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氢气压缩机作为加氢站关键设备,目前占加氢站建设总成本比重大,如果涉及多台压缩机,则此成本会继续升高。
(来源:微信公众号“势银能链” ID:energylink)
目前,国内加氢站使用的压缩机主要还是依赖国外技术(如PDC、豪顿华等),若能实现国产化则压缩机成本下降空间预计达到50%-60%。
目前,国内加氢站(以500kg/d为例)建设成本中压缩机成本占比最高,近三分之一。
▲图来源:TrendBank
从加氢站各部分组件对加氢站运营成本氢气售价的影响,可以看出,压缩机对于加氢站氢气售价的影响最高可达到50%以上。
▲图来源:TrendBank
当前,国内主要使用的加氢站压缩机是隔膜压缩机,而隔膜压缩机膜片的使用寿命取决于操作条件以及去离子气体。如果没有异物污染,其使用寿命将达到大约3000至5000小时。当压缩机连续运行(24小时)时膜片将达到较长的寿命,而间歇运行时膜片使用寿命较短。
目前,国内加氢站的使用率较低,无法保证隔膜压缩机连续24小时运行,所以隔膜压缩机的膜片使用寿命无法达到最大。
据了解,国内压缩机寿命一般为2000小时左右,但需要检修或更换,因此其维修成本将会增加。
隔膜压缩机膜片结构
隔膜压缩机使用三层隔膜,并连接故障指示器,避免了在单个隔膜之间发生破损的情况下气体渗入液压部分(或油渗入气体部分)。
而夹层隔膜由3个叠置的隔膜板组成,保证隔膜压缩机没有泄漏,即使其中一个隔膜板发生故障,中间隔膜板隔开,也不会发生泄露。
如果是油侧或气侧的一个隔膜发生故障,相应的介质会渗透到气体侧或油侧隔膜之间,从而使板之间的腔室加压。连接到该腔室的压力开关和/或接触压力计将使压缩机停止运转,确保气体和油不会相互接触。
由于油侧和气体侧隔膜几乎不可能同时达到使用寿命极限并破裂,因此三层隔膜这种类型较为可靠。甚至有可能在一个隔膜破裂的情况下继续使压缩机运行几个小时,以便能够正确关闭整个生产单元。
不同使用率下,压缩机在加氢站总成本的占比情况
▲图片来源:TrendBank
如上表所示,在使用率低的情况下,设计日加注量为200kg/d的加氢站,加氢站平均运营成本约为18元。设计日加注量为1000kg/d的加氢站,加氢站平均运营成本约为12元/kgH2。
在使用率高的情况下(假设加氢站的年平均利用率为80%),设计日加注量为200kg/d的加氢站,约为11元/kgH2。设计日加注量1000kg/d的加氢站,可以将平均运营成本降低至约6元/kgH2。
可以看出,压缩机在设计日加注量较大及使用率较高的情况下,在加氢站运营成本下降中占比最大。
目前,我国加氢站所采用的氢气压缩机仍需外购,国内现有压缩机制造商多数仅能生产用于石油、化工领域的工业氢气压缩机,输出压力均在30MPa以下,无法满足加氢站技术要求。
但值得注意的是,当前氢气压缩机国产化比例正在逐步提高,如中鼎恒盛、天高等国产设备已经应用于国内部分加氢站。
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