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作者:韩冰川;陈永东;吴晓红;于改革;张秋双;邹宏伟;程沛;宋嘉梁;吕岩岩;
单位:合肥通用机械研究院有限公司;上海工业锅炉研究所有限公司;
摘要:针对我国液氢加氢站热管理系统及核心换热装备相关研究不足,国外现有液氢站运行能耗偏高,难以实现大流率、低能耗运行等问题,探讨了液氢加氢站的基础运行特征,梳理了国内外热管理系统的典型工艺路线,分析了液氢加氢站热管理系统、换热装备相关的技术研究现状,并比较了不同液氢加氢站热管理系统技术特点;提出了一种新型的集汽化调温、混合接触与冷媒释冷功能三位一体的热管理系统,分析了高效热管理装备技术特征,并针对总加氢量2 000 kg/d,最大加注速度7.2 kg/min的整站设计目标进行分析。研究表明:通过热管理系统及换热装备的有序用能,可至少回收38%的液氢冷能,同时减少汽化器热负荷和占地面积;通过对氢闪蒸气(BOG)的多效冷能利用,可以实现燃料电池工况下整站峰值电耗≤100 kW。相关研究可为液氢加氢站的发展和应用提供理论和技术支撑。
关键词:液氢加氢站;;热管理系统;;汽化;;预冷;;加注
基金资助:国家重点研发计划(2024YFB4007003);; 安徽省重点研究与开发技术基础领域项目(2023z04020020);; 国机集团重大科技专项(ZDZX2021-1);; 合肥通用机械研究院有限公司博士科技基金(2020011748)