一种具备氢气取样检测功能的加氢机及其加氢方法

技术领域

本发明涉及加氢机相关领域，具体为一种具备氢气取样检测功能的加氢机及其加氢方法。

背景技术

氢能凭借其热值高、来源广、燃烧产物无污染等优势，成为21世纪的绿色能源，是实现碳达峰和碳中和的重要抓手。常见的氢能基础设施包括加氢站、液氢工厂、制氢工厂、氢气运输管道等，其中加氢站占比最高。

根据GB/T 37244-2018《质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气》的要求，氢燃料电池汽车的燃料氢气浓度应高于99.97％。目前现有的加氢站用的氢气大多采购于气体制造厂，站内并未设置氢气纯度的复检装置，无法获取管束车卸车时的氢气纯度，若将纯度不达标的氢气加注到后端氢燃料电池汽车内，极有可能造成燃料电池中毒现象，对加氢站及加氢站用户带来巨大损失和隐患。基于此，实用新型CN213900710U发明了一种带有氢气检测分析功能的卸气柜，在卸气柜内设置的氢气检测仪可对卸车氢气及后端高压加注氢气进行检测分析；

现有技术存在以下缺点：

1、一般而言，氢气的污染物主要来源于氢气压缩机，若只检测前端的卸车氢气，可能会出现卸车氢气合格而加注氢气不合格的现象，检测结果的可信度降低。

2、若将后端高压氢气引入卸气柜内进行检测，一方面，考虑到实际加氢站内卸气柜与加氢机距离可达数十米，造成高压氢气的浪费现象；另一方面，检测时间包含了氢气传送时间与检测时间，检测的响应速度降低，降低加氢站的安全性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具备氢气取样检测功能的加氢机及其加氢方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具备氢气取样检测功能的加氢机，包括高压氢气入口、气源入口、泄放出口、加氢枪以及氢气气体分析仪,所述高压氢气入口与所述氢气气体分析仪之间设有取样分析管路，对加注口近端的氢气进行检测，提高氢气检测的可信度及响应速度，所述气源入口与所述氢气气体分析仪之间连接设有气源取样分析管路，可用于辅助分析气源污染的原因，所述高压氢气入口与所述加氢枪之间形成加氢管路，从而能够对合格的氢气进行加氢处理，所述加氢管路上连接有备用管路，能够保证加氢管路的正常运行。

作为优选，所述加氢管路包括连接在所述高压氢气入口与所述加氢枪之间的氢气进口阀、过滤器、调压阀、氢气出口气动阀、以及拉断阀，当正常对氢气进行加注时，使氢气通过高压氢气入口进入，依次通过氢气进口阀、过滤器、调压阀、氢气出口气动阀、以及拉断阀，最终通过加氢枪加注至氢燃料电池汽车内。

作为优选，所述取样分析管路包括连接在所述高压氢气入口与所述氢气气体分析仪之间的氢气进口阀、过滤器、调压阀、取样进口阀、取样进口启动阀、第二单向阀、减压阀，氢气通过高压氢气入口进入，依次通过氢气进口阀、过滤器、调压阀、取样进口阀、取样进口启动阀、第二单向阀、减压阀，最后进入到所述氢气气体分析仪内，对氢气进行分析。

作为优选，所述气源取样分析管路包括连接在所述气源入口与所述氢气气体分析仪之间的气源取样进口阀、第四单向阀、取样进口启动阀、第二单向阀、减压阀，氢气通过气源入口进入，依次通过气源取样进口阀、第四单向阀、取样进口启动阀、第二单向阀、减压阀，最后进入到所述氢气气体分析仪内，对氢气进行分析。

作为优选，所述备用管路包括连接在所述氢气进口阀和所述过滤器之间的备用气入口阀，所述备用气入口阀另一端连接设有备用气瓶，当氢气纯度检测不达标，启用备用气瓶，保证加氢机的正常加注。

作为优选，所述调压阀与所述泄放出口之间设有主路泄放管路，所述主路泄放管路还包括主路泄放气动阀、第三单向阀、泄放管路，进而能够通过所述泄放出口排出。

作为优选，所述拉断阀与所述泄放管路之间设有加氢枪泄放管路，所述加氢枪泄放管路还包括第一单向阀，进而能够通过所述泄放出口排出。

作为优选，所述氢气气体分析仪与所述泄放管路之间连接设有检测泄放管路，所述检测泄放管路还包括取样泄放气动阀，进而能够通过所述泄放出口排出，

作为优选，所述减压阀与所述之间设有安全泄放管路，所述安全泄放管路还包括安全阀，从而能够防止氢气超压导致的氢气气体分析仪失效。

作为优选，所述第三单向阀、第一单向阀、取样泄放气动阀、安全阀均可阻止外部空气进入。

一种具备氢气取样检测功能加氢机的加氢方法，包括以下步骤：

步骤一：对新到的气源进行取样检测，先将气源接入气源入口开展一次氢气气体检测，此时气源取样进口阀、取样进口启动阀、减压阀均为开启状态；

步骤二：取样完成后关闭气源取样进口阀、取样进口启动阀，在氢气气体分析仪的作用下对其进行分析，待检测完成后开启取样泄放气动阀进行泄放；

步骤三：在每次氢气加注前，对氢气进行检测，调压阀打开、取样进口阀、取样进口启动阀进行取样，取样完毕后，关闭取样进口阀、取样进口启动阀，待检测完成后开启取样泄放气动阀进行泄放；

若氢气纯度检测不达标，立即关闭氢气进口阀与压缩机，开启主路泄放气动阀进行泄放，泄放完毕后开启备用气入口阀，用备用高纯高压氢气进行加注，加注完毕后，关闭氢气出口气动阀。

作为优选，步骤二中若检测不达标，则不允许管束车的卸车作业；当气源检测合格后，加氢站正常工作。

综上所述，本发明有益效果是：

1、本发明通过在加氢机内配备高压氢气取样分析管路，对加注口近端的氢气进行检测，提高氢气检测的可信度及响应速度；同时配备气源取样分析管路，可用于辅助分析气源污染的原因。

2、本发明通过安装备用管路，能够在检测不合格时保证加氢机的正常运行，避免影响车辆的加氢工作。

附图说明

为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种具备氢气取样检测功能的加氢机整体结构示意图；

附图中标记分述如下：1-高压氢气入口；2-氢气进口阀；3-过滤器；4-调压阀；5-取样进口阀；6-氢气出口气动阀；7-拉断阀；8-加氢枪；9-第一单向阀；10-取样泄放气动阀；11-氢气气体分析仪；12-安全阀；13-减压阀；14-第二单向阀；15-取样进口启动阀；16-第三单向阀；17-主路泄放气动阀；18-第四单向阀；19-气源取样进口阀；20-气源入口；21-泄放管路；22-泄放出口；23-备用气入口阀；24-备用气瓶。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

下面结合图1对本发明进行详细说明，其中，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1视图方向的前后左右上下的方向一致，图1为本发明装置的正视图，图1所示方向与本发明装置正视方向的前后左右上下方向一致。

请参阅图1，本发明提供的一种实施例：一种具备氢气取样检测功能的加氢机，包括高压氢气入口1、气源入口20、泄放出口22、加氢枪8以及氢气气体分析仪11,所述高压氢气入口1与所述氢气气体分析仪11之间设有取样分析管路，对加注口近端的氢气进行检测，提高氢气检测的可信度及响应速度，所述气源入口20与所述氢气气体分析仪11之间连接设有气源取样分析管路，可用于辅助分析气源污染的原因，所述高压氢气入口1与所述加氢枪8之间形成加氢管路，从而能够对合格的氢气进行加氢处理，所述加氢管路上连接有备用管路，能够保证加氢管路的正常运行。

另外，在一个实施例中，所述加氢管路包括连接在所述高压氢气入口1与所述加氢枪8之间的氢气进口阀2、过滤器3、调压阀4、氢气出口气动阀6、以及拉断阀7，当正常对氢气进行加注时，氢气通过高压氢气入口进入，依次通过氢气进口阀2、过滤器3、调压阀4、氢气出口气动阀6、以及拉断阀7，最终通过加氢枪8加注至氢燃料电池汽车内。

另外，在一个实施例中，所述取样分析管路包括连接在所述高压氢气入口1与所述氢气气体分析仪11之间的氢气进口阀2、过滤器3、调压阀4、取样进口阀5、取样进口启动阀15、第二单向阀14、减压阀13，氢气通过高压氢气入口1进入，依次通过氢气进口阀2、过滤器3、调压阀4、取样进口阀5、取样进口启动阀15、第二单向阀14、减压阀13，最后进入到所述氢气气体分析仪11内，对氢气进行分析。

另外，在一个实施例中，所述气源取样分析管路包括连接在所述气源入口20与所述氢气气体分析仪11之间的气源取样进口阀19、第四单向阀18、取样进口启动阀15、第二单向阀14、减压阀13，氢气通过气源入口20进入，依次通过气源取样进口阀19、第四单向阀18、取样进口启动阀15、第二单向阀14、减压阀13，最后进入到所述氢气气体分析仪11内，对氢气进行分析。

另外，在一个实施例中，所述备用管路包括连接在所述氢气进口阀2和所述过滤器3之间的备用气入口阀23，所述备用气入口阀23另一端连接设有备用气瓶24，当氢气纯度检测不达标，启用备用气瓶24，保证加氢机的正常加注。

另外，在一个实施例中，所述调压阀4与所述泄放出口22之间设有主路泄放管路，所述主路泄放管路还包括主路泄放气动阀17、第三单向阀16、泄放管路21，进而能够通过所述泄放出口22排出。

另外，在一个实施例中，所述拉断阀7与所述泄放管路21之间设有加氢枪泄放管路，所述加氢枪泄放管路还包括第一单向阀9，进而能够通过所述泄放出口22排出。

另外，在一个实施例中，所述氢气气体分析仪11与所述泄放管路21之间连接设有检测泄放管路，所述检测泄放管路还包括取样泄放气动阀10，进而能够通过所述泄放出口22排出，

另外，在一个实施例中，所述减压阀13与所述21之间设有安全泄放管路，所述安全泄放管路还包括安全阀12，从而能够防止氢气超压导致的氢气气体分析仪失效。

另外，在一个实施例中，所述第三单向阀16、第一单向阀9、取样泄放气动阀10、安全阀12均可阻止外部空气进入。

一种具备氢气取样检测功能加氢机的加氢方法，包括以下步骤：

步骤一：对新到的气源进行取样检测，先将气源接入气源入口20开展一次氢气气体检测，此时气源取样进口阀19、取样进口启动阀15、减压阀13均为开启状态；

步骤二：取样完成后关闭气源取样进口阀19、取样进口启动阀15，在氢气气体分析仪11的作用下对其进行分析，待检测完成后开启取样泄放气动阀10进行泄放；

步骤三：在每次氢气加注前，对氢气进行检测，调压阀4打开、取样进口阀5、取样进口启动阀15进行取样，取样完毕后，关闭取样进口阀4、取样进口启动阀15，待检测完成后开启取样泄放气动阀10进行泄放；

若氢气纯度检测不达标，立即关闭氢气进口阀2与压缩机，开启主路泄放气动阀17进行泄放，泄放完毕后开启备用气入口阀23，用备用高纯高压氢气进行加注，加注完毕后，关闭氢气出口气动阀6。

另外，在一个实施例中，步骤二中若检测不达标，则不允许管束车的卸车作业；当气源检测合格后，加氢站正常工作。

以上所述，仅为发明的具体实施方式，但发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在发明的保护范围之内。因此，发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。