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壓縮機作為加氫站的核心設備,在氫氣增壓中發(fā)揮著重要作用。目前國內(nèi)加氫站常用的氫壓縮機主要有隔膜壓縮機、液驅(qū)壓縮機和離子液壓縮機。隔膜壓縮機和液驅(qū)壓縮機主要用于儲氫壓力不大于45MPa離子液壓縮機主要用于儲氫壓力90MPa國內(nèi)壓力等級的加氫站壓縮機仍在開發(fā)中,主要依靠進口。
1.1隔膜壓縮機
隔膜壓縮機有一個特殊的膜片,將壓縮氣體與外界開。在隔膜壓縮機中,氣缸的功能由膜腔完成。膜腔由圓形表面的蓋板和彈性膜組成。膜周圍緊固在蓋板和身體之間。當膜上下彎曲變形時,膜腔內(nèi)的體積發(fā)生變化,從而完成氣體的壓縮和排氣。金屬膜片隔膜壓縮機采用液力驅(qū)動膜片,可靠近蓋板穹頂表面,相對間隙小,氣體與液體之間的膜片非常薄,壓縮過程中散熱良好。目前,金屬隔膜壓縮機的更高排氣壓力可達70MPa,但由于膜片變形量有限,處理氣體量一般較小。
圖1隔膜式壓縮機工作原理示意
1.2液驅(qū)壓縮機
液體驅(qū)動壓縮機的動力缸直接連接到往復泵的工作室,往復泵的活塞驅(qū)動壓縮機的活塞通過液體(主要是油)完成氣體壓縮。液體驅(qū)動壓縮機的中間是兩個對應的氣缸,柱塞是壓縮氫氣的活塞,上部是控制滑動閥,以釋放動力氣缸中的油。這種結(jié)構(gòu)可以做成多列,所以功率更大。
圖液驅(qū)壓縮機工作原理示意圖
1.3.三離子液壓縮機
自動化、航空航天、電子電器或能源領(lǐng)域通常使用離子液體。離子液體本身幾乎不可壓縮,幾乎沒有蒸汽壓力,可以取代金屬在等溫條件下產(chǎn)生高壓,可以長期運行,無需維護,節(jié)約能耗。與普通壓縮機相比,離子液壓縮機結(jié)構(gòu)簡單,零件大大降低,維護方便。目前已用于國外部分天然氣加氣站和氫能供應站,更大排氣壓力可達90MPa以上。
各類壓縮機對比分析
隔膜壓縮機、液驅(qū)壓縮機和離子液壓縮機的性能比較見下表1。
表1隔膜壓縮機、液驅(qū)壓縮機和離子液壓縮機的性能比較
國內(nèi)許多壓縮機制造商在隔膜壓縮機和液體驅(qū)動壓縮機的技術(shù)研發(fā)方面越來越成熟,相當一部分加氫站已經(jīng)開始應用完全本地化的氫壓縮機。但相對而言,國產(chǎn)壓縮機的穩(wěn)定性和可靠性有待提高。目前,我國相當一部分加氫站設備供應商采購進口壓縮機頭作為核心部件,配套輔助部件采用國內(nèi)采購組裝。這樣,對于而言,不僅提高了設備的可靠性,而且降低了設備的采購成本。目前已在中國建成或在建MPa隔膜壓縮機或液驅(qū)壓縮機多用于加氫站。由于價格高,離子壓縮機更適合加注壓力高的70MPa加氫站。
重慶融能機電設備股份有限公司是一家集研發(fā)、生產(chǎn)、成套、銷售、安裝、維護等為一體的綜合性高新技術(shù)企業(yè),“專精特新企業(yè)”,重慶首批國家知識產(chǎn)權(quán)貫標企業(yè)。主要提供CNG加氣站成套設備、 LNG加氣站成套設備、 高壓空壓站成套設備、 加氫站成套設備、 石油化工壓縮機成套設備、 PET吹瓶空壓站成套設備、 熱交換系統(tǒng)成套設備、 等服務。
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