一种制氢加氢站用压缩机系统的制作方法

本技术属于压缩机，尤其涉及一种制氢加氢站用压缩机系统。

背景技术：

1、随着生态环境保护的重视，为了减少二氧化碳的排放，氢能源的发展已是大势所趋。现有的制氢加氢站通常通过电解水制氢装置将水电解为氢气并储存起来，在电解过程中，电解水制氢装置白天利用太阳能发电和夜晚谷电制氢，再利用压缩机将氢气增压至所需压力进行储存，但受制于制氢效率以及天气原因，在需要较多氢气时，通常会使用长管拖车进行补气。

2、在位制氢加氢站上用于氢气存储和缓冲的容器一般分为2-3个压力区间，在制氢装置停机期间，需要将低压区和中压区的气体增压至高压区，以满足制氢装置停机期间的加氢需要，将低压区和中压区的气体增压至高压区一般分为下述几种工况：通过电解水装置制得的氢气压力通常在1.6-2mpa，在将电解水装置制得的氢气增压至中压缓冲罐时，需要将氢气增压到45-50mpa，需要使用压缩比大约在27左右的压缩机系统；而长管拖车中的氢气压力通常在5-20mpa，在将长管拖车中的氢气增压至中压缓冲罐时，需要使用压缩比大约在4左右的压缩机系统；在将中压缓冲罐中的气体增压至高压缓冲罐时，需要将氢气增压到70-90mpa，需要使用压缩比大约在2左右的压缩机系统；在将电解水装置制得的氢气或长管拖车中的氢气直接增压至高压缓冲罐时，则需要使用压缩比大约在50左右的压缩机系统。为了实现上述氢气压缩多种工况，会在位制氢加氢站中配备多种压缩比不同的压缩机系统，这就导致在用户使用时操作较为复杂，并且多种压缩机系统整体的占用空间较大，同时使用成本大大提高。

技术实现思路

1、本技术提供了一种制氢加氢站用压缩机系统，以解决上述技术问题中的至少一个技术问题。

2、本技术所采用的技术方案为：

3、一种制氢加氢站用压缩机系统，包括液压单元、压缩单元以及冷却单元，所述液压单元驱动所述压缩单元工作以对低压氢气进行增压压缩，所述冷却单元为所述压缩单元降温，所述压缩单元包括第一压缩缸以及通过气体管路与所述第一压缩缸串联的第二压缩缸，所述压缩机系统还包括控制单元，所述控制单元可根据工况控制所述第一压缩缸和/或所述第二压缩缸启动或关闭，以向外输出不同压力的氢气。

4、本技术中的所述制氢加氢站用压缩机系统还具有下述附加技术特征：

5、所述压缩单元包括第一压缩状态以及第二压缩状态，位于所述第一压缩状态时，所述第一压缩缸和所述第二压缩缸两者之一启动，两者之另一关闭；位于所述第二压缩状态时，所述第一压缩缸和所述第二压缩缸同时启动。

6、所述第一压缩缸和所述第二压缩缸均为两级压缩缸。

7、所述第一压缩缸和所述第二压缩缸压缩等级不同，且所述第一压缩状态包括低压缩位和高压缩位。

8、所述第一压缩缸为三级压缩缸，所述第二压缩缸为一级压缩缸，位于所述低压缩位时，所述第一压缩缸关闭，且所述第二压缩缸启动；位于所述高压缩位时，所述第一压缩缸启动，且所述第二压缩缸关闭。

9、所述第二压缩缸包括第一气缸和第二气缸，所述第一气缸和所述第二气缸均通过所述气体管路与所述第一压缩缸的出气端连通。

10、所述第二压缩缸的出气口通过所述气体管路与外界连通，且所述气体管路包括并联的高压出气管以及中压出气管。

11、所述压缩机系统还包括设于所述高压出气管和所述中压出气管上的电磁阀，所述控制单元可控制所述电磁阀开闭以使所述高压出气管或所述中压出气管与所述出气口连通。

12、所述冷却单元包括换热器和缓冲器，所述第一压缩缸和所述第二压缩缸之间、第一压缩缸的各气缸之间以及所述第二压缩缸的各气缸之间均顺次设有所述换热器和所述缓冲器。

13、所述压缩机系统还包括过滤器，所述第一压缩缸和所述第二压缩缸之间、第一压缩缸的各气缸之间以及所述第二压缩缸的各气缸之间均设有所述过滤器。

14、由于采用了上述技术方案，本技术取得的有益效果为：

15、1.本技术通过将压缩单元设置为包括第一压缩缸以及通过气体管路与所述第一压缩缸串联的第二压缩缸，且控制单元可根据工况控制所述第一压缩缸和/或所述第二压缩缸启动或关闭，以向外输出不同压力的氢气，使得制氢加氢站在使用压缩机系统进行氢气增压时，用户可以根据不同的工况控制控制装置，从而使控制装置来控制第一压缩缸和/或第二压缩缸启动或关闭，如当需要输出较大压缩比的氢气时，控制装置可控制第一压缩缸和第二压缩缸同时工作，以使氢气在第一压缩缸压缩后再进入到第二压缩缸内进行压缩，从而实现氢气的多级压缩，使得氢气压缩比大大提高；当需要输出较低或者中等压缩比氢气时，控制装置可控制第一压缩缸或第二压缩缸的其中一个进行工作，而另一个仅充当氢气流过的通路，使氢气仅由一个压缩缸进行加压，从而使得氢气压缩比不至于过高。实现了一个压缩机系统便可满足多种工况需求下氢气不同压力的输出，使氢气压缩操作更加方便快捷，提高了压缩机系统的适用性，同时有助于降低压缩机系统的占用空间，提高制氢加氢站整体结构的紧凑性，避免了在针对不同工况而需要选用不同压缩机系统来进行加压导致整机结构过大且成本较高的情况。

16、2.作为本技术的一种优选实施方式，通过将所述压缩单元设置为包括第一压缩状态以及第二压缩状态，且位于所述第一压缩状态时，所述第一压缩缸和所述第二压缩缸两者之一启动，两者之另一关闭，即：如在制氢加氢站需要将电解水制氢得到的氢气增压到中压缓冲罐，或者，需要将中压缓冲罐的氢气增压至高压缓冲罐中，又或者，需要将长管拖车中氢气增压至高压缓冲罐中时，第一压缩缸和第二压缩缸两者之一启动，两者之另一关闭，以实现对氢气降低压缩比加压；同时压缩单元位于所述第二压缩状态时，所述第一压缩缸和所述第二压缩缸同时启动，即：如在制氢加氢站需要将电解水制氢得到的氢气增压到高压缓冲罐时，第一压缩缸和第二压缩缸同时启动，以实现多级压缩，使得氢气压缩比大大提高，满足高压缩比的需求。

17、3.作为本技术的一种优选实施方式，通过将第一压缩缸和第二压缩缸均设置为两级压缩缸，使得控制装置可控制第一压缩缸和第二压缩缸中的任意一个启动工作便可实现最高9倍压缩比的增压，可以将中压缓冲罐的余压控制的很低，且倒气效率较高。

18、4.作为本技术的一种优选实施方式，通过将第一压缩缸和第二压缩缸压缩等级设置为不同，且第一压缩状态包括低压缩位和高压缩位，使在需要进行较低压缩比时，可选用压缩等级最低的压缩缸进行增压，以位于低压缩位，在需要进行中等压缩比时，可选用压缩等级中等的压缩缸进行增压，以位于高压缩位，使得第一压缩状态的压缩比进一步细化，进一步满足了不同工况的需求，进一步提高了压缩机系统的适用性，满足了用户使用需求。

19、5.作为本技术的一种优选实施方式，通过将所述第一压缩缸设置为三级压缩缸，所述第二压缩缸设置为一级压缩缸，使得在需要对氢气进行较低压缩比时，仅将第二压缩缸启动工作以位于低压缩位，便可以实现氢气的小幅度增压；在氢气需要最高实现27压缩比时，仅将第一压缩缸启动工作以位于高压缩位，便可实现氢气的中等幅度增压，进一步提升了压缩机系统的适用性。

20、6.作为本技术的一种优选实施方式，通过将第二压缩缸设置为包括第一气缸和第二气缸，且所述第一气缸和所述第二气缸均通过所述气体管路与所述第一压缩缸的出气端连通，使得第二压缩缸在对第一压缩缸排出的氢气进行增压时，通过第一气缸和第二气缸可以同时实现对氢气的增压，有助于提高氢气增压效率，缩短整体增压时间。

21、7.作为本技术的一种优选实施方式，通过将气体管路设置为包括并联的高压出气管以及中压出气管，使得氢气在通过第二压缩缸向外排出时，中等压力的氢气可以通过中压出气管向外排出，且较高压力的氢气可以通过高压出气管向外排出，可将不同出气管安装在需要进气的部件上，如可将高压出气管安装在高压缓冲罐上，而中压出气管可安装在中压缓冲罐上，相较于通过一根出气管实现中压和高压气体向外排出的形式而言，避免了将出气管在各部件之间切换的情况，不仅有助于提高整体工作效率，同时还能避免由于长时间的拆卸导致排气管与各部件之间连接配合不紧密造成排气时气体外泄的情况，保证排气的顺利进行。

22、8.作为本技术的一种优选实施方式，通过将冷却单元设置为包括换热器和缓冲器，且所述第一压缩缸和所述第二压缩缸之间、第一压缩缸的各气缸之间以及所述第二压缩缸的各气缸之间均顺次设有所述换热器和所述缓冲器，使得氢气在各气缸和各压缩缸之间流动时，经过换热器的多级冷却能够大大降低由于气体压缩导致气体热量过高的情况；同时通过多级缓冲器缓冲能够使排气时的压力更加稳定，避免未设置缓冲器导致过早出气或者过晚封闭单向阀导致单向阀频繁跳动且压力波动较大的情况，保证排气的顺畅性。

23、9.作为本技术的一种优选实施方式，通过设置过滤器，且所述第一压缩缸和所述第二压缩缸之间、第一压缩缸的各气缸之间以及所述第二压缩缸的各气缸之间均设有所述过滤器，使得氢气中的杂质以及缩缸工作过程中产生的磨屑能够在过滤器中被过滤掉，避免杂质通过气体管路走向下游并最终排出的情况，提高排出氢气的纯净度。并且设置多级过滤器能够大大提高过滤效果，避免杂质的残留。