加氢站大会 |康普锐斯尹智:国内加氢站存在问题的根源在压缩比

2022-07-25


 【摘要】:

7月13-14日,由势银(TrendBank)主办、丰电金凯威总冠名势银加氢站产业大会”在佛山保利洲际酒店正式举行。

会上,青岛康普锐斯能源科技有限公司董事长兼总经理 尹智发表了题为《加氢站液驱压缩机的创新及国产化之路》的演讲。

 

据尹智介绍,青岛康普锐斯能源科技有限公司于2017年在青岛市西海岸新区成立,致力于液驱增压技术的开发、应用,以及高压流体系统解决方案的设计与研发。产品主要应用于氢能、医药、化工、工业气体等高压、高纯气体增压领域。

康普锐斯自主研发的液驱式加氢站压缩机已广泛投入使用,获得了加氢行业的高度认可,并与中国石化、国家能源集团、浙能集团、江苏国富氢能、上海氢枫等国内知名氢能企业建立了紧密的合作关系。

尹智表示,康普锐斯首创带隔离腔结构的两级双作用液驱压缩机,成功打破了进口设备在该领域对国内市场的垄断,并获得相关专利。公司正以氢能(上游充装、下游加氢)为市场切入点和主阵地,持续推进液驱压缩技术在各相关行业的应用。

此外,凭借多年经验的累积,康普锐斯陆续研发制氢加氢一体站用压缩机、90MPa&500kg级压缩机、大排量充装压缩机等新产品。目前产品种类达8个系列三十余款,截至2021年底已有约20座加氢站使用康普锐斯液驱压缩机产品。

尹智表示,在2018年底2019年初时,国内加氢站压缩机的进口依赖度基本上超过80%,90Mpa实际应用进口占多数。但进口可选的机型少、价格昂贵、故障率高、稳定性差、维修成本也高,于是康普锐斯就萌生了做国产化液驱压缩机的想法。

康普锐斯在调研国内几十个站之后,发现了国内加氢站压缩机存在的几大问题。

  • 首先,隔膜压缩机无法频繁启停机,浪费大量电能,增加没必要的磨损;

  • 其次,排气温度高,压缩机故障率高。隔膜机膜片、气阀密封使用寿命短。液驱压缩机密封使用寿命短;

  • 此外,卸车率低,导致氢气运输效率低下,推高氢气成本;

  • 最后,能耗相对较高,效率低。

尹智解释到,所有问题的根源在于压缩比。所以在这个调研的基础上,康普锐斯经过了多次的改进。以隔热压缩去算,当压缩比是3的时候,排气温度是128℃,如果是9倍的话,排气温差到了256.1℃。如果是5Mpa到45Mpa,即使中间有冷却,也难以做到200℃以下,这也是现在压缩机出了很多问题的原因。

图片来源:势银能链

对于上述问题,康普锐斯液驱压缩机优势正好有所体现——

1.保证氢气纯度:康普锐斯液驱压缩机采用油气缸分离结构,通过专利结构设计,完全杜绝液压油污染氢气,即使在密封损坏的情况下也能保证油气分离。

2.可以频繁启停,启停机无需排气:液驱压缩机通过液压系统控制,将电机运转和缸体运转相对隔离,启停机不影响压缩机寿命,启停过程无需排气。

3.结构简单,故障率低:压缩缸运动部件仅为活塞及活塞杆,液压系统仅为电机油泵,没有曲轴连杆机构,结构简单,故障率低。

4.负荷低,易损件少,使用寿命长:液驱压缩机通过液压缸与气缸的面积比实现高压增压,液压系统负荷低,工艺难度小。压缩机易损件只有缸内活塞和活塞杆密封,且线速度极低,使用寿命长。

5.多级压缩,温度低,卸车率高:由于采用多级压缩形式,单级压缩比低,增加了级间冷却,整机温度低、能耗低,有助于延长密封件使用寿命。

6.国产化率100%:压缩机部件全部国产化,无进口依赖,且绝大部分部件为通用产品,成本低,周期短,后续维护成本低。

7.单机排量大:压缩缸缸径大,行程长,排量大,液压系统、散热系统结构简单。

8.独有控制系统,保证高效传动:压缩机往复运动采用动态换向控制,以保证极小的余隙和极短的换向时间,以提高传动效率和容积效率。45MPa压缩机平均能耗低于0.9kWh/kg。

此外,尹智在演讲中还给出了对加氢站行业分析的几点判断及建议:

1、500kg级加氢站,仅适用于示范项目,无法满足商业化运营。压缩机排量单机1000Nm³/h&12.5MPa是商业化运营加氢站的最低需求排量。加氢站压缩机必然朝着大排量,高压力发展。

2、依靠20MPa长管拖车运输氢气,很难实现35元/kg的目标终端加注价格。降低运输成本需要通过提高槽车压力,提高卸车率来实现。大规模示范运营依靠槽车运氢会带来很多问题。

3、可再生能源制氢加氢一体站能够大幅降低氢气成本,应该予以支持。

4、谷电制氢、氢储能一体式加氢站是现阶段解决氢气成本、运输问题最直接有效的方式,应该大力推广。