1月10日—12日,由势银(TrendBank)主办、势银能链承办的“2021势银氢能与燃料电池产业年会”在上海东方佘山索菲特大酒店正式举行。
本次年会上,中鼎恒盛气体设备(芜湖)有限公司创始人兼董事长罗克钦发表了题为《国产化压缩机提速、助力氢能快速发展》的演讲。
罗克钦表示,加氢站压缩机不是靠资本去烧钱就能把设备烧出来,设备能够可靠的运转,还得静下心来把技术搞好,脚踏实地的把设备做好才行;有氢气地方就有中鼎恒盛。
以下是演讲全 :
感谢势银给我们机会在这儿展现一下中鼎恒盛,演讲的标题是《国产化压缩机提速、助力氢能快速发展》。目前国内做加氢站压缩机的厂家越来越多,国产化也是一个不可逆的趋势,也都是在为我们国家的氢能发展做贡献。
但是我还是那句话,加氢站压缩机的压力高,也是一个机械的设备,它不是靠资本去烧钱就能把设备烧出来的,设备能够可靠的运转,那还得静下心来把技术搞好,脚踏实地的把设备做好才行。
先简单介绍一下我们中鼎恒盛。中鼎恒盛就是做隔膜压缩机的,目前我们可以把它叫做氢气压缩机的。最早我们是在北京,现在我们的生产基地在安徽芜湖。
这是隔膜压缩机结构原理图,它适合做超高压,散热性能好、密封性能好、不污染压缩介质,这也是我们隔膜压缩机适合用在燃料电池的压缩氢气的原因。
在氢能发展之前,隔膜压缩机在很多领域已经开始运用,包括精细化工、多晶硅,还有核电、航空航天、军事装备、食品医药和科研试验。这是我们现在的生产基地。这是我们的新厂区,刚刚说的7万平米的占地面积,我们要在这个新厂区建压缩机的自动化装配线,要做到数字化和信息化。
这是隔膜压缩机膜片的加工车间,这是隔膜压缩机核心设备的加工现场。
我们公司的愿景是让氢气服务我们,后面要再加一句话就是争取以后有氢气的地方就有中鼎恒盛,我们为氢气厂家服务,也让氢气服务我们。
公司目标就是做您身边值得信赖的隔膜压缩机专家;产品价值是帮您最快速度建设最赚钱的加氢站。这个不是说说而已,我们也是一直在为此努力,第一个是我们交货速度最快,我们现在基本上能够保证最快一个月之内交货的水平。第二个是加氢站怎样最赚钱?首先采购成本要低,然后运营成本也要低,所以我们也一直在为这个目标做努力。
这是我们在加氢站的一些业绩,比较典型的就是郑州宇通杲村加氢站,这个加氢站有四个品牌的压缩机,其中还有两个国外品牌的在一起运行,中鼎恒盛的设备运营情况还是不错的;另外还有佛山顺德强劲加氢站,也是跟国外品牌在一起进行PK。
采购成本这块怎么做省钱?我们这是一个外供氢气加氢站隔膜压缩机的布置图,首先由氢气充装压缩机加到氢气槽车,再拉到加氢站里面,目前加氢站内槽车始终有7MPa左右的氢气是抽不完的,所以我们建议增加一个余氢回收压缩机,让加氢站的氢气运输成本降低。
因为考虑到压缩机分配的问题,所以我们建议余氢回收压缩机的进气压力是1MPa到10MPa,我们两个压缩机抽的气基本上各一半,这样我们原来都是通过45MPa压缩机来完成的工作,现在有一半的工作是由余氢回收压缩机来完成的。
我们可以看到上面余氢回收压缩机压力是20MPa,罐的压力也是20MPa,我们压缩机和罐的成本就会比45MPa的压缩机和储氢罐成本低很多。
下面90MPa的压缩机也是一样道理,目前的90MPa的压缩机多数也是从槽车里面20MPa的压力往下抽,这样的话90MPa压缩机的制造难度是很大的,而且氢气压力比较低,这个压缩机的流量也不大。所以我们建议从45MPa的罐里面进行取气,然后再从40MPa左右的压力增压到90MPa。而且我们加注的时候也是分级,先20MPa加,加到18、19MPa;再通过45MPa来加,加到40MPa左右;剩下的30MPa再用90MPa的罐加,这样90MPa压缩机的流量又会下去一大截,所以整个加氢站内的压缩机、罐的成本都会降低很多。
这是一个场供氢气隔膜压缩机布置图,这是制氢在加氢站站内的,我们也是21MPa压缩机,不需要运输,21MPa罐里面的氢气直接加,45MPa从21MPa的罐里面取氢,90MPa从45MPa里面取氢,道理和上面是一样的。
我们可以看到通过这样的方式,槽车里面的氢气只剩1MPa,剩余5%的氢气需要拉回去,原来7MPa大概有超过三分之一的氢气都要拉回去,这样我们原来可能跑五趟,现在只需要跑三趟,尤其是对于运输成本比较高的地方。
通过余氢回收压缩机降低成本很多,这个设备的成本通过这种方式,有的地方可能一个月、两个月就回来了。因为一天有的地方都要拉两5趟,节省两趟,一天2-3万块钱的运费就省下来了,一个月就是几十万块钱了。
我们刚才说到的,咱们目前35MPa的燃料电池车通过21MPa加氢到我们看到18MPa的位置,基本上一半的氢气就是通过21MPa压缩机就加了一半,剩下的一半我们通过45MPa的罐加,这样,以前我们45MPa的加氢站,比如说有一个500公斤的加氢能力的压缩机,我们再增加一个余氢回收压缩机,我们加氢站的嘉庆能力就会提升到1000公斤;假如原来是1000公斤的站,再增加一个余氢回收压缩机,我们的加氢能力就可以提升到2000公斤,这样我们整个加氢站的采购成本也就降低了。
包括它的运营成本,原来我们都是要把氢气增压到45MPa再给车加,我们现在有一半的氢气我们只需要增压到20MPa,那我们在这个过程中能耗也是降低了很多。这样我们就要做到了省钱、省时、省心。
这是我们加氢站的案例,这是汉南加氢站,2018年就开始运行了,是在武汉的加氢站。
这是上海金山的加氢站,这个就是刚才说的场供氢气的加氢站,它是通过管道把氢气送到了加氢站里面,这个站里面有21MPa的压缩机、有45MPa的、还有林德的90MPa压缩机。
这是佛山强劲加氢站,客户原来想用我们的压缩机作为备用压缩机,但是最后我们的压缩机成了主力了。
这是大同加氢站,这是一个制氢、加氢一体的加氢站。
我再讲一下加氢站压缩机的设计原则,基本原则就是要安全、可靠、方便、经济。
安全的话,我们考虑所有的加氢站压缩机都是无人职守的,一键启停,只要按按钮压缩机就可以远程启动,也可以远程停止,这个是随时都可以启停的,不是外界说的我们隔膜压缩机不能够随时启停的,我们压缩机是可以随时自动启停的,但是它会受到一些条件的约束,比如电动机的要求。
目前加氢站压缩机大多数还都是用的皮带传动,现在很多地方的质检机构要求化工厂的压缩机改用直联的,但是现在加氢站还是在用皮带的,随着慢慢大家对这个标准的认识,后面我们直联的压缩机会越来越多。
因为国内氢能发展初期,大家看到的国外设备都是用皮带的,所以我们现在大多数还采用的是皮带传动方式。
另外,压缩机设计的还有一个最重要的因素就是氢气的排气温度,因为目前很多加氢站的氢气压缩机排气温度都超过了150度。这个是压缩机设计的一个标准:大于或者等于7MPa的工况条件下,富氢的介质温度应该小于等于130度,富氢就是气体里面氢气含量高的情况下,还不是纯氢气,其实纯氢气的条件比这个要求还要高一些,它要求的是140度要 警,150度要停机,这里面的理论基础我们也是能找到的。
因为我们知道金属材料的氢脆,氢脆就是氢气进入了金属材料内部去了,影响了金属材料的性能。另外我们也知道钢材脱氢的办法,是要把钢材的温度加热到200度,钢材里面的氢气就会从材料里面出来,我们把它叫做脱氢。200度的时候氢气能够从金属材料里面出来,意味着氢气在高压条件也可以进入到金属材料里面去的,所以咱们的排气温度不能够超过150度有理论依据的。
目前很多加氢站的压缩机的排气温度有到了200多度,甚至还有300度的,所以排气温度的控制,我个人认为是比较重要的,这里面除了强度和安全的因素以外,排气温度还会对我们的压缩机工作效率有非常大的影响。
我大致计算了一下,排气温度250度和排气温度150度比较,这个效率就会影响24%,就是按照PV/T这个公式来计算。这也是我们压缩机能耗要比其他品牌压缩机能耗低的原因,因为我们的排气温度都控制在150度以内。
另外还有润滑油,也就是液压油,它要起到润滑的作用,它的温度一般在40度是最好的状态,超过55度到70度,它的润滑效果就会大打折扣,排气温度如果特别高的话,直接对我们液压油的润滑作用显著降低,这也是很多压缩机出现了传动问题的原因。
下个原则就是可靠。不管如何设计,我们压缩机运行的时候都要可靠,我们为了提高膜片寿命,使用的是随动阀,油压和气压始终保持恒定压差,这样膜片两边的受力就会好很多,对膜片寿命的提高也会起到保护作用。
另外就是高压管线,现在很多压缩机的管路,包括现场的管路,为了走的好看,他们把管路走的很长、很复杂,其实这对于我们的超高压管线来讲是不安全的,我们应该连接好了两点就可以,尽量让它的路线走的短一些,因为这样的目的除了省材料以外,还有一个就是安全。
另外一个原则就是简单,我们的设备维护要方便、操作要方便、检修要方便。所以我们的压缩机包括更换膜片我们都是水平布置的,有的是立式的,人的个儿都没有压缩机高,我们去拆换膜片就会很难。
最后的原则就是经济,我们要国产化,不国产化,我们加氢站的成本始终就会降不下来,但是现在还是有单位愿意花钱买贵的设备,那也是可以先尝试一下,慢慢对国产化的设备进行了解。
另外就是尽量减少缸头部件数量,能够用一个缸头完成的就用一个缸头,因为液压、气压都是高压的,尽量少一个缸头,难度就会少一倍,可靠性就会提高一倍。还有就能耗和运输成本的问题,余氢回收压缩机是一个不错的选择。
到此结束,谢谢大家。
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