有管线且管线上连接有切断阀h，二级缸上部连接有管线且管线上连接有切断阀i；

11、一级缸一侧连接其上带有一级冷凝器、一级排气缓冲分离罐的管线且该管线与二级缸连接；

12、二级缸一侧连接其上带有二级冷却器、二级排气缓冲分离罐、切断阀j的管线且该管线与充装柜连接；

13、二级排气缓冲分离罐一侧连接其上带有切断阀k的管线且该管线与放散塔连接。

14、进一步的，二级排气分离缓冲罐与缓冲罐通过管线连接且管线上连接有切断阀m。

15、进一步的，充装方法包括以下步骤：

16、1）充装前智能自检与工况匹配：

17、dcs实时判定压缩机启动条件：润滑油油温≥10℃、无急停、无联锁、无设备故障；

18、中控切自动模式下发启机指令，压缩机5s内自检全部切断阀位：阀位正常进入空载待机，阀位异常弹窗报警、启机失败，故障消除后方可重启；

19、现场按下充装按钮，系统校验槽车静电接地、充装柜温压测点，确认预充装量设置完成后，压缩机切换加载、自动开启切断阀开始充装；

20、2）自动化安全充装：

21、槽车静电接地脱落：切断阀关、压缩机切空载；

22、充装柜/厂房可燃气体泄漏报警：压缩机切空载并按程序停机；

23、3）槽车压力达到设定值，系统自动关闭切断阀，压缩机转为空载，充装总管温、压数据上传智慧物流系统，自动核算充装量；

24、4）出现以下任一工况，系统立刻切断充装，压缩机先切空载再停机，装置回归安全状态：

25、充装总管压力、温度数据异常；

26、压缩机空载压力＜0.1mpa；

27、充装加载工况下吸气压力＜1.2mpa；

28、触发压缩机任意工艺联锁。

29、本发明具有以下优点：本发明的目的在于克服现有氢气充装作业人工依赖度高、工况适配性差、安全防控滞后、作业效率低的技术缺陷，实现充装前充装条件检测，具备充装条件才可以全流程自动充装，充装过程中异常工况下充装系统自动切换至安全模式，充装结束自动上传充装数据，自动生产充装量，充装状态自动切换至空载状态，既提高充装效率，又提高了充装作业的安全性。

1.一种全自动氢气充装系统，其特征在于，包括由多台压缩机（1）组成的压缩机组，每台压缩机（1）上部连接有管线且管线上连接有切断阀a（2）和切断阀b（3）；

2.根据权利要求1所述一种全自动氢气充装系统，其特征在于，压缩机（1）为隔膜压缩机。

3.根据权利要求1所述一种全自动氢气充装系统，其特征在于，压缩机（1）可以将充装的气体增压至20mpa。

4.根据权利要求1所述一种全自动氢气充装系统，其特征在于，压缩机（1）内部设置有管线且管线上连接有切断阀g（14）和缓冲罐（15）；

5.根据权利要求1所述一种全自动氢气充装系统，其特征在于，二级排气分离缓冲罐（24）与缓冲罐（15）通过管线连接且管线上连接有切断阀m（27）。

6.根据权利要求1-5任一项所述一种全自动氢气充装系统，其特征在于，充装方法包括以下步骤：