Bransjebakgrunn
Drevet av implementeringen av den doble-karbonstrategien går Kinas grønne hydrogenindustri inn i en akselerert fase av stor-utvikling. I 2025 nådde den offentlige budskalaen for produksjonsutstyr for elektrolytisk vannhydrogenproduksjon til hjemmet 2 398,8 MW, en årlig-oppgang på{-år på 69,4 %, og nådde rekordhøye. Den "15. fem{11}}-planen" som ble utgitt i mars 2026, oppfordrer eksplisitt til "kraftig utvikling av grønn hydrogenenergi" og posisjonerer hydrogen som et nytt vekstpunkt som leder fremtiden. Under retningslinjene fortsetter den storstilte-bruken av hydrogenenergi på ulike felt som transport og industri å utvide seg. Samtidig, drevet av raske fremskritt innen elektrolysørteknologi og kontinuerlig reduserende fornybare energikostnader, forventes andelen grønt hydrogen i den totale hydrogenproduksjonen å overstige 30 % innen 2030, med markedsstørrelse på over 20 milliarder yuan. Fremdrevet av både politikk og markedskrefter, går hydrogenenergiindustrien inn i et nytt stadium av sprangutvikling.
Under den elektrolytiske vannhydrogenproduksjonsprosessen er presis trykkkontroll nøkkelen for å sikre sikker systemdrift. Hydrogen og oksygen genereres samtidig i elektrolysatoren. Å opprettholde et rimelig og stabilt trykk forhindrer ikke bare risikoen for eksplosjon forårsaket av tilbakestrømning på grunn av trykkforskjeller mellom hydrogen- og oksygenblandede gasser, men sikrer også effektiv drift av gassseparasjonsutstyr og pålitelig systemtetting. Sanntidstrykkovervåking og dynamisk regulering er kjernen for å sikre sikker hydrogenproduksjon.
Elektrolytisk vannhydrogenproduksjonsinstrumenteringskontroll
Skjematisk diagram av prosess for elektrolytisk vannhydrogenproduksjonssystem
Elektrolysatoren er kjerneutstyret i det elektrolytiske vannhydrogenproduksjonssystemet. Den bruker KOH- eller NaOH-løsning som elektrolytt, og under påvirkning av likestrøm elektrolyserer den vann for å generere hydrogen og oksygen. Gassene (H2, O2) produsert fra elektrolysen inneholder forstøvet alkalivæske. De passerer først gjennom en gass-væskeseparator for å fjerne alkalivæsken. Gassene som kommer ut av gass-væskeseparatoren inneholder fortsatt en liten mengde forstøvet alkalivæske og vanndamp. En gassscrubber kan vaske bort restvæsken. Det separerte hydrogenet og oksygenet avkjøles, får dråper fjernet, og sendes deretter ut av kontrollsystemet. Trykket inne i separatoren påvirker elektrolyseeffektiviteten. Passende høyt trykk kan redusere gassinnholdet i elektrolytten, forbedre dens elektriske ledningsevne og forbedre elektrolyseeffektiviteten. For høyt trykk øker imidlertid løseligheten av hydrogen og oksygen i elektrolytten, noe som reduserer produksjonen.
Trykkprøvepunktene til hydrogenskrubberen og oksygenvaskeren brukes til å måle differensialtrykket, og reflekterer trykkforskjellen mellom hydrogen- og oksygensiden til elektrolysatoren. Hvis trykkforskjellen mellom hydrogen- og oksygensiden av elektrolysatoren er for stor, kan det føre til at hydrogen og oksygen trenger gjennom hverandre, og danner en blandingsgass som utgjør en betydelig eksplosjonsfare. Systemkontrolleren kontrollerer utgangsreguleringsventilen basert på differensialtrykket for å holde den innenfor et sikkert område.
For væskenivåmåling av gass-væskeseparatoren: Når gass-væskeseparatoren er installert på en høyere høyde enn elektrolysatoren, representerer separatorens væskenivå elektrolysatorens væskenivå. Hydrogenet og oksygenet som genereres under elektrolyse vil føre til at væskenivået i gass-væskeseparatoren gradvis faller. Hvis væskenivået er for lavt, kan gass komme inn i nedstrøms væskeutløpsrøret. Det er svært viktig å holde gass-væskeseparatorens væskenivå innenfor et trygt område.
I elektrolyttsirkulasjonssløyfen brukes vanligvis en elektromagnetisk strømningsmåler for å måle elektrolyttstrømmen. Siden elektrolytten (f.eks. KOH, NaOH-løsning) har god elektrisk ledningsevne, oppnår den elektromagnetiske strømningsmåleren stabil og pålitelig måling. Kontrollsystemet justerer sirkulasjonspumpen basert på strømningssignalet, og holder elektrolyttstrømmen innenfor et rimelig område, og sikrer dermed elektrolysatorens temperaturkontroll og reaksjonseffektivitet.
Applikasjonsløsninger for smarte trykktransmittere
Separator og skrubber væskenivåmåling
Separatortrykkmåling
I hydrogen/oksygen-separatorer er det målte mediet hydrogen eller oksygen, ledsaget av komplekse forhold som vanndamp, alkalitåke og kondensat. For å sikre langsiktig-stabil drift, anbefales det å bruke en Hastelloy C-membran for de fuktede delene av den smarte trykktransmitteren for å forbedre korrosjonsmotstanden og anti-krystalliseringsevnen. Den totale eksplosjonssikre vurderingen til senderen må oppfylle Ex d IIC T4-standarden, og den bør ha SIL2 funksjonell sikkerhetssertifisering. Gjennom redundant design og feil-sikre mekanismer, sikres sikker og pålitelig drift under unormale forhold.
Separator væskenivåmåling
For væskenivåmåling i hydrogen- og oksygenseparatorer, en ekstern kapillærdifferensialtrykktransmitterbrukes vanligvis. Det målte mediet er en blanding av alkalivæske og gass (hydrogen/oksygen), der høy-siden kommer i kontakt med alkalivæsken, og lavtrykkssiden kommer i kontakt med gassfasen (som inneholder vanndamp og alkalitåke). For å passe til disse svært korrosive og lett-å-krystallisere, anbefales det å bruke Hastelloy C-membraner på både høy- og lavtrykkssiden for å sikre utmerket alkalikorrosjonsbestandighet og langtids-målestabilitet. Den totale eksplosjonssikre vurderingen for differensialtrykknivåtransmitteren må også oppfylle Ex d IIC T4-standarden for å overholde sikkerhetsbestemmelsene for eksplosive gassatmosfærer. I tillegg anbefales det å installere elektroniske overvåkingspunkter for hydrogenkonsentrasjon i systemet for ytterligere å øke driftssikkerheten.
Scrubbertrykk og væskenivåmåling
Trykk- og væskenivåmålingen for skrubbere bruker også en struktur av typen membranflens-. Det indre mediet er ikke bare vann, men et komplekst flerfasesystem som består av vann eller fortynnet alkalivæske (eventuelt inneholdende KOH), hydrogen/oksygen, alkalitåke og kondensat. Denne tilstanden er preget av sterk korrosivitet, høy luftfuktighet og en tendens til å krystallisere. Derfor anbefales det at diafragmamaterialet er Hastelloy C for å forbedre korrosjonsmotstanden og anti-adhesjonsegenskapene, og sikre instrumentets langsiktige-stabilitet og pålitelighet.
Gassutgang og lagringstrykkmåling
Under utgangstrinnet for kontrollsystemet kommer hydrogen og oksygen inn i lagrings- eller overføringsrørledninger. Trykkmåling på dette stadiet er avgjørende for systemsikkerhet og gasskvalitet. Detrykktransmitterpå hydrogensiden bruker en 316L membran i rustfritt stål og har en egensikker design. Med utgangspunkt i kretsens egensikkerhet, reduserer dette effektivt risikoen for antennelseskilder, og kontrollerer eksplosjonsfaren på designstadiet for å sikre sikker og pålitelig systemdrift.
Trykktransmitteren på oksygensiden bruker også en 316L membran i rustfritt stål. Fyllingsvæsken er et inert medium, og membranen gjennomgår streng olje-fri og avfettende behandling for å unngå forbrennings- eller eksplosjonsrisiko i et oksygen-anriket miljø, samtidig som det sikrer at oksygenrenheten oppfyller prosesskravene. Gjennom målrettet utvalg og sikkerhetsdesign oppnås stabil og sikker drift av det elektrolytiske vannhydrogenproduksjonssystemet under gassutgangstrinnet.
Anbefalte produkter
MDM7000 Smart trykktransmitter
- Høy nøyaktighet: Teknologi styrker, måling uten grenser. Har en andre-generasjons monosilisiumkomposittsensor, som oppnår en grunnleggende nøyaktighet på ±0,075 % og ±0,05 % for presise og pålitelige data.
- Høy stabilitet: Konsekvent ytelse, gjennomgående utmerket. Tilbyr et turndown-forhold på 100:1, lang-stabilitet på ±0,1 % SPAN per 10 år, høy statisk trykkkapasitet på opptil 42 MPa. Sammenkoblet med et integrert membransystem, sikrer stabil-langtidsdrift og reduserer vedlikeholdskostnadene.
- Høy pålitelighet: Genialt design, sikkerhet sikret. Bruker en modulær produktarkitektur og dobbel-kammerdesign. For korrosjons- og krystalliseringsprosesser velges en Hastelloy C-membran for fullstendig å eliminere korrosjons- og krystalliseringsrisiko.
- Høyt beskyttelsesnivå: Flere sertifiseringer, bunnsolid-sikkerhet. Oppnådd TÜV SIL2 funksjonell sikkerhetssertifisering, samsvarer med NEPSI, ATEX, IECEx og andre internasjonale eksplosjonssikre-standarder. Lasersveisetetningsteknologi eliminerer lekkasjebaner, med en IP67-inntrengningsbeskyttelsesklassifisering, som sikrer stabil drift selv i ekstreme miljøer.
MFE600-E Elektromagnetisk strømningsmåler
- Stabile og pålitelige data: Egnet for kontinuerlig batchmåling.
- Enkel installasjon og vedlikehold: Ingen skjøre deler, lave vedlikeholdskostnader.
- Innenlandsk forsyningsforsikring: Kontrollerbare leveringstider, stabil lang-forsyning.
- Moden løsning: Mye tilpasset for bruksscenarier for produksjon av elektrolytisk vannhydrogen.
