氢听剧场 | 王毅:《加氢站用液驱增压器的挑战和破局》

发表时间:2025-02-27 15:51

氢听剧场

作为CHFE2024极具特色品牌活动之一,累计邀请了超过100位行业专家与企业高管发表主题演讲,以演讲的形式,共同分享氢能行业前沿技术理念及实战干货。


今年氢听剧场与展览深度融合,于A馆二楼成功举办。设有「氢启匠心:装备技术及材料专场」、「氢链之路:制储运加专场」、「氢能进阶:降本增效与多元化应用专场」三大专场,为大家呈现一场氢能与燃料电池技术思想交流“盛宴”!


以下,将陆续发布氢听剧场嘉宾演讲内容速记。





《加氢站用液驱增压器的挑战和破局》



新乡市玖鼎机械有限公司

运营总监   王毅



我今天想跟大家交流一下加氢站用液驱增压器的一些挑战和破局的变化,我想从五个方面总结一下加氢站用液驱增压器的挑战和相关破局怎么做到。


因为时间关系第一章主要总结了一下国内目前对于加氢站建设的一些政策,这里主要想让大家注意一下,中石化第一次提出了一个长远数据性的规划,证明下一步咱们国内加氢站,包括氢能产业应用政策支持和前景还是非常可观的。


这是“十四五”规划31个省提出的不同一些政策,明年是“十四五”期间的最后一年,有的省市已经提出了一些新目标,有的已经完成的已提出的目标。整体来说,氢能的政策还是比较可观的。


这是比较近的,2024年8月份国家政策和一些地方政策,内容有一些多,我就不一一列举了。


这是我总结了一下目前加氢站用主要类型的气态压缩机的优劣缺点,从频繁启停、带压启停、强化地基、维修成本、维修时间、运维成本、设备造价和维修便利性这八个方向来说,液驱压缩机无疑是最适合于加氢站这个工况的压缩机。当然作为液驱压缩机的核心部件,液驱增压器目前依然应用上有很多技术上的挑战。


我总结了液驱增压器目前的挑战主要归结于五个方面:

    第一个是液驱增压器核心零部件使用周期比较短,这个主要体现于气的密封和气缸的耐磨性。

    第二液驱增压器漏气比较严重,有一些设备是会出现这样的情况的。

    第三个是增压过程氢气会被液压油所污染。

    第四个是增压过程中有杂质污染。

    第五个是售后维修比较麻烦。


但是我们玖鼎机械经过8年的设备调研和针对于市场的一些解决办法,我们已经完成了针对于这五个痛点,包括一些技术核心和优化验证,这个我想着重讲一下。


刚才我说的第一个痛点是核心零部件的使用周期较短,主要取决于核心气缸这个零部件既要耐轻脆,又要有很高的硬度,这是很难做到的。现在玖鼎公司推出的自研制的复合型气缸,有几个数据,我们硬度可以达到1400HV,这个硬度状态下的耐磨性和它的使用状态是非常好的。第二个是我们气缸的极致加工精度,因为液驱增压这一块都是无油润滑,干磨的一种状态,所以缸体的光洁度直接决定了漏气的情况和气缸的使用周期。我们的光洁度是所有内孔表面可以加工到0.1以下的光洁度。我们自研制的高分子材料弹性磨量、热膨胀系数跟钢材相比也有更优异的表现,当然从高温上、耐磨上它也是比普通现在常用的金属缸体要好很多的。


第二个是增压过程漏气的问题,其实大家对液驱增压器可能会有一定的误解,觉得液驱增压器比隔膜机漏气有一些严重,但实际上不是这样的。液驱增压器如果做到完全不泄露,从产品本身的角度来讲是无法实现的,但是长时间使用的状态下如何能做到更小的氢气泄露,实际上这个还是有一些技术攻克的。我们首先是核心零部件气缸这里,从尺度、光洁度方面是比较好的。再一个我们整体设备设计上是没有隔离腔,没有隔离羌整体设备长度就会更短,从装备整体的同轴度、直线度来说控制就会更精确,这也是可以做到更平稳的运行,也可以减少氢气的泄露。我们增压器是经过了3000个小时全往复实验的,3000个小时之后氢气泄露量是小于千分之一的。


再一个是大家非常关心的增压过程中漏油,因为液驱增压器它的驱动源是液压油,大家总会觉得驱动源是液压油,会不会跟氢气有混入,实际上这一块从技术的优化是可以避免的。刚才说了我们的极致加工精度和整体设备的运行稳定性,可以做到跟油密封匹配的情况下这个相对来说是比较平稳的。再一个在双道油密封之间设立了一个负压的吸附技术,当这些油密封件运行到一定时间,有一定磨损了,我们通过负压吸附是可以直接检测到是否有微量油的泄露,再一个在整个压缩机的出气端会给客户匹配到气液分离器,这个气液分离器和过滤产品也是我们玖鼎公司在氢能做了十多年前主要的种类产品。


通过这三项保证,是完全可以做到增压过程中气体是不会被油污染的。


第四项杂质污染就更好理解了,液驱增压器使用过程中污染杂质的来源主要是来自于气密封支撑环的磨损,气缸的光洁度相对于钢材来说可以做到更高,这样在运行过程中产生的这些杂质就会更少。其次,我们在入气端、出气端也可以匹配高精度、低流阻、大通径的高精密过滤器,这样在增压过程中是可以做到氢气无杂质污染的。


第五个售后维修麻烦,我觉得算是对液驱压缩机也好,液驱增压器也好一个很大的误解。无论是隔膜机、液驱机还是离子液活塞机、机械活塞机,液驱活塞机的售后维护成本,使用的人工一定是最少的。


我们公司的增压器,首先所有零部件都做了模块化的设计。我先说一个数据,更换气密封实测的时间,两个人操作,1.5小时两个气密封是可以更换到位的。最麻烦的油密封,两个人操作,2.5小时之内也是可以完成所有的密封更换的。两端的缸盖材料是我们公司独立研制的铝合金材料,更轻量化,所以在维护过程中更省人工,也更省力,这是我们售后维修的一些情况。还有售后维修所有的增压器都是可以现场维修的,不用返厂,包括更换过程中液压油也是不用泄空重新装填的。


再一个我想介绍一下我们目前产品的一些种类,现在我们一共开发了大概六大种类的产品,从45兆帕加氢站的增压器到90兆帕加氢站增压器、制加一体增压器,槽车充装,管道运输,无人机、叉车用的小批量增压器,我们现在都已经有了系列化和标准化的产品,可以到我们展位上详细再交流一下。


这是我们公司的一些专利,我们刚才介绍了所有的增压器,包括一些核心气缸的零部件,包括材料,我们都是有完全自主的知识产权。公司现在一共有26项专利,其中6项发明专利,在单一产品上我们知识产权储备相对于同行来说是比较优秀的。


这是我们公司的产品在不同的工况有一些应用,下面如果有感兴趣的客户或者合作商可以到我们展位上深度交流一下。


我今天的分享就到这里,谢谢大家!



▲氢听剧场现场▲




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