加氢站加氢预冷系统及方法与流程

技术特征：
1.一种加氢站加氢预冷系统，其特征在于，包括液氢储罐，所述液氢储罐通过输送管路依次连接柱塞泵、第一换热器、汽化器、顺序控制盘、第二换热器、加氢机；所述第一换热器与第二换热器之间设置有换热循环系统，所述换热循环系统包括水冷箱，所述水冷箱与所述第一换热器之间通过第一循环管路连接，所述水冷箱与第二换热器之间通过第二循环管路连接；所述输送管路、第一循环管路、第二循环管路上设置有若干控制管路启闭的阀门；控制单元，包括plc控制器、若干温度变送器和若干压力变送器，所述plc控制器通过所述温度变送器所收集的温度信息和压力变送器所收集的压力信息，进而控制所述阀门和换热循环系统的启闭。2.根据权利要求1所述的加氢站加氢预冷系统，其特征在于，所述第一循环管路包括由所述水冷箱流向所述第一换热器的第一输出管路和由所述第一换热器回流至所述水冷箱的第一回流管路；所述第二循环管路包括由所述水冷箱流向所述第二换热器的第二输出管路和由所述第二换热器回流至所述水冷箱的第二回流管路；所述第一回流管路和第二回流管路上均设置有与所述控制单元电连接并受其控制的循环泵。3.根据权利要求2所述的加氢站加氢预冷系统，其特征在于，所述第一输出管路、第一回流管路、第二输出管路和第二回流管路上均设置有至少一个温度变送器。4.根据权利要求1所述的加氢站加氢预冷系统，其特征在于，所述柱塞泵与换热器之间的输送管路上设置有所述温度变送器、压力变送器和阀门；所述柱塞泵和汽化器之间连通有附加管路，所述附加管路上设置有控制其启闭的阀门；所述plc控制器根据所述温度变送器和压力变送器的信息控制阀门的启闭进而控制液氢的流通管路。5.根据权利要求1所述的加氢站加氢预冷系统，其特征在于，所述汽化器与所述顺序控制盘之间设置有辅热器和安全阀，且所述顺序控制盘还连通有储氢器，所述储氢器包括低压、中压、高压储氢器，所述顺序控制盘控制氢气进行顺序储氢，以及所述加氢机的顺序取氢。6.根据权利要求1所述的加氢站加氢预冷系统，其特征在于，所述阀门的类型包括单向阀、旋塞阀、压力安全阀、电磁阀、气动阀、手阀中的一类或多类；所述第一换热器为液氢与冷媒之间的换热，是液-液换热，通过冷媒对液氢的冷量进行回收利用，所述第二换热器为加氢换热器，是利用液氢换热后的冷媒将氢气冷却，为液-气换热。7.根据权利要求1所述的加氢站加氢预冷系统，其特征在于，所述水冷箱中的冷媒介质为乙二醇水溶液，所述换热循环系统配备有急停按钮，以便于在紧急情况下停止运作。8.一种基于权利要求1所述加氢站加氢预冷系统而实施的加氢站加氢预冷方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）经柱塞泵将液氢加压并泵送至第一换热器，通过换热循环系统的第一循环管路进行一次换热，利用水冷箱中的冷媒储存液氢的冷能；（2）经所述第一换热器一次换热后的液氢进入汽化器进行汽化，并由顺序控制盘控制
进行顺序储存至储氢器内；（3）氢气进入加氢机前，进入第二换热器进行二次换热，经一次换热后的冷媒通过换热循环系统的第二循环管路对氢气进行降温，使所述加氢机的进气温度低于-40℃。9.根据权利要求8所述的加氢站加氢预冷方法，其特征在于，启闭所述换热循环系统的控制逻辑为：当设置在所述水冷箱与第二换热器之间的温度变送器检测到温度＞-40℃时，所述plc控制器打开所述循环泵，使所述换热循环系统开始运作；当设置在所述水冷箱与第二换热器之间的温度变送器检测到温度＜-42℃时，所述plc控制器关闭所述循环泵，使所述换热循环系统停止运作；当设置在所述水冷箱与第二换热器之间的温度变送器检测到温度＞-38℃时，所述plc控制器再次打开所述循环泵，使所述换热循环系统开始运作，如此往复循环。10.根据权利要求8所述的加氢站加氢预冷方法，其特征在于，当所述柱塞泵停止运行时，所述换热循环系统将停止运作；当紧急情况下人为按下所述急停按钮时，所述换热循环系统将紧急停止运作。

技术总结
本发明公开了一种加氢站加氢预冷系统及方法，旨在解决现有技术在加氢预冷过程中会造成较大能源浪费的技术问题。所述预冷系统主要包括通过输送管路依次连接的液氢储罐、柱塞泵、第一换热器、汽化器、顺序控制盘、第二换热器和加氢机，所述第一换热器和第二换热器之间设置有换热循环系统对液氢汽化过程中所释放的热量进行回收利用，所述预冷系统还包括控制单元，所述控制单元包括若干压力变送器、若干温度变送器和PLC控制器，所述PLC控制器通过所述温度变送器所收集的温度信息和压力变送器所收集的压力信息，控制阀门和换热循环系统的启闭。所述方法基于所述预冷系统而实现。本发明操作简单方便，易于实现，且减少了能耗，避免了能源浪费。了能源浪费。了能源浪费。


技术研发人员：李明昕 周亮 田冠亚 李俊杰 黄景龙
受保护的技术使用者：正星氢电科技郑州有限公司
技术研发日：2022.05.27
技术公布日：2022/8/12