氢气压缩机,作为氢能产业中核心装备,正向着更高压力、更大排量发展。2023年,正值烟台东德实业有限公司(下称:东德实业)成立五周年之际,成功推出90MPa加氢站用隔膜压缩机、最大排量50000Nm³/h离子液封压缩机新品,为氢能产业的未来发展不断添砖加瓦。
东德实业成立于2017年,是国家级高新技术企业、国家级专精特新“小巨人”企业、山东省瞪羚企业、山东省民营企业创新50强。
自成立以来,东德实业专注于燃料电池核心部件(氢气循环系统、空气压缩机等)、氢能装备(加氢站及气体制备充装隔膜压缩机、撬装机组等)研发、生产、销售及氢能产业的工程服务,产品整体性能达到国际先进水平。
其自主研发制造的加氢站压缩机位于国际领先水平,并且从模具设计、铸件生产、机加工、装配、测试等均为全产业链自主生产,国产化率高达95%以上,大幅度降低了产业链下游企业的采购成本。
突破90MPa,卡位未来发展
70MPa加注压力被认为是未来加氢站加注的主流压力,因此与其适配的90MPa压缩机作为站内的核心设备,其发展成为了产业内所关心之事。
今年4月,东德实业成功推出排量为750Nm³/h、功率为70kw、膜片寿命达6000h的90MPa站用隔膜压缩机,标志着东德实业站用隔膜压缩机领域取得新突破。
图片来源:东德实业
东德氢能技术有限公司副总裁葛增超表示:“在90MPa隔膜压缩机研发过程中,东德实业与知名高校开展技术合作,成立课题攻关小组,通过设计计算、仿真模拟、部件工况模拟测试、循环改进的闭环研发管理,最终形成材料选型可靠、密封设计独特、高压流场科学、柱塞间隙合理的90MPa隔膜压缩机。”
同时,东德实业在90MPa隔膜压缩机研发时进行整体升级优化,并给出相应解决方案——
涉氢材料优化:提高合金纯洁度,限制内部气体含量,控制低熔点元素含量,并调整热处理工艺,从而使合金的热强性和长期使用性能提高,降低氢脆易感性;
频繁自启停优化:优化高压工艺流程,结合液压控制,气动控制,利用算法分析综合进行压缩机启停控制,排气压力控制;
排气温度冷却问题优化:对压缩机冷却系统进行创新,通过模块化设计,膜头采用迷宫式冷却技术,集成循环冷水道,排气温度有效降低30%以上;
膜片寿命提升:进行了大量材料选型与试验,聚焦专利膜腔型线升级,最终研发出抗氢脆、抗毒、抗振、长寿命的符合国内外隔膜压缩机应用要求的高强度膜片。此外,东德实业与清华大学合作研发出超滑技术,进一步延长膜片的使用寿命。
此外,东德实业自主研发高压补油泵,实现膜头高压补油,提升设备的可靠性;膜头溢流采用高可靠性溢流阀,解决了溢流阀过早失效问题;同时自主开发曲轴箱呼吸过滤系统,有效杜绝空气中的水蒸气。
匠心独具,推出全新结构压缩机
葛增超提到:“随着氢能产业的发展,制氢端的单槽产量正在不断增大,氢气储运压力以及加氢站的加注压力也在逐渐提高,这对于压缩机的压力、排量等性能都提出了新的要求与挑战。”
对此,东德实业依靠自身压缩机研发的技术积累以及对应用端痛点的剖析,联合西安交通大学,综合了隔膜压缩机、往复式压缩机的自有优势,成功研发出排气压力100MPa 以上、单机最大排量达 50000Nm³/h、使用寿命达25 年以上的离子液封压缩机。
图片来源:东德实业
该离子液封压缩机采用曲轴连杆结构,由活塞往复运动对气体进行压缩;同时优化气缸结构,均衡各级活塞力,减少压缩机震动,整体可实现三级以上的多级压缩,单机总压比可达400倍。
同时,东德实业定向开发具备不挥发、不分解特性的循环离子液,由定点柱塞的循环泵驱动,完成对活塞环的密封、润滑、冷却;并配合密封组件实现压缩腔100%零泄露。
此外,在氢气加注领域,东德实业定向开发出进气压力1.4-1.8MPa、排气压力45MPa、单机排量1000Nm³/h的制氢加氢一体站离子液封压缩机。并以该压缩机为核心,撬装集成传动系统、控制系统、冷却系统、仪表系统、离子液循环液封系统、工艺气系统的DL45-1000 机组,使其具有高集成化布置,占地面积小等特点。
五年耕耘,蓄势升腾
栉风沐雨砥砺行,春华秋实满庭芳。继2022年获得5000万A轮融资后,东德实业今年再获得资本加持,正式完成亿元级A+轮融资。
其氢能核心装备产业园也于今年9月开工,一期项目投产后将形成年产氢气循环系统 6 万台、空压机 6 万台、压缩机600 套的生产能力。同时该产业园也将成为行业内最大的氢能装备压缩机生产线、空气系统生产线以及氢气循环系统生产线。
图片来源:东德实业
作为一家科技型公司,东德实业历经五年的发展,连续斩获多项国家级、省级荣誉称号,多次主导参与行业标准的制定。并在产品、品牌、知识产权等方面已形成独特的优势,已成为我国氢能源产业链中的重要成员。
而技术创新,也是东德实业广受用户认可的一点。今年,东德实业不仅在氢气压缩领域推出新品,在氢气循环泵、增压器等领域也是新品迭出——DQ30H防爆氢气循环泵、DQ36氢气循环泵、DQ50氢气循环泵、DK900T电动涡轮增压器。
据了解,上述产品从设计开发、零部件加工到装配测试全过程自主控制,且具有全方位知识产权,目前已具备性能测试条件。同时,东德实业优化突破破冰、过热等关键难题,提升轴承等关键零部件寿命。
此外,为解决当下日益凸显的散热问题,东德实业最新研发出国内首款用于解决氢燃料电池重卡和纯电重卡热管理系统的高压电动风扇。
图片来源:东德实业
该高压电动风扇采用高电压平台电机驱动扇叶,具有高效率、低噪声的特点,同时配置车规级高压控制器,可多个维度节约成本,减少系统的布置尺寸——
高电压高扭矩电机可以驱动较大尺寸扇叶,满足大风量要求。并能够实现与传统散热器集成使用,无需定制开发散热器,减少开发成本和时间;
安装在车架的前端,提高了整车空间利用率,吸风散热,汽车迎风驾驶会提高散热效率;
与ATS风扇相比,具有大风量优势的高压电动风扇转速更低,噪声更低,同时可实现无级变速,降低综合应用功率;
对于大功率散热需求,高压电动风扇具有高电压低电流特点,可降低线缆直径,减少线束成本。
未来,东德实业将构建双碳产业集群,带动上下游产业落户,发挥双碳示范带头作用,并积极推进产学研联合,不断提升自身整体实力,助力氢能产业发展。