一种具有通风报警隔离功能的加氢站及氢气泄漏处理方法与流程

本发明属于加气站设备，具体为一种具有通风报警隔离功能的加氢站及氢气泄漏处理方法。

背景技术：

1、随着全球人口与经济持续增长，城市化、工业化和交通运输部门对能源的需求日益提高，传统化石燃料和石油供应逐渐紧张。

2、氢能作为一种新型二次能源，具有储量丰富、燃烧热值高、经济效益高和对环境友好等诸多特点，是未来最有潜力大规模应用推广的能源类型之一。

3、氢燃料电池汽车产业在氢能产业中占据重要地位，是氢能应用的关键领域之一。加氢站作为氢燃料电池汽车产业发展的重要基础设施，其全球布局逐步拓展。

4、加氢站的安全问题是加氢站建设首要考虑的问题之一。在这样的高压环境中，频繁地使用加注系统易发生氢气泄漏事故，尤其是加氢站罩棚覆盖区域，氢气容易发生积聚，对加氢站的安全性带来很大的挑战。根据《加氢站技术规范》的要求，罩棚内表面应平整，坡向外侧不得积聚氢气；当罩棚顶部设有封闭空间时，封闭空间内应采取通风措施，并应设置氢气浓度报警装置。因此，为确保加氢站的安全，迫切需要一种通风装置与泄漏报警装置共同作用，确保氢气在加氢站罩棚覆盖区域内无法积聚的加氢站罩棚。

技术实现思路

1、针对以上问题，本发明提供一种具有通风报警隔离功能的加氢站及氢气泄漏处理方法，实现了加氢站可以迅速响应氢气泄漏事件，快速排除泄漏的氢气，并根据不同泄漏情况，进行不同的针对性处理措施，尤其是针对加氢机重点区域可以进行单独的隔离和综合处理措施，极大的降低加氢站发生爆炸的概率和火灾风险。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

3、一种具有通风报警隔离功能的加氢站，包括罩棚和加氢机，所述罩棚底面呈v型或下凸的圆弧形；所述罩棚上分布有通风装置；所述通风装置包括若干竖向安装的通风管道，通风管道贯穿罩棚上下面，通风管道上端口构成排风口，通风管道内部安装有防爆型轴流风机；所述加氢机上方设置有防护隔离器；所述防护隔离器两侧分布有喷雾器，防护隔离器底部设置有腔体和用于打开腔体的翻盖，腔体内设置有折叠防护罩和氢气传感器；所述翻盖通过电磁锁关闭，所述翻盖上分布有通孔；所述防护隔离器顶部与其正上方的通风管道连通；与防护隔离器连通的通风管道上分支连接有处理管道，连接处设置有三通阀，处理管道末端连接氢气回收或处理设备；所述氢气传感器，防爆型轴流风机，三通阀通过有线或无线传输通讯与控制处理中心连接；当氢气传感器感应到腔体内氢气浓度超过阈值时，电磁锁驱动，并打开翻盖，使得折叠防护罩下降罩住加氢机及其周边区域。

4、本发明通过罩棚的v型或下凸圆弧形设计，配合竖向安装的通风管道和防爆型轴流风机，实现有效的气体流动和排风，减少氢气积聚风险；防护隔离器和喷雾器的设置，可在检测到氢气泄漏时，快速隔离危险区域并降低氢气浓度，提高加氢站的安全性。

5、具体工作原理是：罩棚设计有利于气体流动，通风管道和防爆型轴流风机构成强制通风系统，排除罩棚内的氢气；防护隔离器通过底部的腔体和翻盖实现隔离区域的封闭，翻盖上的通孔允许气体流通；氢气传感器监测到氢气泄漏时，控制处理中心启动相应设备，电磁锁打开翻盖，折叠防护罩下降隔离加氢机，同时喷雾器喷雾降低氢气浓度。

6、作为上述方案的进一步改进，所述加氢机上或周边设置有泄漏报警装置；所述泄漏报警装置实时监测加氢机区域氢气的体积分数，通过无线传输通讯将实时数据传输给控制处理中心。

7、上述改进的技术效果为：加氢机上或周边设置的泄漏报警装置能够实时监测氢气体积分数，并通过无线传输将数据发送至控制处理中心，实现早期预警，提高应急响应速度。泄漏报警装置中的氢气传感器持续监测加氢机区域的氢气浓度，变送器将监测数据转换为电信号，通过无线传输模块发送至控制处理中心，实现远程监控和数据收集。

8、作为上述方案的进一步改进，所述泄漏报警装置包括氢气传感器、变送器和声光报警器。

9、上述改进的技术效果为：结合氢气传感器、变送器和声光报警器构成的泄漏报警装置，能够在检测到氢气泄漏时发出声光报警，提醒现场人员采取应急措施。氢气传感器检测到氢气泄漏后，变送器将信号转换并传输至声光报警器，触发报警，发出声光信号警示现场人员。

10、作为上述方案的进一步改进，所述折叠防护罩由罩体和用于支撑罩体的环形骨架组成；所述罩体由柔性防火材料构成；所述环形骨架沿罩体长度方向均匀分布在罩体上。

11、上述改进的技术效果为：折叠防护罩的设计提供了一个灵活且防火的隔离方案，能够快速响应并覆盖加氢机及其周边区域，减少氢气泄漏带来的风险。折叠防护罩由柔性防火材料构成的罩体和环形骨架组成，能够在氢气泄漏时通过控制处理中心的指令快速下降，覆盖加氢机区域，形成物理隔离。

12、作为上述方案的进一步改进，所述防护隔离器为空心盒体状，底面为v型或下凹的圆弧形。

13、上述改进的技术效果为：防护隔离器的空心盒体状设计和底面的v型或下凹圆弧形有利于气体流动和收集，提高隔离区域的安全性。防护隔离器的空心设计使其可以作为气体收集和隔离的空间，底面的v型或下凹圆弧形设计有助于引导气体流向通风管道，实现有效隔离。

14、作为上述方案的进一步改进，所述罩棚通过支撑柱设置在地面；所述加氢机位于对应的两支撑柱之间；所述防护隔离器两端安装在支撑柱上。

15、上述改进的技术效果为：罩棚通过支撑柱设置在地面，配合加氢机和防护隔离器的布局，提供了一个结构稳固、操作方便的加氢站设计。罩棚由支撑柱固定在地面上，形成稳定的结构，加氢机位于支撑柱之间，便于操作和维护，防护隔离器两端安装在支撑柱上，确保隔离区域的稳定和安全。

16、作为上述方案的进一步改进，所述排风口处设置有顶盖，顶盖底部设置有v型分流结构；通风管道内的气体经v型分流结构分流，由两个通风出口排出。

17、上述改进的技术效果为：顶盖和其底部的v型分流结构设计，能够更有效地管理和分流排出的气体，减少对周围环境的影响。通风管道内的气体通过v型分流结构被分流，并从两个通风出口排出，增加了气体排出的效率和安全性。

18、作为上述方案的进一步改进，所述氢气回收或处理设备安装在远离加氢机的位置，通过管道与处理管道连接，管道内安装有防爆型轴流风机。

19、上述改进的技术效果为：氢气回收或处理设备远离加氢机的布局，降低了设备运行风险，并通过防爆型轴流风机确保气体流动安全。氢气回收或处理设备通过管道与处理管道连接，防爆型轴流风机在系统中运行，促进气体流动，确保氢气安全地从加氢站排出并进行回收或处理。

20、作为上述方案的进一步改进，所述氢气回收或处理设备为吸附装置或燃烧处理设备。

21、上述改进的技术效果为：氢气回收或处理设备的多样性，吸附装置或燃烧处理设备提供了灵活的处理方案，可以根据实际情况选择最合适的处理方法。根据氢气的性质和处理需求，氢气回收或处理设备可以是吸附装置，用于吸附和存储氢气；或燃烧处理设备，用于安全燃烧氢气，转化为水蒸气和二氧化碳。

22、一种加氢站的氢气泄漏处理方法，采用上述具有通风报警隔离功能的加氢站，包括如下步骤：

23、1)泄漏报警装置实时监测加氢机区域的气体体积分数，氢气传感器实时监测防护隔离器内腔中的氢气体积分数，并以无线传输通讯将实时数据传输给控制处理中心；

24、2)控制处理中心对数据与所设置的报警下限进行对比；当泄漏报警装置监测到数据异常，超过报警下限，控制处理中心远程控制防爆型轴流风机和声光报警器；

25、3)三通阀关闭通风管道与处理管道的连通口，防爆型轴流风机运行，促进罩棚内外气体流通，加快稀释氢气可燃气云团；声光报警器以“声”和“光”两种信号提醒现场工作人员撤离，远离危险区域；

26、4)当氢气传感器监测到防护隔离器中的氢气浓度超过设定值后，控制处理中心控制电磁锁关闭，折叠防护罩下降，将加氢机及其周边区域罩住，三通阀打开通风管道与处理管道的连通口，启动氢气回收或处理设备，使得折叠防护罩内产生吸力，将加氢机及其周边区域的气体吸入通风管道内，并进入到氢气回收或处理设备进行回收或净化处理；喷雾器打开，水雾扩散在折叠防护罩外部周边区域中，从而降低空气温度，稀释氢气，减少蒸汽压力。

27、上述氢气泄漏处理方法，通过实时监测、快速响应和有效隔离，最大限度地减少氢气泄漏带来的风险。泄漏报警装置和氢气传感器实时监测氢气浓度，控制处理中心根据数据远程控制相关设备，包括防爆型轴流风机、声光报警器、三通阀、电磁锁和氢气回收或处理设备，实现氢气的快速稀释、隔离和处理。

28、本发明的有益效果为：

29、1、使用安装有防爆型轴流风机的通风装置，与安装有无动力风球的通风装置相比，它不受限于环境因素，配合通风管道结构的巧妙设计，更有效地将罩棚覆盖区域泄漏气体排出，避免氢气在罩棚覆盖区域的积聚；

30、2、使用装有顶盖的通风装置，保证在恶劣天气条件下，通风装置能及时排雨排雪，保证通风管道内及出口端无障碍物，避免给设备带来的损坏及不便；

31、3、安装在加氢机附近的泄漏报警装置，实时监测该区域的氢气体积分数变化，当监测数据异常时，控制中心通过无线传输通讯控制轴流风机和声光报警器运行，第一时间对罩棚覆盖区域进行通风，并提醒现场工作人员撤离，远离危险区域，充分保证加氢站加氢过程的安全性。

32、本发明产生的有益效果：

33、1.实时监测与报警：通过氢气传感器和泄漏报警装置的实时监测，可以及时检测到氢气泄漏并发出预警，提高应急响应速度。

34、2.快速物理隔离：防护隔离器和折叠防护罩的设计能够在检测到氢气泄漏时迅速隔离加氢机及其周边区域，减少人员暴露在危险环境中的风险。

35、3.提高通风效率：罩棚的v型或下凸圆弧形设计，配合竖向安装的通风管道和防爆型轴流风机，有效提高了气体流动和排风效率，降低氢气积聚的风险。

36、4.氢气回收与处理：通过与氢气回收或处理设备，如吸附装置或燃烧处理设备的连接，可以实现泄漏氢气的回收或安全处理，减少对环境的影响。

37、5.自动化控制：氢气传感器、防爆型轴流风机、三通阀等设备通过有线或无线传输通讯与控制处理中心连接，实现自动化控制，提高处理效率和安全性。

38、6.喷雾降温与稀释：喷雾器的使用可以在氢气泄漏区域形成水雾，降低空气温度，稀释氢气，减少蒸汽压力，从而降低爆炸风险。

39、综上所述，本发明通过综合监测、隔离、通风、回收和处理等多项技术措施，有效解决了加氢站氢气泄漏时的安全问题，提高了加氢站的安全性和可靠性，保障了人员和设备的安全。