隨著近年來支持新能源發(fā)展的政策不斷出臺(tái)，氫能源被迅速推廣，然而適合我國國情的加氫站管理標(biāo)準(zhǔn)與制度仍處于起步階段，特別是計(jì)量與損耗管理方面涉及的內(nèi)容較少。在運(yùn)營等過程中由于溫度、氣壓修正系數(shù)、計(jì)量器具和卸氣不凈產(chǎn)生的損耗，以及停機(jī)排空、設(shè)備密封缺陷和維修等諸多原因，必然會(huì)造成氫氣的損耗，影響加氫站運(yùn)營成本，如何降低加氫站運(yùn)營損耗是加氫站運(yùn)營企業(yè)關(guān)注問題，下面對(duì)各項(xiàng)損耗的原因進(jìn)行分析并提出幾點(diǎn)優(yōu)化意見。

 加氫站實(shí)際數(shù)據(jù)分析 

現(xiàn)全國大部分加氫站用壓差法來計(jì)算氫氣用量，通過讀取管束式拖車卸氫前、后壓力和溫度數(shù)據(jù)，用壓差法方程V=KV_0帶入標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氫氣體積換算系數(shù)，利用管束式拖車內(nèi)部氣體體積差值計(jì)算氫氣用量，而加氫機(jī)結(jié)算配備質(zhì)量流量計(jì)加溫度補(bǔ)償，壓差和計(jì)量造成的偏差困擾著很多加氫站。

以某加氫站數(shù)月數(shù)據(jù)為例，采用到岸質(zhì)量交接方式，讀取卸氫前、后壓力和溫度數(shù)據(jù)，用壓差法計(jì)算氣體體積。

7個(gè)月平均差異為10.6%，雖然氫氣密度僅是天然氣密度的十分之一，影響計(jì)量器具準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，但該加氫站的損耗依然處于較高水平，正常損耗率應(yīng)控制在4%以內(nèi)。因此加氫站運(yùn)營過程中存在諸多優(yōu)化空間。

 運(yùn)營損耗原因分析

 1.卸氫交接產(chǎn)生的損耗：

（1）讀數(shù)不準(zhǔn)造成偏差：由于大多數(shù)管束式拖車計(jì)量儀表精度有限，壓力表、溫度計(jì)最小刻度為1MPa、1℃。兩次讀數(shù)按照小數(shù)點(diǎn)后一位估計(jì)，共計(jì)最大誤差達(dá)0.2MPa，以卸前18MPa、卸后 5MPa 的壓力計(jì)算，最大壓力范圍為13MPa，讀數(shù)誤差約為1.54%。

（2）溫度不準(zhǔn)造成偏差：管束式拖車氫氣接卸處溫度表、壓力表等都集中在車輛后側(cè)方。受太陽直射影響，溫度表的讀數(shù)溫度往往與環(huán)境溫度相差5℃。如夏天空氣中環(huán)境溫度30℃，而管束式拖車后側(cè)方溫度表的讀數(shù)溫度35℃，兩者相差5℃，水容積為26m3的管束車，會(huì)虛增5 kg的氫氣，損耗率達(dá)1.54%。

（3）計(jì)量未檢定造成的損耗：管束車、儲(chǔ)罐容量未檢定也會(huì)造成損耗。如管束車容

量誤差0. 01 m3 轉(zhuǎn)化為氫氣0.15 m3(0.13 kg)，對(duì)結(jié)算量也會(huì)有影響。溫度表、壓力表、卸氣柱等計(jì)量器具未檢定或校驗(yàn),以及未正確選取相匹配的計(jì)量器具，也會(huì)存在損耗。

（4）卸氫不完全造成的損耗：部分廠家供氣合同是以管束車剩余余壓值結(jié)算，如該加氫

站為5Mpa回車，但是當(dāng)加氫車輛較多或加氫車輛壓力較高時(shí)，由于增壓效率降低，管束車壓力不能滿足加氫需求，需要更換管束車，這樣就會(huì)引起氫氣未卸凈，從而造成損耗。

（5）計(jì)算公式不同造成損耗：合同約定計(jì)算方式源于理想氣體狀態(tài)方程，但由于理想氣體是一個(gè)近似的模型，忽略了分子的體積和分子間的引力，因此僅適用于低壓狀態(tài)的體積計(jì)算。

如圖一，在壓力低于5MPa時(shí)數(shù)據(jù)剛好吻合，隨著壓力升高，差異會(huì)逐漸增大。因此通過壓差法計(jì)算會(huì)比真實(shí)數(shù)據(jù)偏大。圖二增加壓縮因子系數(shù)后，密度趨近于重合。

2.排空置換產(chǎn)生的損耗：

站內(nèi)儲(chǔ)罐、壓縮機(jī)等重要涉氫設(shè)備在維修時(shí)需進(jìn)行排空作業(yè)，通常采用直接對(duì)外排空、降壓后排或排入緩沖罐等方式。直接對(duì)外排氣除損耗和影響最大，如容量0.1m3的管道溫度20℃、壓力40 MPa 的氫氣直接排空損耗就有 32 m3(2.64 kg)之多。

3.密封材料泄漏產(chǎn)生的損耗：

目前高壓氫氣設(shè)備密封形式主要有鋼性密封、柔性密封，即多采用CT接頭或密封墊/環(huán)形式。由于高壓氫氣設(shè)備自身長期處于高壓、低溫、多次充放過程，隨著時(shí)間變化，密封材質(zhì)會(huì)發(fā)生老化脆裂，失去彈性，也存在密封墊磨損造成間隙改變，導(dǎo)致密因密封不良產(chǎn)生泄漏造成損耗。

4.加氫機(jī)計(jì)量誤差產(chǎn)生損耗：

加氫機(jī)計(jì)量采用標(biāo)準(zhǔn)表法和稱重法檢定存在局限性，導(dǎo)致加氫機(jī)中的質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量偏差不能及時(shí)準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)，所以零售環(huán)節(jié)加氫機(jī)極有可能出現(xiàn)損耗。

 合理化建議 

加氫站的損耗分析對(duì)加氫站的運(yùn)營以及加氫站的發(fā)展具有至關(guān)重要的作用。損耗的居高不下，使加氫站的運(yùn)營增加成本，不利于加氫站的發(fā)展，為此提出以下幾點(diǎn)建議：

1.合理利用修正因子，降低計(jì)算誤差：外供氫的加氫站與供貨方協(xié)商明確氫氣計(jì)算方式和回車壓力，應(yīng)采取壓縮因子校正后的理想狀態(tài)方程，并確定交接界面，即選擇認(rèn)定供貨方充裝后，以管束拖車到站卸氫前、后質(zhì)量差值作為結(jié)算量。

2.減少拖車間輻照量，降低溫度誤差：加氫站拖車間應(yīng)在不影響安全的前提下，采用遮陽棚避免陽光直射，縮小拖車后側(cè)溫度和拖車溫度之間差值，來解決虛假溫差產(chǎn)生的損耗。

3.計(jì)量器具檢定校準(zhǔn)，降低度數(shù)誤差：定期對(duì)加氫站加氫機(jī)、卸氣柱、質(zhì)量流量計(jì)等關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行檢定，及時(shí)調(diào)整誤差，拖車進(jìn)廠前壓力表、溫度表均在檢定周期內(nèi)，有條件可采用數(shù)顯表，提升度數(shù)精度。

4.優(yōu)化操作應(yīng)急流程，降低排空損耗：依據(jù)設(shè)備供應(yīng)商操作指導(dǎo)書編制操作規(guī)程，在確保安全前提下，完善涉氫設(shè)備操作工藝和應(yīng)急處置，減少設(shè)備維修和人員誤操作造成的氫氣排空損耗。

5.加強(qiáng)設(shè)備巡檢維保，降低泄漏損耗：加氫站大多都是高壓設(shè)備，對(duì)設(shè)備定期維護(hù)保養(yǎng)和檢測尤為重要。對(duì)振動(dòng)較強(qiáng)的增壓機(jī)內(nèi)部和儲(chǔ)罐區(qū)日常巡檢時(shí)應(yīng)特別注意。在確認(rèn)發(fā)生內(nèi)漏或外漏后按照操作處置流程，排空最小區(qū)間設(shè)備內(nèi)部氫氣，然后更換或維修。

加氫站運(yùn)營損耗管理，還應(yīng)制定交接、盤存計(jì)量和日常損耗管理的標(biāo)準(zhǔn)或管理制度，需將理論計(jì)算與實(shí)際運(yùn)營情況結(jié)合。加強(qiáng)日常零售及盤存計(jì)量，做好每日計(jì)量，日清月結(jié)，及時(shí)掌握損溢動(dòng)態(tài)。若出現(xiàn)損溢，應(yīng)迅速查明原因并積極采取措施。

經(jīng)過特嗨與該加氫站共同努力，損耗已降至4%以內(nèi)，為企業(yè)節(jié)約了相應(yīng)運(yùn)營費(fèi)用，向企業(yè)運(yùn)營提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)，也和企業(yè)共同成長。