用高性能流体系统优化电解水制氢设备
(资料图片仅供参考)
氢气作为一种具有巨大潜力的低碳能源，受到持续关注。如下是证据之一： 欧盟委员会的目标是到 2030 年在欧盟生产 1000 万吨氢气，并进口 1000 万吨的可再生氢气。在其他地方，分析师预计，随着中国继续新建绿氢项目，2023 年中国的氢气电解槽出货量将增加一倍以上。
将氢气作为一种主流能源取决于产能的增加和可靠的生产。而要实现这一目标，必须从氢气生产的核心设施开始，即优化的电解槽。电解槽负责将水和电转化为氢气和氧气。为了高效地完成这项工作，电解槽需要可靠地输送水并高效地运送产生的氢气和氧气。
这意味着，在设计新的电解水制氢设备时，执行这些功能的流体系统至关重要。让我们仔细了解您的流体系统如何对电解水制氢设备的安全、生产力和盈利能力产生重大影响。
首次安装时的泄漏缓解措施
随着新的电解水制氢设备的启动，所有关键的流体系统都要进行工厂验收测试 (FAT)。这个过程包括在供应商现场进行的系统(或主要元件)的检查和设备资格评定测试，并记录在案。对于氢气流体系统，该过程通常包括在不断升高的压力下将无害的测试流体(通常是氮气)流经系统，以确定任何泄漏点的位置和数量。
当水流入电解槽时，即使是微小的泄漏也会导致资源的低效利用。而当氧气和氢气被生产出来时，泄漏会导致有价值产品的损失，并可能造成潜在的安全隐患。这些问题也需要时间来解决。通过适当的设计，从一开始就尽可能减少泄漏，可以帮助保证电解水制氢设备获得成功。
所有这些都会在工厂启动和运行之前导致大量计划外的时间和材料成本。为了减少泄漏和相关成本，进行流体系统安装培训很有益处。在安装过程中遵循既定的优秀做法，可以帮助避免在启动测试期间出现问题，以及避免对关键流体系统进行代价高昂的返工。
了解您的电解槽
在氢气生产领域，有两种主要的电解槽类型：
碱性电解槽 (AEL)：碱性电解是一项成熟的技术，已经应用了 100 多年。碱性电解须在相对低温下操作，使用氢氧化钾 (KOH) 或氢氧化钠 (NaOH) 的液体碱性溶液作为电解质来导电。它利用电流将水分离为氢和氧。这是廉价的氢气生产形式，但维护成本高。
质子交换膜 (PEM) 电解槽：PEM 电解槽使用固体电解质，而非液体形式来导电。PEM 电解槽通常效率更高，维护需求更低，并且相较 AEL 电解槽占用的空间更小。然而，PEM 电解槽的运行成本更高，因为它们需要铂金等贵金属。
无论在您的电解水制氢设备中部署哪种技术，都需要健全的流体系统来处理和管理水的流入以及氢气和氧气的流出。
保持清洁氢气的输出
电解槽产生的氢气纯度达到 99.9% 是至关重要的，保持这一纯度与您的流体系统和电解槽本身有很大关系。
这是一个具有挑战性的提议。电解过程中固有的高温和高湿度会促使质量较差的不锈钢的发生腐蚀，这可能会污染从电解槽传输到储罐的 H2 。腐蚀也是一个安全隐患，因为高度腐蚀的管子或接头的故障可能性更高。
您可以采用一些策略来保持纯度。应使用高质量的气体取样系统来定期分析和监测产生氢气的纯度水平。此外，选择合适的材料也很重要。含有比 ASTM 要求更高含量的铬和镍的高质量不锈钢可以更有效地防止腐蚀和抗氢脆。
尽可能地提高您的生产力
正确安装的、高质量的输入和输出流体系统可以帮助电解水制氢设备充分发挥其潜力，帮助您尽可能地提高生产力。
密封性不仅可以帮助您在工厂验收测试期间避免代价高昂的返工，而且还可以帮助预防不可预见的维护问题和相关的长期停机。有了可靠的输入和清洁的输出，您可以保持工艺效率，并在生产设施的生命周期内降低您的总拥有成本。这就是优化电解水制氢设备流体系统的更多理由。
在生产初期选择专门为氢气设计的高质量元件和组件至关重要，以帮助您的设施更快、更安全地启动和运行，并为长期生产力做好准备。如果您需要帮助，请联系具有氢气系统设计经验的流体系统元件供应商。
实地现场考察
世伟洛克公司工程服务主管 Ana Dominguez
“系统启动时发生泄漏的常见原因之一是安装不当。在氢气生产和其他所有设施中，流体系统都是操作的关键部分。如果电解水制氢设备厂商想在启动时将成本降低，安装培训可以产生很大的帮助。掌握了正确知识和合适做法的安装人员更有可能避免可能导致泄漏的错误。”
世伟洛克挪威技术销售顾问 Knut Marker
“氢气生产确实是一个新的领域。对于如何可靠且符合成本效益地使新电解水制氢设备上线，没有既定的蓝图。但我们确实知道，氢气生产取决于可靠的流体输送—，而这是一门具有成熟的优秀做法的学科，我们可以应用它来帮助氢气工厂尽可能减少泄漏、安全挑战和维护问题。”
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