国家中长期规划的出台，助推整个氢能行业激流涌动。无数股想要突破技术禁锢和行业发展难点的企业如同万般细流，奔向氢能的海洋。川流不息的生命中有群英也有个体，故事既在前进中谱写也在亲历者的记忆中回溯。本次“十二五”系列专题由佛燃天高联合创始人兼副总经理陈如意讲述，共同回顾我国压缩机在十二五期间的发展和天高隔膜压缩机在“十二五”期间的努力和成果。
佛燃天高联合创始人兼副总经理陈如意
激流下的前夜——压缩机面对的行业困境
2011年，国家“863”计划攻关课题继“十一五”后，继续对中国发展高科技的战略提出新要求。氢气隔膜压缩机的发展在经历了“十一五”的破冰之后，慢慢形成轮廓。然而，当时的国产氢气隔膜压缩机行业依旧面临两大难题：
市场关注度低，加氢站少，国内氢能压缩机行业几乎为全新领域。
技术不够成熟，难以打破市场格局以进口为主的困境。
据陈如意介绍，“十一五”正值北京奥运会筹备举办阶段，但国内氢能压缩机格局还不明朗，呈现蛋糕小且想做蛋糕的人也少的状态，所以能为北京奥运会服务的压缩机也是少之又少，国内采用的氢能压缩机主要来自进口。直到“十二五”期间，国家开始对氢能进行扶持，氢能产业才开始进一步发展。也正是如此，天高决心去做“把蛋糕做大的人”，开始着重创新去研发符合70MPa加氢站的大排量压缩机，希望能打破国内氢气压缩机进口化的市场局面。天高怀揣打造国产创新力量的理想，开始专攻被进口压缩机占领的城池。
“十一五”期间北京天高75MPa国产氢气隔膜压缩机的技术研发经验与国家科技部“ 863” 氢能汽车加氢装置《40-75MPa大排量膜压机的研发》的项目积累，为攻破“十二五”国家“863”课题奠定了坚实的基础。不仅如此，天高还与清华大学、同济大学等多家高校共同探讨，共克时艰，为天高的企业发展创造新的里程碑。在此期间，天高成功完成了90MPa氢能隔膜压缩机的研制，用于中国首座利用风光互补发电制氢的70MPa加氢站（大连新源动力加氢站）。该款隔膜压缩机的问世，突破了当时国产压缩机排量上限，开启隔膜压缩机高压力的新时代，为国内加氢站建设打下基础。
“十二五”期间“863”计划，汽车加氢项目90MPa级隔膜压缩机
此外，天高的研究不止局限于氢气压缩机，还发开了入口压力0.25MPa，排气压力25MPa，排量400Nm³/h氦气充装用“低进气压力，大排量”国产隔膜压缩机。
中国隔膜压缩机技术突破的重要担当
使用寿命长短与安全性决定了产品的品质，而这也与核心部件的选材与工艺息息相关。在隔膜压缩机领域，材料选型与整体密封是无法绕开的一道壁垒。然而在当时国内氢能产业还处于相对空白的情况下，如何在保证安全性的前提下提高核心部件乃至压缩机使用寿命成为了天高的心头之困。
对此，天高依靠自身在行业中累积的经验与不断的试验，最终摸索出一套合适的“天高模式”。针对加氢站的氢气增压问题，通过研究压缩机结构类型、工艺参数和压缩机运动机构等对压缩机性能的影响，以及对缸体和膜片等关键运动构件和自动控制系统的研究，解决了70MPa加氢站的氢气增压难题，并实现90MPa氢气隔膜压缩机的的自主开发，填补国内空白。
课题主要创新成果如下：无配油盘设计通过对压缩机结构的优化设计，缸体采用无配油盘结构，减少油腔的体积，解决了因润滑油在高压下有压缩性的问题，并通过油腔通道中设计油槽，解决了润滑油的脱气问题，提高了压缩机的效率。那时，低压氢气隔膜压缩机的缸体中都设有配油盘，以便均匀的将油压传递给膜片，但是，在90MPa压力下，润滑油的变形量增大，配油盘的存在不可避免会增大油腔体积，导致膜片有配油盘曲面的吻合度误差增大，容易导致膜片破裂，而且还会降低压缩效率。而取消配油盘设计，同时设计与膜片更加吻合的曲面，不仅提高了压缩效率，还可以提高膜片使用的耐久性。
复合缸盖设计针对隔膜压缩机高压氢气膜腔的工作特性和材料的氢气相容性，提出采用不同材料组合的三层组合膜片设计和复合结构的缸盖设计方案。不仅有效解决了氢气侧对高压工作介质材料的抗氢脆要求，而且也保证了氢气侧膜腔的构件强度。氢气在高温高压下容易对某些金属产生晶界腐蚀，造成零件在高温高压下断裂后出现危险，因此选择正确的材料可以避免危险的产生。一般在高温高压下奥氏体不锈钢能避免氢气的晶间腐蚀。
安装破裂报警装置，膜片单独选材膜压机由三层膜片组成，组合式膜片将压缩气体的膜腔与液压油的油腔相隔开，中间层膜片有小槽，用于膜片破裂监测报警。原理是如果气侧膜片或油侧膜片产生裂纹后，气压或油压会通过中间层膜片的小槽将高压气体或高压油引导到一个膜片破裂报警装置。压缩氢气时，气侧、中间、油侧膜片分别采用了不同的材料，这样不仅保证了膜片的强度及弹力要求，而且也有效解决了膜片的氢脆问题。缸盖膜腔与氢气接触，为了避免氢气的晶间腐蚀、减低缸盖强度和控制成本，天高对缸盖进行了优化设计，提出缸盖复合结构的解决方案，与氢气接触侧采用抗氢脆，外部采用强度高的材料，兼顾了耐氢脆、强度和成本的要求。
完备的安全监控系统开发隔膜压缩机运行安全监控系统，实现机器自动报警和自锁功能，提高压缩机系统运行的安全性，同时，监控信号可以远传给站控系统，实现与加氢站控制系统的柔性集成。通过在气缸和油缸内安装压力变送器和温度传感器，可以实现对进气压力低保护、排气压力高保护、润滑油压力低保护、冷却水压力低保护、膜片破裂报警等的安全保护。同时，压缩机控制系统通过采用具有很强兼容性的模拟量信号，将实现远程传输到加氢站的站控系统，实现故障远传与诊断，并且根据加氢站站控安全策略，实现压缩机的自动启停。
在一次次失败又在一百遍执着中，“十二五”课题终究被攻克。“十二五”是天高继“十一五”之后又一笔浓墨重彩，也为后来的佛燃天高创造了坚不可摧的技术基石。将蛋糕做大和做精也深深嵌入了每一位天高人的心中，从破冰再到于新兴产业的黑夜中摸索，天高立足匠心，不仅开创了中国氢气压缩机的市场，还呼吁了更多的氢能人一起创造研发。
以上文章来源于势银能链 ，作者势银能链
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