广州五众科技有限公司-氢能

模拟加氢站实训装置

科技领先,服务至上,引领未来

氢能

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科技领先,服务至上,引领未来

Leading Technology, Service First, Leading the Future

目录

contents

公司介绍

发展历程

企业文化

设计背景

设计思路

实训装置

控制系统

实训内容

04

05

06

07

08

09

10

11

Company Profile

development history

corporate culture

Design background

Design

TRAINING EQUIPMENT

Training content

control system

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公司介绍

COMPANY PROFILE

作为一家专注于教育装备领域的高新技术企业,广州五众科技有限公司致力于为职业教育提供先进的实训设备与解决方案。凭借深厚的技术沉淀和丰富的行业经验,公司研制开发了一系列具有创新性的模拟实训装置,旨在为教育机构提供高质量、高性能的教学辅助设备,培养复合型、应用型人才。

公司的核心产品——模拟加氢站实训装置是一款集教学、培训、科研于一体的综合性实训设备。该装置通过对实际加氢工艺流程进行仿真模拟,使学员能够直观形象地了解加氢站的运行原理、主要设备构成及操作规程,全面掌握相关的专业知识和实操技能。装置融合了卸气、压缩、储存、加注等典型工艺环节,涵盖了压缩机、储气瓶组、加氢机等多种关键设备,并通过自动化控制系统和上位机软件实现对整个工艺过程的实时监控与控制,最大限度地模拟真实的加氢站运行场景。

广州五众科技有限公司坚持"以人为本,追求卓越"的经营理念,注重与知名企业、科研院所的技术交流与合作,持续加大研发投入,不断提升产品的创新性和实用性。公司拥有一支经验丰富的专业技术团队,能够为客户提供全方位、定制化的技术服务,快速响应客户的个性化需求。同时,公司还重视企业文化建设和人才队伍培养,倡导"以德立业、以诚待人"的价值观,致力于为行业发展孕育出更多优秀人才。

未来,广州五众科技将一如既往坚守初心,在教育装备领域持续耕耘,用创新的思维和技术为教育事业贡献自身的力量,以优质的产品和服务推动职业教育的发展与进步。

科技领先

服务至上

发展历程

DEVELOPMENT HISTORY

广州五众科技有限公司的发展历程通常会经历多个阶段，每个阶段都有其独特的里程碑和成就。

成长期

公司加大了研发投入,组建了高素质的技术团队,不断拓展和优化实训装置产品线。

扩张期

公司不断加大市场开拓力度,在国内多个省市设立分支机构,销售网络覆盖逐步扩大。

成熟期

公司已发展成为国内教育装备领域的知名品牌,在行业内享有广泛的影响力。公司的实训装置产品覆盖氢能、新能源、石化、冶金、机电等多个领域,并成功拓展

创新期

不断创新和改进产品或服务，并寻找新的市场机会。在这个阶段，注重技术研发和产品创新，以保持竞争优势和持续发展。

初创期

企业刚刚创立，规模较小，创始人或少数几个员工一起确定公司的使命、愿景和价值观，开发出第一个产品或服务，并寻找市场机会。

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核心价值观

创新

务实

卓越

协作

企业使命

为职业教育提供优质的实训装备解决方案,培养复合型应用人才,推动行业技术进步。

人才理念

德才兼备、注重实干、团结协作、持续学习。

企业愿景

成为国内领先的教育装备提供商,在教育装备领域树立典范。

经营理念

以人为本、追求卓越、与时俱进、持续创新。

企业文化

CORPORATE CULTURE

鼓励创新思维,勇于挑战传统,以创新的技术和解决方案满足客户需求。

恪守职业操守,对产品质量和客户服务负起终身责任,努力做到言行一致。

努力培养学习型团队,鼓励员工终身学习,与时俱进,不断提升专业水平。

注重团队合作,发挥整体合力,营造互帮互助、共同成长的氛围。

脚踏实地,实事求是,注重实际行动,追求实实在在的成果。

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设计背景

DESIGN BACKGROUND

氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源，正逐步成为全球能源转型发展的重要载体之一。2022年3月23日，国家发改委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》，明确了氢的能源属性，是未来国家能源体系的组成部分，充分发挥氢能清洁低碳特点，推动交通、工业等用能终端和高耗能、高排放行业绿色低碳转型。同时，明确氢能是战略性新兴产业的重点方向，是构建绿色低碳产业体系、打造产业转型升级的新增长点。

 2021年，由国家五部委联合发布《关于启动燃料电池汽车示范应用工作的通知》，同意北京、上海和广东报送的城市群启动实施燃料电池汽车示范应用。2022年1月，河南和河北燃料电池汽车示范城市群正式获批，全国形成了"3+2"燃料电池汽车示范格局。广东省内广州、佛山、深圳也是氢能产业推动的主力军，佛山建设了国内最多的加氢站及配套车辆，氢能产业结构完善。

目前国内已建成加氢站超过350座，其中广东省已建设加氢站约60座，根据全国各地区氢能产业规划及加氢站建设规划，至2025年，全国预计建设加氢站数量不低于800座，未来加氢站专业人员需求明显。

氢能产业人才体系建设面临的问题主要体现在：氢能产业尚处于发展初期，从业人员普遍缺乏工程和实践经验，经验丰富且专业程度较高的成熟性、领军人才较为缺乏；且涉及氢能领域的高等院校、专业培训机构、职业教育机构等较为紧缺，且人才培养周期较长，导致行业整体人才供应不足，行业发展速度快、竞争激烈、人才需求大等因素导致人才培养出现“短平快”问题，入行时间较短从业人员也较为抢手，引才成本虚高；

《规划》提到，以氢能技术创新需求为导向，支持引进和培育高端人才，提升氢能基础前沿技术研发能力。加快培育氢能技术及装备专业人才队伍，夯实氢能产业发展的创新基础。建立健全人才培养培训机制，加快推进氢能相关学科专业建设，壮大氢能创新研发人才群体。鼓励职业院校（含技工院校）开设相关专业，培育高素质技术技能人才及其他从业人员，加强氢能专业知识培训和职业技能培训体系建设，培育具备专业性、研究性和实操性的复合型产业人才。据国家相关部门预测，至2050年，我国从事氢能产业相关人员将达到3000万。

设计思路

DESIGN 

作为氢能产业发展的重要基础设施，加氢站是为氢燃料电池机动车等提供氢气加注的一整套设备系统，以固定站500kg/12h@35MPa加氢站为例，主要工艺流程如下图所示，采用长管拖车作为氢气来源，通过氢气压缩机将5~20MPa的氢气增压到35MPa（最大增压能力为45MPa），压缩机冷水机组可满足压缩机出口氢气温度冷却至≤40℃。

当无加氢信号时，长管拖车内的氢气经卸气柜和氢气压缩机增压后，经顺序控制柜，按照高、中、低压顺序向储氢瓶组逐级充气。当高、中、低压储氢瓶组内氢气压力均达到45MPa，氢气压缩机自动停止增压，进入自循环流程。如果在设定时间内没有增压指令时，氢气压缩机自动关机。

当加氢机发出加氢信号时，储氢瓶组内的氢气按照低、中、高压顺序通过顺序控制柜和加氢机为车辆加氢。即从低压储氢瓶组中取气为车辆加氢，当检测到低压储氢瓶组内的氢气与车载储氢瓶组内的氢气压差≤2MPa时，切换到中压储氢瓶组中取气为车辆加氢；当检测到中压储氢瓶组内的氢气与车载储氢瓶组内的氢气压差≤2MPa时，切换到高压储氢瓶组中取气为车辆加氢；当检测到高压储氢瓶组内的氢气与车载储氢瓶组内的氢气压差≤2MPa且车载瓶压力小于35MPa时，高压储氢瓶组停止为车辆充气，此时由45MPa氢气压缩机直接为车辆增压加氢，直至车载储氢瓶组内的氢气增压到35MPa，停止加氢工作；然后45MPa氢气压缩机继续给高、中、低压储氢瓶组增压至45MPa。为了确保加氢安全，保证在加注完成后，燃料电池机动车内储氢瓶组的温度不超过85℃，需要通过加氢机冷水机组将氢气预冷。

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模拟加氢站实训装置作为一种教学工具，能够在氢能相关学科专业建设和人才培养过程中发挥重要作用。使用模拟加氢站实训装置来进行专业教学，可以使学生更加直观形象地学习加氢站工艺流程、设备、安全等相关知识，可以通过设备报警模拟、控制系统操作模拟等方式，增强学生实际动手操作能力和解决问题的能力，加深对所学知识的理解。

该系列实训装置能直观形象地展现加氢站的应用场景，真实再现加氢站的典型工艺流程。以目前广泛应用的加氢工艺流程为基础，以实际加氢站为背景，以仿真模拟的形式，开发了基于实物仿真的模拟加氢站实训装置。装置按照实际加氢站设备按比例缩小的仿真实物系统，主要包括仿真实物装置和模拟控制系统两个部分。

实训装置可满足加氢站理论教学和实践操作的要求。能完成加氢站运行过程中重要工艺参数的模拟检测、加氢机认知和操作；通过还原主要设备的实际形态，方便教学认知和操作技能培训；能进行卸气区、加氢区的管道工艺及各种阀门操作方法培训；能为学生学习加氢站的主要工艺流程、控制系统的工作原理提供真实的实物支撑。实训装置整体采用撬装设计，方便运输安装。实训设备及其相关阀件组合在一起，自成一台单体设备，分别单独布置在一个撬装式底座上，成为一个独立的撬座设备，固定于能表现安全距离的位置，使整个实训装置布局简洁有序。

所获荣誉

所获荣誉

设计思路

DESIGN 

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实训装置

Training equipment

本实训装置合成了多种岗位的技能训练，可使学生熟悉加氢站的主要设备、管道及阀门管件、控制系统等，认识到加氢工艺流程中各操作参数设立的科学性、合理性，严格执行操作规程对系统安全稳定运行的重要性，树立学员的工作责任感，了解加氢站设备的操作注意事项和防护技能。

本装置为局部走安全替代物料的仿真实训装置，在常温常压下运行，所有设备及管道均按常规设备设计，没有压力容器、压力管道等特种设备，以方便校方后期维护保养。实训装置实训功能如下：

现场加氢操作岗位技能：加氢枪与加氢机动车连接操作；加氢机流量、压力等参数的设定控制；熟悉设备的现场启停和阀门操作；发现异常及时报告处理。

站控系统操作岗位技能：负责根据工艺流程和设备运行状态调配气量，安排调峰时间与日常运营管理。分析管路压力、温度、流量等数据，判断系统运行状况是否正常。确认报警，发现问题及时处理。负责电气自动化系统运行与维护。使用PLC系统进行过程控制，可对实训装置数据采集、分析。

氢气压缩机

采用一台隔膜压缩机，压缩机为仿照实物形态的不锈钢外壳模型，设置氢气泄露探测器以及相应的声光报警，可以模拟氢气泄露报警以及相应的应急处置操作。设置设备运行指示灯和紧急停车按钮，可以模拟安全报警联锁功能、紧急停车操作等。

卸气柜

卸气柜采用单接口形式，为仿真模型，配套拉断阀、卸气软管，可以模拟从长管拖车的卸气操作。设置紧急停车按钮，可以模拟紧急停车操作。

储氢瓶组

储氢瓶组是储存系统的主要组成部分，加氢站氢气储存系统的工作压力越高或该工作压力与氢能机动车充氢压力差越大，将使氢能汽车充氢时间缩短，或容易进行充氢过程的控制；氢气储存系统工作压力的提高也会使氢气压缩机开启频繁度降低或所需压缩机排气能力降低。

顺序控制柜

顺序控制柜是连接卸气柱、压缩机撬、储氢瓶组和加氢机的设备。采用加注模式为三级加注，高压氢气经压缩机去往顺序控制柜，经顺序控制柜顺序控制后分三路至高、中、低压固定储氢瓶组系统。氢气加注时，加氢机通过顺序控制柜按照低、中、高压顺序从储氢瓶组取气，达到设定压差切换瓶组顺序，保证加气速度。

加氢机

加氢机是用于加氢站进行氢气计量结算的设备，采用单枪单系统形式，为仿真模型，配1把TK25加氢枪，配套拉断阀、加氢软管，可以进行仿真计量，数据显示，金额计算等功能，液晶显示屏可以模拟显示加氢过程中的流量、压力、加气量、加气金额及单价等。设置声光报警和紧急停车按钮。

加氢机

冷水机组包括两处配套，一处为压缩机出口氢气冷却，可满足压缩机出口氢气温度冷却至≤40℃，另一处为加氢机快速加注预留需要，为了确保加氢安全，保证在加注完成后，燃料电池机动车内储氢瓶组的温度不超过85℃，需要将氢气的温度预冷。

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控制系统

CONTROL SYSTEM

站控系统由PLC控制柜及系统软件组成，是整个系统的核心部分之一，根据实训装置工艺流程特点及操作要求，设置1台PLC控制柜，负责加氢机、顺序控制阀组的程序控制。PLC具有工艺流程总览、工艺参数显示及设定、阀门状态和动设备状态显示、报警联锁信息显示、手动/自动操作、模拟卸气加氢操作等功能。报警发生后，除在屏幕上显示外，同时有声光信号警示操作人员。

本方案主要包括对整个加氢站的控制和监测，采用PLC系统来实现采集和控制，当检测数据超出设定报警值时，系统将进行报警，并在画面显示出报警点，记录下报警时间和报警值。在控制系统应对如下参数进行报警和故障诊断（不限于以下参数）：可燃气体超限报警、压缩机故障报警、储罐压力报警等。上述报警除声光报警外，控制界面显示报警点和报警值，并进行记录和保存。

在控制室设操作员计算机工作站，在流程的关键点设数字显示表，用来显示关键的工艺参数；在控制室内设电源指示灯、声光报警、紧急切断按钮、阀门状态指示灯、控制按钮等。操作员计算机工作站完成动态画面的显示、数据显示、操作控制指令的发布、记录声光报警、统计报表等功能。

PLC系统

本PLC控制系统完成对站内整个系统的工艺控制（远程），控制单元CPU选用知名品牌、稳定可靠的控制器一套，相应的DI模块、DO模块、AI模块、AO模块和通信模块等，构成检测、控制、显示和调节系统。对不同类型、不同用途的信号分别采用不同的处理方法，达到安全、稳定。系统能对自身进行诊断并形成报告、能对系统进行管理和维护。

控制系统

正常情况下，打开电脑后，站控系统会自动启动，并激活进入运行画面。站控系统的菜单栏中点击相应的按钮，会进入相应的操作画面或点击主画面对应区域进入相应的子操作画面。鼠标点击系统总览，会进入系统总览画面，系统总览画面可以直观地显示整个系统的工作状态以及重要的仪表数据，通过瓶组颜色的填充量可以判断瓶组中所剩余氢气比例，并且通过压力显示输出域可看到当前瓶组压力，管路上的箭头指示介质的流动方向。

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实训内容

TRAINING CONTENT

加氢站安全措施

目的是帮助学员学习进入加氢站的安全注意事项，练习有关安全措施，增强安全意识。

具体内容包括（1）设备操作现场禁止携带通讯设备、拍照、使用打火机、吸烟等，（2）进入设备区及进行加氢操作前必须先触摸静电释放球以排除身上静电；（3）工作期间必须穿戴防静电工作服、防静电鞋以及专用手套，进入设备区巡查时戴安全帽、护目镜。进入加氢站前可以模拟检查上述安全注意事项执行情况，根据学员执行落实情况评判打分。

模拟卸气操作

目的是帮助学员熟悉、练习、掌握卸气操作，学习卸气操作的操作要点以及关键注意事项。

具体内容包括：（1）现场把卸气柜的卸气软管与氢气长管拖车（采用氮气钢瓶模拟替代）连接，卸气软管端口设置传感器、指示灯，如果连接正确，指示灯呈绿色；（2）氮气吹扫，打开卸气柜进气手阀，关闭卸气柜出气手阀，关闭放散管路手阀，打开氮气进气手阀，保持氮气吹扫5分钟，关闭氮气进气手阀，管道压力降至0.05MPa时，关闭卸气柜进气手阀，吹扫结束；（3）氮气置换，关闭卸气柜进气手阀，关闭卸气柜出气手阀，关闭放散管路手阀，打开氮气进气手阀，管道压力升至0.5-0.8MPa后，关闭氮气进气手阀，保持5分钟，打开放散管路手阀，管道压力降至0.05MPa时，关闭放散管路手阀，置换结束，如此反复置换5次；（4）氢气置换，关闭卸气柜出气手阀，关闭放散管路手阀，关闭氮气进气手阀，打开卸气柜进气手阀，管道压力升至约0.5-0.8MPa后，关闭卸气柜进气手阀，保持5分钟，打开放散管路手阀，管道压力降至0.05MPa时，关闭放散管路手阀，置换结束，如此反复置换5次；（5）打开长管拖车卸气阀门，打开卸气柜进气手阀和卸气柜出气手阀，开始卸气，当储氢瓶组压力达到设定值后，卸气结束。上述操作各阀门手柄上设置传感器，传感器信号接入PLC，控制系统可以自动判断阀门操作顺序是否正确。

模拟换车操作

目的是帮助学员熟悉、练习、掌握换车操作，学习换车操作的操作要点以及关键注意事项。

具体内容包括：即卸气过程中更换另一辆长管拖车，具体操作同模拟卸气操作。

模拟加氢操作

目的是帮助学员熟悉、练习、掌握加氢作业流程，学习加氢操作的操作要点以及关键注意事项。

具体内容包括：（1）把加氢枪接入加氢车受气口，手动拨至"ON"；（2）操作加氢机键盘按钮，开始加氢；（3）加氢完成后电脑控制器自动停止加氢，如不需要加到设定压力，也可按停止键手动停止加氢；（4）加氢枪拨至“OFF”，取下加氢枪，盖好加氢枪防尘帽，放回枪座。

模拟管道拆装

具体内容包括：现场练习管道拆装、连接，学员可以系统学习加氢站不同连接形式的工艺管路如卡套管路、CT管路、NPT管路的特点和区别，以及各自的结构、尺寸、材质等。

模拟压力表安全阀拆装

具体内容包括：现场练习压力表、安全阀拆装，学员可以系统学习压力表和安全阀的安装形式、结构、工作原理、定期校验等。

模拟报警确认处理

学员可以练习如何在模拟控制系统画面中确认报警参数，以及现场故障处理。例如卸气压力高报警后，控制系统画面中确认压力实际检测值以及报警限值，到现场打开卸气柜放空阀，压力泄压至正常操作范围后，关闭卸气柜放空阀，控制系统画面中复位消除报警。

模拟上位机软件使用

学员可以练习如何准确查找某个时段内特定报警参数的趋势图，熟悉站控软件的使用操作。

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