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燃料电池用双爪氢气循环泵工作特性与瞬态模拟
1
作者 王君 辛远杰 +5 位作者 潘诗洋 赵鑫 任纯吉 谈庆朋 王增丽 崔冬 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第2期267-275,共9页
为了解决传统双爪循环泵啮合性差和工作过程复杂的问题,本文提出一种新型偏心圆弧型双爪转子,建立其几何模型,并推导其型线方程。采用偏心圆弧及其共轭曲线构建出光滑的双爪转子,进而得到一种用于氢气循环的爪式压缩机,分析其工作过程... 为了解决传统双爪循环泵啮合性差和工作过程复杂的问题,本文提出一种新型偏心圆弧型双爪转子,建立其几何模型,并推导其型线方程。采用偏心圆弧及其共轭曲线构建出光滑的双爪转子,进而得到一种用于氢气循环的爪式压缩机,分析其工作过程。通过数值模拟,研究了新型爪式压缩机的流场变化规律,并与现有爪式压缩机进行了对比。研究结果表明:所提出的新型双爪转子能够实现全光滑啮合,解决了传统双爪转子的尖点问题,增强了转子与壳体之间的密封效果。同时,通过合理的排气口设计,消除了余隙容积,提高了爪式压缩机的综合性能,对于爪式压缩机的发展和氢燃料电池系统性能的提高具有重要意义。 展开更多
关键词 燃料电池 氢气循环泵 爪式压缩机 双爪转子 型线设计 全光滑啮合 工作过程 流场模拟 瞬态仿真
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加氢站核心设备安全风险分析与防护研究进展 被引量：3
2
作者 吕冉 赵杰 +3 位作者 闫东雷 王嘉龙 张烘玮 李敬法 《现代化工》 北大核心 2025年第2期16-20,26,共6页
综述了国内外加氢站用压缩机、高压储氢容器和加氢机3大核心设备的安全风险。结果表明,在高压氢环境下,隔膜压缩机的橡胶O型密封圈和膜片易损坏;由于脉冲冲击和排气温度过高会降低液驱活塞式压缩机零部件使用寿命,增加氢气泄漏的风险;... 综述了国内外加氢站用压缩机、高压储氢容器和加氢机3大核心设备的安全风险。结果表明,在高压氢环境下,隔膜压缩机的橡胶O型密封圈和膜片易损坏;由于脉冲冲击和排气温度过高会降低液驱活塞式压缩机零部件使用寿命,增加氢气泄漏的风险;高压储氢容器易出现氢脆、疲劳失效和氢气泄漏等问题;加氢机易存在主管泄漏、加注升温以及集成度高导致氢气泄漏后不易扩散等问题。由此提出针对性防范意见,研究成果可为加氢站核心设备的设计改进、选型以及加氢站的长周期安全运营提供参考。 展开更多
关键词 加氢站 压缩机 高压储氢容器 加氢机 泄漏
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氢气用线性压缩机性能测试及优化研究
3
作者 罗子昀 申运伟 +4 位作者 金俊中 丁磊 沙鑫权 邱长煦 甘智华 《低温工程》 北大核心 2025年第4期9-14,共6页
为了实现线性压缩机驱动液氢温区节流制冷机目标,研制出了氢气用线性压缩机。以氢气为工质,搭建了线性压缩机性能测试平台。压缩机可稳定运行,在低压约0.1 MPa条件下,最高压比为5,最高压比对应质量流量为3.9 mg/s。基于实验探究了运行... 为了实现线性压缩机驱动液氢温区节流制冷机目标,研制出了氢气用线性压缩机。以氢气为工质,搭建了线性压缩机性能测试平台。压缩机可稳定运行,在低压约0.1 MPa条件下,最高压比为5,最高压比对应质量流量为3.9 mg/s。基于实验探究了运行频率和输入电压对压缩机质量流量及压力特性的影响,增大电压或降低频率可使压比和质量流量增大。分析了输入电压与频率的耦合特性。进一步,基于热力学分析确定了压缩机最佳运行频率与最佳输入电压。压缩机效率达到最大值25.42%时对应最佳频率和最佳输入电压,分别为40 Hz和15.6 V。 展开更多
关键词 节流制冷机 线性压缩机 氢气 实验
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离子液体氢气压缩机整机系统动力学特性仿真分析
4
作者 曲殿君 魏双会 +2 位作者 张鑫 赵强 王增丽 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第2期201-210,共10页
针对离子液体氢气压缩机中,液压驱动和氢气增压复杂耦合引起的整机系统动力平衡困难以及振动噪声问题,基于SimulationX设计构建了三级离子液体氢气压缩机的多系统耦合动力学分析模型,对氢气增压系统和液压驱动系统的瞬态动力学特性开展... 针对离子液体氢气压缩机中,液压驱动和氢气增压复杂耦合引起的整机系统动力平衡困难以及振动噪声问题,基于SimulationX设计构建了三级离子液体氢气压缩机的多系统耦合动力学分析模型,对氢气增压系统和液压驱动系统的瞬态动力学特性开展研究。通过多周期仿真,得到液压油和氢气作用下活塞启动阶段和稳定运行阶段的动力学特性;计算曲轴切向和法向合力,分析各级活塞力对曲轴不平衡性的影响;在变工况条件下运行系统,研究不同进气压力下电机的转速不均匀系数。计算结果表明:气阀开度的频繁变化和液压油的可压缩性会引起压缩活塞速度波动,活塞在上、下止点处会发生合外力突变,减小二级活塞力可有效提高曲轴平衡性;在进气压力由30 bar下降到15 bar过程中,各工况下电机转速不均匀系数均小于1%,且压力变化会导致系统运行不稳定,从而影响系统耗能。研究结果可为离子液体氢气压缩机的设计优化提供参考。 展开更多
关键词 氢气压缩机 氢气增压系统 液压驱动系统 多系统耦合 瞬态动力学特性
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考虑压缩机分组级联布置的氢网络综合
5
作者 杨端康慧 周文晋 刘琳琳 《化工学报》 北大核心 2025年第3期1102-1110,共9页
氢气是炼厂中的重要原料,采用氢网络综合的方法能够优化炼厂氢气分配以及其他相关设备的配置,在提高氢气利用率的同时降低能耗。在氢网络中压缩机费用占比较大,氢网络综合的一个重要优化目标是寻求合理的压缩机布置,节约相关费用。提出... 氢气是炼厂中的重要原料,采用氢网络综合的方法能够优化炼厂氢气分配以及其他相关设备的配置,在提高氢气利用率的同时降低能耗。在氢网络中压缩机费用占比较大,氢网络综合的一个重要优化目标是寻求合理的压缩机布置,节约相关费用。提出一个可同步优化氢气分配与级联压缩机布置的氢网络综合模型。该模型将压缩机划分为氢源压缩机、氢阱压缩机和流股压缩机三组,可以考虑共用以及串联压缩机的情况。此外,为了降低模型求解难度,提出合理的简化措施。案例分析表明考虑压缩机分组级联布置模型和简化模型的优化结果均明显优于常规模型,所需的压缩机数目降低,压缩机相关费用减少1.5%~2.1%,证明了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 氢网络 炼厂 压缩机 超结构 优化设计 系统工程
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加氢站用液驱活塞式氢气压缩机的密封技术分析
6
作者 聂连升 巩建峰 +1 位作者 王向丽 李建成 《化工设备与管道》 北大核心 2025年第4期53-57,共5页
压缩机是加氢站三大核心设备之一。液驱活塞式氢气压缩机的密封性能,尤其是活塞密封件的密封性能,是影响压缩机使用寿命和压缩效果的关键指标。为了有效提高密封效果,延长压缩机使用寿命,需从密封理论、密封结构仿真、实际密封测试等各... 压缩机是加氢站三大核心设备之一。液驱活塞式氢气压缩机的密封性能,尤其是活塞密封件的密封性能,是影响压缩机使用寿命和压缩效果的关键指标。为了有效提高密封效果,延长压缩机使用寿命,需从密封理论、密封结构仿真、实际密封测试等各种角度,进行分析和综合,以达到理想效果。 展开更多
关键词 加氢站 液驱活塞式氢气压缩机 密封性能
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液驱氢压机液压与增压系统耦合匹配特性研究
7
作者 田旭东 王胜利 +2 位作者 张成彦 陶波 代明昊 《流体机械》 北大核心 2025年第8期27-35,共9页
为了研究气缸活塞直径、油缸活塞直径、换向阀控制信号等关键参数对氢压机实际循环指示功和运行稳定性的影响,构建了90MPa两级液驱氢压机液压与增压耦合系统的数值模型,分析上述参数对活塞行程、速度、气缸内压力和温度、油缸压力的影... 为了研究气缸活塞直径、油缸活塞直径、换向阀控制信号等关键参数对氢压机实际循环指示功和运行稳定性的影响,构建了90MPa两级液驱氢压机液压与增压耦合系统的数值模型,分析上述参数对活塞行程、速度、气缸内压力和温度、油缸压力的影响规律,并试验验证了数值方法的可靠性。结果表明,随着气缸活塞直径的增大,最大速度逐渐增大,当一级气缸活塞直径为140mm时,其最大换向速度为0.199m/s,对比直径130mm时的速度增加约28%;在氢压机增压缸进气和排气两阶段,气缸/油缸直径的变化引起两阶段的气体压力、温度及油压的变化规律相反,当一级气缸活塞直径和油缸活塞直径分别为130mm和160mm时,一级油压最大为15.23MPa,气缸内最大排气压力和温度分别为30.3MPa和390.5K。基于上述研究,对90MPa氢压机气缸直径、油缸直径及换向阀控制信号进行了优化匹配,实现了氢压机增压系统节能化设计。研究可为氢压机的优化设计提供参考。 展开更多
关键词 液驱氢压机 液压与增压系统 耦合匹配特性 数值模拟
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基于聚类矩阵的隔膜氢气压缩机自学习监测预警方法研究
8
作者 陶波 陈恩 +6 位作者 李芙东 程翱翔 舒悦 刘志龙 刘晓明 袁恒川 马文博 《流体机械》 北大核心 2025年第5期92-101,共10页
为了满足加氢站用90 MPa隔膜氢气压缩机的稳定运行监测与安全预警需求,提出了一种基于聚类矩阵的自学习监测预警方法。使用移动滑窗方法,以窗口长度为10,对监测工况时序编组,采用12个组合统计学指标对18种监测参数进行隐含信息挖掘,再... 为了满足加氢站用90 MPa隔膜氢气压缩机的稳定运行监测与安全预警需求,提出了一种基于聚类矩阵的自学习监测预警方法。使用移动滑窗方法,以窗口长度为10,对监测工况时序编组,采用12个组合统计学指标对18种监测参数进行隐含信息挖掘,再构建聚类矩阵算法对筛选的10种监测参数建立模型与识别状态;结合专家经验,基于准确率、召回率与耗时设定权重矩阵。针对氢气压缩机长周期与变工况特点,引入KL,JS散度和KS检验构建自更新策略,阈值为1.0和0.3,显著性水平为0.05。试验结果表明,对于8 000余组数据迭代测试,模型平均准确度从最低点66.75%恢复至94.87%,平均召回率提升至90.64%,核心计算总耗时111.37 s,验证了模型自更新能力与不同工况分布数据的敏感性。本研究为隔膜氢气压缩机全生命周期监测与预警提供支持。 展开更多
关键词 隔膜氢气压缩机 监测预警 聚类矩阵 全生命周期
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往复式预加氢循环压缩机活塞杆负载特性及疲劳失效研究
9
作者 于洋 王胜利 +2 位作者 方燚 刘世成 范文俊 《机床与液压》 北大核心 2025年第2期145-151,共7页
针对往复式预加氢循环压缩机活塞杆的负载特性及疲劳性能,建立其在最大拉力/压力工况下活塞杆的负载模型。鉴于解析法在活塞杆疲劳失效中的局限性,提出数值模拟与经验公式相结合的活塞杆强度校核方法。以某大型往复压缩机活塞杆断裂失... 针对往复式预加氢循环压缩机活塞杆的负载特性及疲劳性能,建立其在最大拉力/压力工况下活塞杆的负载模型。鉴于解析法在活塞杆疲劳失效中的局限性,提出数值模拟与经验公式相结合的活塞杆强度校核方法。以某大型往复压缩机活塞杆断裂失效为例,采用有限元法计算活塞体和活塞杆之间的预紧力及其变形量,精确求解活塞和活塞杆柔度系数,计算活塞在最大综合拉力/压力位置时活塞杆预紧失效杆段的静强度安全系数、拉压疲劳应力幅安全系数和最大应力安全系数,分析了活塞杆的疲劳失效原因并提出了优化改进方案。结果表明:通过有限元计算的活塞杆最大应力位置出现在断裂处,即加热盲孔的末端;适当降低活塞杆与活塞体之间预紧力时,活塞杆失效杆段的拉压疲劳应力幅安全系数与最大应力安全系数均有所提升,由初始的14.32和1.78提高到优化后的14.64和1.86。 展开更多
关键词 预加氢循环压缩机 负载模型 断裂失效 预紧力 柔度系数
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超高速无油空压机关键技术研究
10
作者 孙云龙 朱晨虹 +3 位作者 王家武 彭文 陈良 吴广权 《车用发动机》 北大核心 2025年第2期65-72,共8页
由于氢燃料电池电堆对进气系统无油、高压比、大流量的技术特性要求,开发无油高效的氢燃料电池空压机系统正变得越来越重要,超高速无油空压机系统可以为电堆高效地提供洁净的压缩空气,成为了燃料电池系统实现高功率密度、高效率的关键... 由于氢燃料电池电堆对进气系统无油、高压比、大流量的技术特性要求,开发无油高效的氢燃料电池空压机系统正变得越来越重要,超高速无油空压机系统可以为电堆高效地提供洁净的压缩空气,成为了燃料电池系统实现高功率密度、高效率的关键核心部件。超高速无油空压机系统关键技术包括超高速永磁同步电机电磁设计、超高速转子过盈量分析、超高速永磁同步电机热分析、无油动压气浮轴承技术等。分别对以上无油空压机系统关键技术进行深入研究,并结合某款150 kW电堆流量需求,设计了额定功率25 kW的超高速无油空压机系统,并完成了样机试制,之后对空压机系统进行了相关试验验证。试验结果表明,空压机系统能持续稳定运行,性能达成了各项设计目标,空压机系统各关键技术得到验证。 展开更多
关键词 氢燃料电池 空压机 超高速电机 空气轴承 热分析
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氢气隔膜压缩机管系气流脉动与振动分析
11
作者 闫伟 王郡疃 +3 位作者 罗克钦 马利 鹿浪 潘家保 《机电工程》 北大核心 2025年第6期1074-1083,共10页
针对压缩机中常见的气流脉动与振动问题,以某型号氢气隔膜压缩机的管系为研究对象,对管系的气流脉动和振动分析进行了研究。首先,基于管系的结构参数,分别建立了进、排气管系的流体模型与结构模型,根据压缩机运行工况参数,为分析模型施... 针对压缩机中常见的气流脉动与振动问题,以某型号氢气隔膜压缩机的管系为研究对象,对管系的气流脉动和振动分析进行了研究。首先,基于管系的结构参数,分别建立了进、排气管系的流体模型与结构模型,根据压缩机运行工况参数,为分析模型施加了边界条件;然后,研究了管系内部气体脉动特性分析,探究了进、排管系与气缸连接的法兰处压力脉动幅值与5谐量幅值的变化规律;接着,在脉动作用下开展了管系的力学性能分析,探究了管系结构的形变与最大应力变化;最后,对隔膜压缩机的管系结构进行了模态分析,探明了管系前6阶固有频率的共振区。研究结果表明:法兰处压力脉动幅值、前5谐量幅值均满足API 618的技术要求,管系结构的最大应力低于材料的许用强度,管系不会发生共振问题;由此可见该型号隔膜压缩机管系结构设计合理,不会出现气流脉动和共振问题。该研究为压缩机的实际生产提供了一定的理论支撑。 展开更多
关键词 氢气隔膜压缩机 管路系统振动 气流脉动 模态分析 固有频率 管系参数设计
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大规模地下储氢用压缩机现状与发展趋势 被引量：9
12
作者 肖强 张乐 +3 位作者 张建军 钟曾根 曾胜 王玲子 《流体机械》 CSCD 北大核心 2024年第2期75-82,共8页
地下储氢是实现氢能大规模存储的最具潜力的方式,氢气压缩机是氢气注采过程中的核心设备,其中离心压缩机与往复压缩机是较适应于地下大规模储氢的压缩机类型。本文从压缩机设计配置、流量压比、润滑与排气温度限制、安全与泄漏等多个角... 地下储氢是实现氢能大规模存储的最具潜力的方式,氢气压缩机是氢气注采过程中的核心设备,其中离心压缩机与往复压缩机是较适应于地下大规模储氢的压缩机类型。本文从压缩机设计配置、流量压比、润滑与排气温度限制、安全与泄漏等多个角度比较了离心与往复压缩机的特点,梳理了这2种压缩机的研究及应用现状。分析了应用于地下储氢时离心与往复压缩机目前还存在的技术问题,这主要为往复圧式缩机难以实现大流量运行,而离心压缩机压缩氢气时不易实现高压比,因此均需做出优化与改进。本文面向氢能领域前沿发展方向,为我国进一步发展大规模地下储氢的地上设备提供建设性意见。 展开更多
关键词 地下储氢 压缩机 往复 离心
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考虑安防措施的撬装氢压缩机系统安全性分析
13
作者 刘敏 张雪松 +2 位作者 王许志 李文博 张存满 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期282-295,共14页
首先对氢压缩机氢安全事故进行了汇总与分析;进而开展基于故障树的撬装氢压缩机氢燃爆事故危险源识别;然后应用事件树分析,研究考虑系统安防措施的氢安全事故后果与发生概率;最后基于FLACS软件,结合人身与建筑物伤害标准,开展考虑安防... 首先对氢压缩机氢安全事故进行了汇总与分析;进而开展基于故障树的撬装氢压缩机氢燃爆事故危险源识别;然后应用事件树分析,研究考虑系统安防措施的氢安全事故后果与发生概率;最后基于FLACS软件,结合人身与建筑物伤害标准,开展考虑安防措施的射流火焰、闪火与燃爆事故的风险量化评价,并提出了安防措施的优化建议。研究表明:氢泄漏主要是由设计缺陷和操作失误所引发,而氢泄漏检测装置的失效对燃爆事故有较大影响;各类氢安全事故发生概率均小于3.3×10^(-3)/年,但氢气泄漏后氢射流火灾事故发生概率较高;对于射流火焰事故,最高温度可达2 329.8℃,最大热流密度可达399.0 kW/m^(2);对于闪火事故,最大损伤半径可达7.7 m,最高温度可达3 069.5℃;对于燃爆事故,其伤害半径最大为5.5 m,最大超压为10 bar。这些事故均会造成严重的人身伤害与集装箱结构损伤,因此压缩机安全距离应设置为7.7 m以上;而提高氢浓度传感器灵敏度、优化氢浓度传感器布局位置、增强排风系统排风量等措施可有效增强系统的安全性。 展开更多
关键词 撬装氢压缩机 故障树分析 事件树分析 氢事故后果量化评价
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适用于氢储能及运输的大流量离心压气机进口级优化设计及特性分析 被引量：4
14
作者 董兆一 樊岳 +1 位作者 陈春刘 童志庭 《流体机械》 CSCD 北大核心 2024年第11期55-64,共10页
为了提升氢气离心压气机进口级等熵效率,利用自主开发的氢气离心压气机进口级一维优化设计程序,结合BP神经网络与遗传算法,对进口级进行一维优化设计。基于优化结果,采用三维造型软件构建了叶轮模型,并通过NUMECA软件进行了设计工况及... 为了提升氢气离心压气机进口级等熵效率,利用自主开发的氢气离心压气机进口级一维优化设计程序,结合BP神经网络与遗传算法,对进口级进行一维优化设计。基于优化结果,采用三维造型软件构建了叶轮模型,并通过NUMECA软件进行了设计工况及变工况下的性能与流场分析。结果表明,优化后的氢气离心压气机进口级在设计工况下压比达1.071,等熵效率高达86.34%,内部气流流动正常,没有明显的气流分离现象,有较大稳定工作范围,气动性能良好。研究结果可为离心压气机进口级的优化设计提供参考。 展开更多
关键词 离心压气机进口级 氢气 气动设计 数值模拟
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掺氢天然气管道能耗和碳排放模型优化研究 被引量：2
15
作者 刘恩斌 李茜 +2 位作者 鲁绪栋 郝天舒 周廉乐 《石油与天然气化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期54-66,共13页
目的天然气管道掺氢可实现氢气长距离、大规模、低成本运输,但也会带来一系列问题。考虑到掺氢比对压缩机性能、管道能耗和碳排放的影响,创新性地提出了掺氢天然气管道能耗和碳排放优化模型,并对站场运行模式进行全面分析。方法结合模... 目的天然气管道掺氢可实现氢气长距离、大规模、低成本运输,但也会带来一系列问题。考虑到掺氢比对压缩机性能、管道能耗和碳排放的影响,创新性地提出了掺氢天然气管道能耗和碳排放优化模型,并对站场运行模式进行全面分析。方法结合模型特点,提出改进霜冰优化算法(IRIME算法),并与其他算法进行对比得出,IRIME算法在收敛速度和收敛精度上准确性较高。结果以某输气管道为例,使用IRIME算法求解模型,结果表明,与实际运行工况相比,总能耗和总碳排放量等均降低;与不掺氢工况相比,掺氢后出口压力和出口温度均增高;压降、燃驱压缩机组效率、电驱压缩机组效率、压缩机组平均效率、天然气碳排放量、电能碳排放量、总碳排放量、耗电量、耗气量、总能耗均降低。结论与不掺氢相比,当掺氢比为5%、10%、15%和20%时,总能耗分别降低了2.00%、4.70%、7.00%和9.83%,总碳排放量分别降低了2.99%、5.36%、8.32%和10.68%,对现场运行具有一定指导意义。 展开更多
关键词 掺氢 天然气 IRIME算法 压缩机性能 碳排放
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基于掺氢燃气轮机的综合能源系统热经济学性能研究 被引量：5
16
作者 黄呈帅 梁健 +3 位作者 李波 杨亚欣 胡杨 姚尔人 《中国电力》 CSCD 北大核心 2024年第1期195-208,共14页
为实现燃驱天然气场站的低碳高效运行,构建了一种新型综合能源系统架构,采用蒸汽循环回收燃气轮机的余热,电能用于驱动固体氧化物电解制氢技术产生氢气,进而将氢气通入燃气轮机中实现掺氢燃烧,同时利用压缩空气储能技术将可再生能源转... 为实现燃驱天然气场站的低碳高效运行,构建了一种新型综合能源系统架构,采用蒸汽循环回收燃气轮机的余热,电能用于驱动固体氧化物电解制氢技术产生氢气,进而将氢气通入燃气轮机中实现掺氢燃烧,同时利用压缩空气储能技术将可再生能源转化成稳定的电能输出。计算结果表明,系统在设计工况下的能量效率、(火用)效率和平准化单位能量成本分别为85.66%、41.37%和294.70元/(MW·h)。敏感性分析表明,燃气轮机压比和掺氢比例、蒸汽循环低压锅炉压力和抽汽系数、压缩空气储能技术释能功率对系统热力学性能影响显著,而燃气轮机压比和掺氢比例、蒸汽循环抽汽系数对系统经济学性能影响显著。多目标优化结果表明,系统的最优(火用)效率和平准化单位能量成本分别为42.31%和284.33元/(MW·h)。 展开更多
关键词 燃驱压缩机 蒸汽循环 压缩空气储能技术 固体氧化物电解制氢 热经济学
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新型膜头环绕式冷却隔膜压缩机特性实验研究 被引量：1
17
作者 杨侨明 王高峰 赵兆瑞 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期68-73,共6页
为促进氢燃料电池的发展,设计了一种新型膜头环绕式冷却隔膜压缩机,在隔膜压缩机上膜头内部设置多个贯穿式的第一冷却流道,其与进气管和排气管在平面内相互垂直布置,进气管和排气管位于第一冷却流道之间,其中第一冷却流道包括多个冷却管... 为促进氢燃料电池的发展,设计了一种新型膜头环绕式冷却隔膜压缩机,在隔膜压缩机上膜头内部设置多个贯穿式的第一冷却流道,其与进气管和排气管在平面内相互垂直布置,进气管和排气管位于第一冷却流道之间,其中第一冷却流道包括多个冷却管路,冷却管路之间呈“米”字型排布;在下膜头靠近油腔侧的端部设置第二冷却流道,其冷却管路布置与第一冷却管路类似,从而使得隔膜压缩机膜头内部可以得到充分冷却。通过搭建的新型膜头环绕式冷却隔膜压缩机实验台,对其性能进行测试,分析了压比、进气温度对其性能的影响以及环绕式冷却管路的冷却效果随冷却介质温度的变化规律。测试结果表明:隔膜压缩机的等熵效率和容积效率会随压比的增大而降低,等熵效率和容积效率最高可达65%和64%;在压比一定的工况下,排气温度随进气温度的增大而升高,且在进气温度相近的情况下,压比越大排气温度越高;环绕式冷却管路的冷却效果在压比大的工况下更显著,最高可降低184.5℃。 展开更多
关键词 加氢站 隔膜压缩机 膜头环绕式冷却 压比
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基于振动分析的液驱往复式氢气压缩机压缩周期参数非直接测量方法
18
作者 陈志鹏 刘志亮 +3 位作者 张潇楠 曾学兵 蒋兴文 顾小明 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期82-92,共11页
针对氢气压缩机的振动信号成分相对复杂、易受噪声干扰以及压缩周期难以自动提取的问题,本文提出了基于变分时域分解、Hilbert变换和自相关函数相结合的液驱往复式氢气压缩机的压缩周期参数非直接测量方法。首先建立了液驱往复式压缩机... 针对氢气压缩机的振动信号成分相对复杂、易受噪声干扰以及压缩周期难以自动提取的问题,本文提出了基于变分时域分解、Hilbert变换和自相关函数相结合的液驱往复式氢气压缩机的压缩周期参数非直接测量方法。首先建立了液驱往复式压缩机活塞冲击仿真信号的数学模型,模拟活塞撞击气缸左、右极限位置时的振动信号,利用变分时域分解算法将模拟的活塞冲击信号从整个仿真信号中分离出来,然后利用Hilbert变换对分离的活塞冲击仿真信号进行包络解调并绘制包络谱,对包络谱的幅值序列进行自相关运算,最后自动检索自相关函数曲线最大峰值对应的延迟点数,计算压缩周期参数值。仿真信号分析结果表明:该方法可以自动提取获得正确的压缩周期参数值,当冲击信号受噪声影响时仍然具有高鲁棒性,其对9种不同信噪比仿真信号的提取成功率为88.89%。最后,将该方法应用到真实的液驱往复式氢气压缩机上,分别采集了不同电机转频、进气压力和二级排气压力共12种稳态运行工况下的排气阀振动信号。实验台数据分析结果表明,该方法提取的成功率为100%,与频谱、倒频谱、包络谱以及自相关函数的结果对比表明,该方法在所有5种方法中的提取成功率最高,进而验证了本文所提方法的有效性和优越性,为氢气压缩机状态监测、故障诊断与寿命预测提供了基础运行工况参数。 展开更多
关键词 压缩周期 液驱往复式压缩机 振动分析 氢能
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25 kW氢燃料电池系统用空压机转子运行稳定性分析
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作者 李民 崔玉坤 +3 位作者 王清洁 伍培明 温朝伟 高广东 《河南科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2024年第6期1-8,M0002,共9页
为满足氢燃料电池系统对高速稳定空压机的需求,使用软件仿真和实验结合分析的方法,对搭载了动压空气轴承的25 kW氢燃料电池系统用空压机转子系统进行稳定性分析。首先使用Creo建模软件建立了空压机转子系统动力学模型;再使用Ansys-Workb... 为满足氢燃料电池系统对高速稳定空压机的需求,使用软件仿真和实验结合分析的方法,对搭载了动压空气轴承的25 kW氢燃料电池系统用空压机转子系统进行稳定性分析。首先使用Creo建模软件建立了空压机转子系统动力学模型;再使用Ansys-Workbench有限元软件进行仿真计算,探究了空气轴承支撑刚度以及轴承跨距对临界转速的影响;然后使用流固耦合法计算了径向轴承气膜表面压力与温度分布、平箔片变形程度和轴承承载力;最后在空压机性能测试实验台架上,测试了空压机额定转速下转子的振幅、轴心轨迹和转子振动情况,并进行了15万次启停实验与交变载荷实验和2000 h高负载耐久实验。结果表明:在额定转速100000 r/min时,转子系统轴心振幅为13.1μm,整机振动加速度最大为17.64 m/s^(2),未出现异常振动现象;启停实验过程中温度维持在30~34℃,交变负载实验过程中温度维持在66~68℃,高负载实验过程中温度维持在94~96℃,3项耐久试验结束后轴承、叶轮未出现明显磨损,表现出良好的动态稳定性。 展开更多
关键词 氢燃料电池 空压机 临界转速 空气轴承 轴心轨迹 稳定性分析
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光伏／燃料电池联合发电系统的建模和性能分析 被引量：24
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作者 李春华 朱新坚 +3 位作者 胡万起 曹广益 隋升 胡鸣若 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第12期88-93,111,共7页
为实现光伏发电系统连续稳定的电力供应,提出了一种光伏/燃料电池联合发电系统,该系统的主要元件包括光伏组件、燃料电池、电解池、压缩机、氢气罐和蓄电池等。建立了各元件的数学模型和系统成本模型,设计了能源管理策略协调系统的能源... 为实现光伏发电系统连续稳定的电力供应,提出了一种光伏/燃料电池联合发电系统,该系统的主要元件包括光伏组件、燃料电池、电解池、压缩机、氢气罐和蓄电池等。建立了各元件的数学模型和系统成本模型,设计了能源管理策略协调系统的能源分配,采用高效的蓄电池满足负载短期需求,由寿命长、价格低的氢气罐长期存储大量能源。使用Matlab软件搭建了联合发电系统的仿真模型,并对系统成本和系统全年能源供需平衡的性能进行了分析。仿真结果表明,该光伏联合系统的经济性能优于光伏/蓄电池系统,可满足用户全年的负载需求,是大型电网的有力补充。 展开更多
关键词 光伏电池 燃料电池(FC) 电解池 压缩机 氢能 蓄电池
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