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產(chǎn)品資訊

高壓氫氣充裝設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)

有些氯堿企業(yè)把氫氣加壓至20MPa后充裝到氫氣撬裝車、氫氣鋼瓶等,再為下游用氫企業(yè)服務(wù)。這樣降低了成本節(jié)約了社會(huì)資源。下面介紹下高壓氫氣充裝設(shè)計(jì)過程中注意的問題。

1 氫氣充裝選址要求

1.1 因氫氣屬于易燃易爆氣體,在考慮選址時(shí),最好將氫氣充裝布置在常年最小風(fēng)頻率向下的風(fēng)側(cè),并應(yīng)遠(yuǎn)離有明火或火花的位置。不得布置在人員密集地段和主要交通要道。

1.2氫氣壓縮機(jī)廠房易獨(dú)立布置,嚴(yán)禁與其他建筑物混建。

1.3 所建裝置最好設(shè)置不燃燒的實(shí)體圍墻,其高度不應(yīng)低于2.5m。

2 氫氣壓縮機(jī)的選型要求

2.1 氫氣壓縮機(jī)組的選型要求

壓縮機(jī)一般分為透平式和容積式兩大類。壓縮機(jī)的選擇完全取決于使用單位的技術(shù)要求。例如,氣體種類,容積排量,壓力等。對(duì)于高壓(20MPa及以上)的氫氣,只能采用隔膜式和活塞式壓縮機(jī)。

活塞式氫氣壓縮機(jī)的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是:效率高,機(jī)組控制系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單,氣量調(diào)節(jié)時(shí)排氣壓力幾乎不變,可靠性高。

隔膜式壓縮機(jī)具有壓縮比大,壓力范圍廣,密封性好的特點(diǎn)。由于它的氣腔不需要任何潤滑,從而保證了壓縮氣體的純度。特別適合易燃易爆,有毒有害,高純度氣體的壓縮、輸送和罐裝。

根據(jù)排氣壓力的不同,一般分為單級(jí)和兩級(jí)壓縮。一級(jí)壓縮一般從0.1MPa到1MPa,二級(jí)壓縮一般從1MPa到20MPa,流量一般為5~1000m3/h。

從安全角度考慮,一般選用隔膜式壓縮機(jī)輸送氫氣。

2.2 氫氣壓縮機(jī)材料要求

安全性、經(jīng)濟(jì)性和維修方便是選擇高壓氫氣壓縮機(jī)的基本要求,在保證安全的前提下,盡量做到經(jīng)濟(jì)、維修便利。一般在高溫高壓下,奧氏體不銹鋼能避免氫氣的晶間腐蝕,氫氣壓縮機(jī)通常選擇316奧氏體不銹鋼材質(zhì)。

2.3 氫氣壓縮機(jī)控制保護(hù)系統(tǒng)要求

隔膜式壓縮機(jī)配置以下基本保護(hù)點(diǎn)。

1)4個(gè)缸體部件膜片破裂保護(hù)。當(dāng)膜片破裂時(shí),控制系統(tǒng)報(bào)警停機(jī)。

2)齒輪泵潤滑油油壓保護(hù)。當(dāng)齒輪泵油壓低于設(shè)定值時(shí),控制系統(tǒng)報(bào)警停機(jī)。

3)主軸瓦潤滑油溫度保護(hù)。

4)排氣溫度保護(hù)。

5)冷卻水流量保護(hù)。

6)曲軸潤滑油油溫保護(hù)。

7)進(jìn)氣壓力保護(hù)。

8)排氣壓力保護(hù)。

3 工藝管道設(shè)計(jì)

3.1 管道連接

由于氫氣容易泄露,因此氫氣管道采用焊接方式連接。壓力大于2.5MPa的法蘭采用凸凹或梯形槽結(jié)構(gòu)。壓力小于10MPa的墊片采用聚四氟乙烯或金屬纏繞式。壓力大于10MPa的墊片采用硬鋼紙板或退火紫銅板。

3.2 管道流速

管道流速控制在8~15m/s.

3.3 管線振動(dòng)

工工藝看,低壓部分壓縮后氣體經(jīng)緩沖到高壓入口,然后加壓到20,低壓出口緩沖罐影響管道內(nèi)氣流脈動(dòng),造成管道振動(dòng)。為減少管道振動(dòng),應(yīng)盡可能減少管道彎頭數(shù)量,管道走向盡可能少走彎路。適當(dāng)增加管道支架和管道的剛度。

4 氫氣充裝系統(tǒng)安全要求

在氫氣管道上應(yīng)設(shè)置超壓泄放安全閥;

為了平衡氫氣壓縮機(jī)入口壓力,防止喘振發(fā)生,應(yīng)設(shè)置氫氣回流閥;

氫氣系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置氮?dú)獯祾叻趴臻y,系統(tǒng)停車排氮放空管應(yīng)接至室外安全處;

設(shè)置氣瓶內(nèi)余氣及含氧量測(cè)試儀表;

所裝的撬裝車與接管之間應(yīng)加設(shè)拉斷閥,防止撬裝車事故滑動(dòng)時(shí)拉壞管道閥門。

另外。來自離子膜電解系統(tǒng)的氫氣中的水含量較高,對(duì)隔膜式壓縮機(jī)的膜片會(huì)產(chǎn)生一定的影響。因此,最好在壓縮機(jī)入口前增設(shè)水除霧器和干燥器。

文章作者:李學(xué)斌,楊振東(遼寧方大工程設(shè)計(jì)有限公司 )

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