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加氢站氢气损耗原因分析和计算精准
氢气因其特殊性质，在储存、运用、使用中存在相应损耗，而各加氢站运营单位都是按照各自的标准进行计量和交接，存在损溢波动，影响加氢站站长判断是否为正常损耗或者故障泄露，如果氢气泄露未能及时发现，有可能造成严重结果，所以了解加氢站的氢气损耗原因和计算方式，对于加氢站运营单位至关重要，本文将介绍加氢站氢气损耗原因和计算产生的误差，提升氢气计算精准度，降低加氢站运营中的损溢波动。
— 01 —
氢气损耗都有哪些分类
吹扫置换损耗：
管路的吹扫及置换是在卸氢、加氢、维修时的必要操作，管路越长吹扫所消耗的氢气越多。
氢气泄露损耗：
设备随着启停频率和使用周期增加以及温度骤降或升温，设备及管路的连接处可能会发生泄露，泄露越大氢气损耗越大。
计量偏差损耗：
卸氢柱和加氢机内带温度补偿的质量流量计，经过维修或拆装后，以及未按规定时间进行计量的，造成氢气损耗。
计算误差损耗：
卸氢柱无质量流量计时，需通过管束拖车上的压力表和温度表计算卸氢量，如果计算错误，且未考虑压缩因子系数，造成氢气损耗。
以上这些因素都会造成或影响加氢站的氢气损耗，吹扫置换属于正常损耗，通过必要的计量和维修，可以规避泄露和计量造成的损耗。计算损耗由于各企业计算公式、标准温度、取值系统等不统一，也将影响加氢站损耗。
— 02 —
氢气体积的计算方法
2.1 在加氢站中氢气通常应用的单位：
千克（kg）：用于衡量氢气的质量，在涉及氢气质量计量，如氢气储存量、销售计量等情况时使用。例如，加氢站的储氢罐储存氢气的量可以用千克来表示，方便统计加氢站的氢气库存以及核算氢气销售的质量。
标准立方米（Nm³）：是指在标准状况（温度为0℃，压强为101.325kPa）下氢气的体积。它主要用于衡量氢气的体积，在氢气的输送、加注过程中使用。比如，在描述加氢站的加氢机给燃料电池汽车加注氢气的流量时，会用到标准立方米每小时（Nm³/h）这个单位。
2.2 计算方法：
通过GB/T 3634.1《氢气 第1部分 工业氢》附表C氢气体积换算计算，具体公式如下：
2.2.1 氢气体积换算公式:
2.2.2 式中K值计算
不同温度和压力下氢气的K值
2.2.3 但是国标中的K值表中仅有部分温度和压力，不能满足管束拖车上温度表和压力表的数值，且常用压缩因子Z计算繁琐，不符合加氢站使用需求，需要通过计算得到相应K值。
① 通过REFPROP进行计算，该软件是一款国际权威工质物性计算软件，是由美国国家标准技术研究所（NIST）开发和维护的一套热力学计算软件，这种方法取得的压缩因子Z是准确的，再带入公式得到K值，但是软件使用需要产生相应费用；
② 利用通过系统导出压缩因子速算表，通过查表得到压缩因子Z，再带入公式得到K值。
2.2.4 通过标准状态下的氢气密度和氢气体积，通过质量公式
进行质量换算。
— 03 —
运营损耗计量
3.1 卸氢计算
氢气的制造工厂一般以装氢量进行计量，通过长管拖车压力和温度变化来计算氢气结算量。而加氢站卸氢有两种模式：当加氢站卸氢柱具备带温度补偿的质量流量计时，可用卸氢柱的卸氢量进行比对，通过复核计算量和每日计算量来核对。如卸氢柱未安装带温度补偿的流量计时，结算量是否正确，主要影响因素是长管拖车内氢气的温度和压力，尤其是温度。由于氢气长管拖车罐体长，存在传热不均匀等问题，就有可能影响温度值，从而导致结算量不准。
3.2 售氢计算
加氢机计量采用带温度补偿的质量流量计计量，其最小分度值为：10g。加氢机最大示值误差不超过：±1.5%。通过站控系统记录，可以导出售氢量和售氢费用。
3.3 损耗计算
加氢机的损耗主要由每天营业结束后压缩机，仪表检定和设备检维修等正常放空引起的正常损耗，以及由设备问题、不合理工艺和计量偏差等原因产生的非正常损耗。结合氢气管道管径、长度、置换时间和氢气特性，加氢站氢气损耗率宜控制在3%以内，要将加氢站损耗控制在合理范围内，必须做好每日计量工作和每日巡检，及时掌握设备问题、氢气泄露和损益动态。做到日清月结，结合更换氢气长管拖车和交接班情况，通过站控系统数据记录和质量流量计数据记录，利用公式计算卸氢和储罐库存，进行每日计量和每月盘存核销。随时掌握损溢动态，发现有异常情况，查明原因采取措施。
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