[發明專利]一種高壓燃料氫在線式取樣系統的取樣方法

在審

• 申請號: 202310270905.X
• 申請日: 2023-03-20
• 公開（公告）號: CN116380568A
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 王宏仁;高彥瑋;王立金;楊宏博;陳宇
• 申請（專利權）人: 上海銳宇流體系統有限公司
• 主分類號: G01N1/22
• 分類號: G01N1/22
• 代理公司: 天津知川知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 12249
• 代理人: 陳雅潔

本發明公開了一種高壓燃料氫在線式取樣系統的取樣方法，燃料氫流經氣管進樣，然后對燃料氫進行階梯式減壓的同時對階梯式減壓后的燃料氫進行穩定壓強和控制燃料氫的溫度，然后一部分的燃料氫被取樣，另一部分燃料氫通過與排氣連接的管路被排出；燃料氫進行階梯式減壓包括進行了第一次燃料氫減壓、第一次燃料氫穩壓和控溫、第二次燃料氫減壓、第二次燃料氫穩壓和降溫；第二次燃料氫降溫后的冷卻水用于第一次燃料氫控溫。本發明的在線式取樣系統，可適用于燃料氫的溫度在25℃?50℃范圍內，將系統中的燃料氫進行降溫后，在取樣口樣品氫氣的溫度控制在20℃?36℃。

技術領域

本發明涉及氣體取樣技術領域，具體涉及一種高壓燃料氫在線式取樣系統的取樣方法。

背景技術

目前，國內外氫能產業發展迅猛，加氫站作為產業鏈的重要一環，氫氣的氣質對氫氣壓縮機和氫燃料電池的運行效率及使用壽命長短有著密切的關系，在氫氣的生產、提純、加氫站壓縮及加氫機加注等過程中都需要對純度嚴格控制。在加氫站，需定期對燃料氫進行取樣檢測，因此對設備的性能要求極高，燃料氫取樣檢測技術多采用進口設備，進口設備成本昂貴，技術核心難以把握，因此，開發一套屬于國產燃料氫在線取樣系統極為重要。

現有加氫站的壓力高達70Mpa，燃料氫取樣過程中，設備應具有耐高壓和安全性能，在取樣過程中，需要對燃料氫進行減壓，減壓過程勢必會引發取樣系統的穩定性的下降和管道內氫氣和減壓閥部件的溫度的升高，尤其在高壓燃料氫的取樣過程更為顯著。取樣系統的穩定性下降會直接影響取樣系統的安全性；而管道內氫氣和減壓閥部件的溫度升高，一部分影響的是取樣系統的安全性，另一部分影響的是取樣樣品的真實性。

在高壓環境下在線式取樣系統進行連續取樣，安全問題就更值得關注。首先是高壓，如何減小減壓過程中的壓降，促使在線式取樣系統的穩定性；在此基礎上，如何同時控制和降低系統中管路中氫氣和減壓閥部件的溫度的升高。由于在線取樣系統常處于連續取樣的狀態下，在線式取樣系統中管道內氫氣的溫度變化較單次取樣過程中氫氣的溫度變化會更大；其次是，在線式取樣系統的所處環境也會進一步影響管道內氫氣的溫度，尤其是在炎熱的夏季，會導致管道內氫氣和減壓閥部件的溫度的進一步升高。因此，在線式取樣系統中溫度和壓降的控制尤為重要。為了滿足燃料氫在線式取樣系統使用的安全性、取樣樣品的真實性、系統的實用性等方面設計一種高壓燃料氫在線取樣系統是目前急需解決的問題。

發明內容

本發明針對現有技術中的問題，公開了一種高壓燃料氫在線式取樣系統，本系統在高壓燃料氫(35Mpa-100Mpa)環境中均可適用，本發明針對目前現有技術中在線式取樣系統連續取樣過程中技術難點，實現了在線式取樣系統取樣過程中同時控制了壓降、氣管內氫氣溫度和減壓閥部件的溫度。提高了在線式取樣系統對高壓燃料氫取樣過程中系統的穩定性的同時，保證了取樣的燃料氫的溫度在標準范圍之內，還控制了減壓閥部件的溫度變化。本發明不僅解決了在線式取樣系統安全問題的同時，也進一步保證了燃料氫取樣樣品的真實性。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明提供了一種高壓燃料氫在線式取樣系統，所述取樣系統包括進樣區間、減壓降溫區間、排氣區間、取樣區間；

所述在氫氣的流經途徑上，所述進樣區間、減壓降溫區間、排氣區間依次串聯；

所述取樣區間與減壓降溫區間并聯；

所述減壓降溫區間包括一號減壓閥、一號降溫穩流裝置、二號減壓閥、二號降溫穩流裝置；

在氫氣的流經途徑上，所述一號減壓閥、一號降溫穩流裝置、二號減壓閥、二號降溫穩流裝置串聯；

所述一號降溫穩流裝置還通過冷卻管與二號降溫穩流裝置連接。