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日益严重的能源危机和环境污染问题迫切要求人们开发洁净、经济的新能源。氢能以其燃烧产物洁净、燃烧效率高、可再生等优点被认为是新世纪的重要二次能源。随着氢燃料电池和电动汽车的迅速发展与产业化,世界各国都高度重视加氢站的建设。加氢站建设目前在全球尚处于示范阶段。本文以国家高技术研究发展计划(863计划)课题“高压容器储氢技术和装备”(项目编号2006AA05Z143)为依托,对加氢站高压氢系统工艺参数进行了较为系统的研究,主要工作和结论如下:(1)氢气流量与流速研究。以真实氢气状态方程为基础,采用气体动力学理论,建立了加氢站氢气流量与流速的计算模型,为加氢站快充能力的评估提供了技术支撑。对加氢站高压氢系统氢气流速特性研究表明,目前相关规范对于氢气流速的限制过严,在工程设计中应放宽对流速的限制。(2)加注速率研究。建立了车载储氢容器快速充氢过程温升计算的理论模型,并根据国外已有的氢气快充试验数据,对理论模型进行了修正,使模型具有更好的适用性。分析表明,影响最大允许加注速率的因素有车载容器的充装压力、总容积、初始压力,加氢站氢源压力以及环境温度等。(3)氢气利用率研究。提出加氢站一级加注与多级加注氢气利用率的计算方法。研究表明,多级加注氢气利用率较一级加注氢气利用率有明显提高,加氢站氢气加注宜采用多级加注方式;氢气利用率受各组容器容积比影响,储氢容器后组与前组的最佳容积比约为1∶2。