石化機(jī)械：在氫能裝備新賽道上跑出“加速度”

　　日前，華南地區(qū)新建加油、制氫加氫一體綜合能源站項(xiàng)目花落石化機(jī)械。這是石化機(jī)械首次中標(biāo)制氫加氫一體站EPC項(xiàng)目，主要涉及240標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時(shí)制氫橇等設(shè)備。石化機(jī)械將從圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、材料采購(gòu)、施工建設(shè)、投產(chǎn)試運(yùn)行到竣工驗(yàn)收，提供“一條龍”服務(wù)。

　　近年來(lái)，錨定氫能裝備，石化機(jī)械聚焦進(jìn)口件替代和“卡脖子”技術(shù)攻關(guān)，依托超高壓結(jié)構(gòu)技術(shù)、超高硬材料技術(shù)、超高能控制技術(shù)、超高精制造技術(shù)為核心的科技創(chuàng)新體系，開(kāi)展氫能裝備基礎(chǔ)應(yīng)用研究，系統(tǒng)構(gòu)建研發(fā)體系，優(yōu)先在加氫、制氫和輸氫領(lǐng)域，研制出系列氫氣壓縮機(jī)、加氫站成套裝備、制氫成套裝備、氫能智能管理與安全系統(tǒng)、輸氫鋼管等，突破高壓臨氫材料、高壓無(wú)油動(dòng)密封、大流量低沖擊電液控制等關(guān)鍵核心技術(shù)，取得相關(guān)專(zhuān)利50余件。

　　如今，石化機(jī)械作為中國(guó)石化氫能裝備制造基地，已成為國(guó)內(nèi)少數(shù)同時(shí)具備制氫、加氫裝備研制能力的企業(yè)之一，可為客戶提供高質(zhì)量氫能裝備和一體化解決方案，在氫能裝備新賽道上跑出了“加速度”。

　　逐項(xiàng)破解難題　以技術(shù)優(yōu)勢(shì)助力加氫站網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

　　加氫站是規(guī)模發(fā)展氫能交通的基礎(chǔ)設(shè)施，加氫站建設(shè)離不開(kāi)加氫裝備的支撐。圍繞加氫站關(guān)鍵設(shè)備研制，石化機(jī)械逐項(xiàng)攻關(guān)，以技術(shù)優(yōu)勢(shì)助力加氫站網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

　　氫具有特殊的原子結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)，這使其在許多領(lǐng)域有著重要應(yīng)用價(jià)值，但也給氫能裝備研制帶來(lái)了不小的難度。“氫脆”，就是一項(xiàng)世界級(jí)難題：溶于鋼中的氫聚合為氫分子，造成應(yīng)力集中，導(dǎo)致材料脆化開(kāi)裂。針對(duì)高壓高溫氫環(huán)境下金屬材料“氫脆”的問(wèn)題，石化機(jī)械構(gòu)建了金屬材料抗氫脆試驗(yàn)和評(píng)價(jià)方法，開(kāi)發(fā)了高壓氫環(huán)境下高強(qiáng)度特種合金及其處理工藝，建立了從22~90兆帕之間4種壓力能級(jí)臨氫材料選用規(guī)范，為加氫裝備研制和安全運(yùn)行提供了依據(jù)。

　　氫氣壓縮機(jī)是加氫站的核心設(shè)備，可將氫氣從低壓提升到高壓，滿足燃料電池汽車(chē)使用需求，分為液驅(qū)式、隔膜式和離子液式。其中，國(guó)內(nèi)離子液式壓縮機(jī)技術(shù)目前尚不成熟。

　　在液驅(qū)式氫氣壓縮機(jī)開(kāi)發(fā)上，石化機(jī)械采用一機(jī)雙壓、壓比動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)等設(shè)計(jì)，攻克了大流量低沖擊可控壓比電液控制、高壓無(wú)油動(dòng)密封、寬工況氣閥設(shè)計(jì)等技術(shù)，自主研發(fā)的國(guó)內(nèi)首臺(tái)加氫站用90兆帕液驅(qū)式氫氣壓縮機(jī)完成了極限工況性能試驗(yàn)，裝備穩(wěn)定可靠。在隔膜式氫氣壓縮機(jī)研發(fā)上，該公司破解了膜腔型線優(yōu)化設(shè)計(jì)、高效率補(bǔ)油溢油系統(tǒng)設(shè)計(jì)等難題，開(kāi)發(fā)出22兆帕、1700標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時(shí)、70%容積效率的隔膜式氫氣壓縮機(jī)，助力萬(wàn)方級(jí)規(guī)模供氫中心建設(shè)，并支撐了向更高壓力等級(jí)供氫充裝工藝前瞻性技術(shù)研究。

　　加氫機(jī)用于氫氣加注服務(wù)，配套壓力傳感器、溫度傳感器、計(jì)量、取氣優(yōu)先控制和安全裝置等。目前，石化機(jī)械已成功研制出35兆帕雙槍雙計(jì)量、雙槍單計(jì)量、單槍單計(jì)量等多種型號(hào)加氫機(jī)，可嚴(yán)格控制溫升和加注流速，平均加注速率達(dá)到每分鐘2千克以上。

　　站控系統(tǒng)是加氫站的“大腦”。通過(guò)應(yīng)用擴(kuò)展，石化機(jī)械集合工藝控制、數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)監(jiān)控、報(bào)警聯(lián)鎖和交易報(bào)表等功能，載有設(shè)備控制、計(jì)費(fèi)管理、視頻監(jiān)控和火氣系統(tǒng)，成功將SOFElink數(shù)智平臺(tái)接入加氫站，可實(shí)現(xiàn)全天候裝備狀態(tài)監(jiān)測(cè)、作業(yè)遠(yuǎn)程支持、故障告警、遠(yuǎn)程運(yùn)維、預(yù)測(cè)診斷等微服務(wù)。

　　苦心攻關(guān)換來(lái)累累碩果。如今，石化機(jī)械已配套研制出系列化氫氣壓縮機(jī)、加氫機(jī)、卸氫柱、順序控制盤(pán)、站控系統(tǒng)等關(guān)鍵組成，并在武漢建成兩座加氫站，其中一座被列為示范站。

　　依托重大項(xiàng)目　加快攻克制氫裝備關(guān)鍵核心技術(shù)

　　“8月14日，我們研制的PEM（質(zhì)子交換膜）制氫及燃料電池設(shè)備系統(tǒng)正式產(chǎn)出氫氣，截至目前運(yùn)行平穩(wěn)?！睋?jù)相關(guān)研究人員介紹，石化機(jī)械自主設(shè)計(jì)的PEM制氫系統(tǒng)具有氫氣純度高、響應(yīng)速度快、能耗低等特點(diǎn)。這是該公司在制氫裝備領(lǐng)域取得的又一個(gè)新突破。

　　制氫是氫能產(chǎn)業(yè)鏈的最前端環(huán)節(jié)，也是氫能戰(zhàn)略地圖上的必爭(zhēng)之地。電解水制氫作為最清潔的制氫技術(shù)和儲(chǔ)能形式，相關(guān)裝備研發(fā)也備受關(guān)注。依托內(nèi)蒙古烏蘭察布綠氫制備等項(xiàng)目，石化機(jī)械加快制氫裝備關(guān)鍵核心技術(shù)與主要部件攻關(guān)，“雙管齊下”，同時(shí)開(kāi)展堿水制氫和PEM制氫裝備的裝配調(diào)試工作。在建立全過(guò)程安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系的基礎(chǔ)上，該公司創(chuàng)造性開(kāi)展裝備集成、氣密試驗(yàn)、功能調(diào)試和性能測(cè)試等關(guān)鍵工作，成功實(shí)現(xiàn)了高純度氫氣連續(xù)穩(wěn)定產(chǎn)出。經(jīng)第三方機(jī)構(gòu)檢測(cè)，氫氣純度符合燃料電池用氫國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，滿足燃料電池用氫要求。

　　電解槽作為可再生能源大規(guī)模制氫的關(guān)鍵裝備，在制氫系統(tǒng)總成本中的占比近50%，是攻關(guān)的重點(diǎn)。針對(duì)電解槽氣液兩相流場(chǎng)均勻性問(wèn)題，石化機(jī)械通過(guò)技術(shù)合作，設(shè)計(jì)方形電解槽，并優(yōu)化流道結(jié)構(gòu)，研制出的2.5兆瓦級(jí)橇裝式堿水制氫系統(tǒng)可滿足綠電制氫規(guī)模發(fā)展需求，額定產(chǎn)氫量達(dá)500標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時(shí)，具有直流電耗低、插片式帶壓設(shè)計(jì)易維護(hù)等優(yōu)勢(shì)，可應(yīng)用于制氫中心及制氫加氫一體站。

　　目前，在加氫、制氫、輸氫領(lǐng)域，石化機(jī)械已“全面開(kāi)花”，具備了為客戶提供加氫站、制氫加氫一體化、大排量充裝、兆瓦級(jí)PEM制氫、綠電堿水制氫、車(chē)載供氫系統(tǒng)等解決方案的綜合服務(wù)能力。今年以來(lái)，該公司多種氫能裝備投放市場(chǎng)，訂單量同比顯著增長(zhǎng)，不僅參與了“西氫東送”項(xiàng)目輸氫鋼管的合作研發(fā)，而且完成了3種規(guī)格輸氫管試制，再一次在新領(lǐng)域樹(shù)起了“金招牌”。

　　“今后，我們將繼續(xù)扛好‘智造大國(guó)重器、服務(wù)能源發(fā)展’的職責(zé)使命，以高端化、智能化、綠色化為方向，走好氫能裝備專(zhuān)精特新發(fā)展之路，打造自主可控、有競(jìng)爭(zhēng)力的中國(guó)石化氫能裝備制造基地。同時(shí)，我們根據(jù)客戶需求，結(jié)合實(shí)際運(yùn)營(yíng)條件，配置氫能裝備產(chǎn)品，爭(zhēng)做高質(zhì)量氫能裝備供貨商和一體化解決方案提供商?！笔瘷C(jī)械氫能裝備分公司總經(jīng)理潘靈永說(shuō)。(孫海濤 宋滿華)

　　轉(zhuǎn)自：中國(guó)石化報(bào)

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