燃料电池汽车加氢站设计与工程建设实践

燃料电池汽车加氢站设计与工程建设实践加氢站对于燃料电池汽车的进展有着积极的推动作用。燃料电池(Fuel Cell)是氢能使用最重要的技术之一，作为一种电化学反应装置，其不经过燃烧，直接将化学能转化成电能。燃料电池技术广泛应用于汽车工业领域，与传统的燃机相比，燃料电池具有更高的能源转换效率，而且由于其反应的产物是水，不产生任何的污染物和温室气体，实现了真正的零排放。我国燃料电池汽车事业的进展基本与世界同步，在政府的能源、环保战略，进展速度仍在不断加快。2.1 加氢站储氢量根据对世博期间燃料电池公交车、燃料电池轿车和燃料电池观光车3 类共 196 辆氢燃料电池汽车在世博园区外进行示运行。燃料电池汽车每日行驶里程和单位里程耗氢量进行估算，所有燃料电池汽车的日最大氢气需求量约 600kg。考虑供氢安全系数和工程实际情况，站设置两辆长管拖车，其储氢量约 560kg，储存压力不大于20MPa。站固定储氢瓶组储氢量约 500kg，储存压力不大于45MPa。站总储氢量约 1060kg，属于三级站。该站选择离站制氢(Off-site)的模式，采纳氢气长管拖车将小于20MPa 的压缩氢气从生产单位运送进站后再通过站压缩机将氢气增压卸载至站高压储氢瓶组，以不大于 45MPa 的压力储存。车辆加氢时，从储氢瓶组中输出氢气，通过加氢机充装到燃料电池汽车的车载储氢瓶中。加氢站是对高压氢气的储存、输配、加注等技术的综合应用，世博加氢站系统主要包括：氢气源(站外供氢)、氢气压缩系统(氢气压缩机)、氢气储存系统(高压储氢瓶组)、氢气加注系统(加氢机).此外还有高压氢气管线、阀门组件和安全、控制系统等[6]，加氢站的工艺流程由图所示。氢气长管拖车将小于 20MPa 的压缩氢气从氢气生产单位运送进加氢站，氢气经卸气柱卸载后通过氢气压缩机增压至 43.8MPa 储存到站固定储氢瓶组中，氢气长管拖车也可作为站的一级储氢装置，当对车辆加氢时，通过多级取气的模式从储氢瓶组中输出氢气，通过加氢机充装到燃料电池汽车的车载储氢瓶中。2.4 加氢站总平面布局加氢站是甲类火灾危险眭设施，必须在设计上保证其安全可靠。在加氢站进行站址选择和站建、构筑物与设备平面布局设计时，必须符合市城市规划和站区防火安全的要求，参照市地方规《燃料电池汽车加氢站技术规程》，确保加氢站与站外重要公共建筑物、明火或散发火花地点、民用建筑和厂房、库房、储罐、铁道、铁路、架空通信线、架空电力线路等保持足够的防火距离满足表 1 的要求。在进行...