مدفوعاً بأهداف الكربون المزدوج، حققت مشاريع إنتاج الهيدروجين الفاصل المائي بالكهرباء الكهروضوئية والرياح المرتبطة بالتحليل الكهربائي تنفيذًا واسع النطاق بسرعة.تصبح الطريق الرئيسي لإنتاج الهيدروجين الأخضريمكنها استيعاب الطاقة الزائدة من الطاقة الجديدة بشكل فعال ومساعدة القطاع الصناعي على تحقيق التحول الأخضر.عملية إنتاج الهيدروجين بالتحليل الكهربائي لديها ظروف خاصة ومعايير صارمةأدوات مراقبة الغاز، كمعدات دعم أساسية، تلعب دورا حاسما في الإنتاج ومراقبة الجودة وتشغيل المعدات وصيانتها وتوفير الطاقة وخفض التكاليف.هذه المقالة تحلل بشكل مختصر الوضع الحالي للصناعة، والقيمة الأساسية للمراقبة، وخطة اختيار الأدوات العامة للعملية بأكملها.
01 عملية إنتاج الهيدروجين والحالة الصناعية
(1) مبدأ العملية
إنتاج الهيدروجين عن طريق الانقسام الكهربائي للماء يستخدم طاقة الرياح والكهرباء الكهروضوئيةجزيئات الماء تتحلل لتنتج الهيدروجين والأكسجينإنها عملية إنتاج هيدروجين ناضجة ونظيفة خالية من الكربون. يمكن للعملية بأكملها تحقيق تحويل واستخدام الموارد من طاقة الطاقة الجديدة.
تدفق العملية الكامل: إمدادات الطاقة لمحطة توليد الطاقة الرياحية → تحليل الكهرباء في خلايا التحليل الكهربائي لإنتاج الغاز → تجفيف الغاز وتنقيته → تخزين الهيدروجين ونقله → تخزين الطاقة،النقل، التطبيقات الصناعية والسيناريوهات الأخرى
بعد استقرار الطاقة الجديدة وإرسالها إلى خلية التحليل الكهربائي لإنتاج الغازيتم تجفيف غازات الهيدروجين والأكسجين الناتجة وتنقيتها لتلبية المعايير قبل تخزينها في الخزانات، يستخدم على نطاق واسع في تخزين الطاقة الحلاقة الذروة، نقل طاقة الهيدروجين، المعالجة الصناعية ومجالات أخرى، وتشكيل سلسلة كاملة من طاقة الهيدروجين صفر الكربون.
(2) وضع الصناعة والتحديات الرئيسية
استنادا إلى السياسات وتوزيعات السوق ، تم تنفيذ مشاريع إنتاج الهيدروجين واسعة النطاق في المناطق الغنية بالطاقة الرياحية والشمسية باستمرار ،وقد توسعت نطاق الصناعة بسرعةومع ذلك، فإن عمليات المشروع تواجه عموماً تحديين رئيسيين:
1ضغط إدارة مرتفع:الهيدروجين والأكسجين يمكن أن يختلطا، وتشكيل خليطات متفجرة، مع مخاطر عملية عالية وانخفاض التسامح الإنتاجية للغاية.
2جودة عالية وصعوبة التشغيل:يؤثر محتوى الأكسجين والرطوبة في الهيدروجين بشكل مباشر على تأثير الاستخدام في الأسفل. خلية التحليل الكهربائي لديها العديد من الأخطاء الخفية ومن الصعب التنبؤ بها.الذي يمكن أن يسبب جودة يتجاوز الحد، ارتفاع استهلاك الطاقة، ومشاكل ارتداء المعدات.
2قيمة التطبيق الأساسية لأدوات مراقبة الغاز عبر الإنترنت
أدوات مراقبة الغازات غير المتفجرة عبر الإنترنت يمكن أن تحقق مراقبة عالية الدقة طوال عملية إنتاج الهيدروجين ، تغطي الحماية ومراقبة الجودة ،و سيناريوهات تشغيل وصيانة المعدات، مما يساعد المشروع على العمل بشكل مستقر ومتواصل.
(1) مراقبة في الوقت الحقيقي والتنبيه المبكر، حماية خط الأسفل للإنتاج
تعمل خلية التحليل الكهربائي مع الهيدروجين والأكسجين معزولين في كلا الاتجاهين. إذا كان هناك خلط الغاز أو التركيز يتجاوز الحد،من المحتمل جداً أن يسبب حادث انفجارمما يؤدي إلى تلف المعدات وحوادث الإنتاج.أدوات مراقبة خاصة تلتقط تركيزات الغازات 7 × في الوقت الحقيقي وتتصل بنظام التحكم المركزي لتحقيق حماية الإنذار المبكر متعددة المستويات: إنذار في الوقت المناسب عند الاقتراب من الحد الأدنى للخطر، وإيقاف التشغيل التلقائي والقفل عند الوصول إلى الحد الأدنى للخطر،تجنب مخاطر انفجار الهيدروجين والأكسجين من المصدر وضمان جوهر خط الإنتاج.
(2) مراقبة الجودة عبر الإنترنت، وضمان إنتاج هيدروجين عالي النقاء
بالنسبة للسيناريوهات التالية مثل خلايا الوقود والمواد الكيميائية الدقيقة والمعادن الإلكترونية ، هناك حاجة إلى نقاء عالية وجفاف الهيدروجين.الأكسجين الزائد والرطوبة في الهيدروجين سوف يضر معدات الدقة، تقصر عمر الخدمة وزيادة تكاليف التشغيل والصيانة. توفر أدوات الرصد تعليقات في الوقت الحقيقي على بيانات تكوين الغاز والرطوبة.يسمح للموظفين بتعديل معايير عملية التحليل الكهربائي والتجفيف ديناميكياً لتحقيق استقرار جودة إنتاج الغاز وتلبية معايير استخدام الهيدروجين عالية النقاء في التطبيقات التالية.
(3) مراقبة حالة تشغيل المعدات، والصيانة المبكرة، وخفض التكاليف وتحسين الكفاءة
يمكن أن تعكس بيانات مراقبة الغاز مباشرة حالة تشغيل خلية التحليل الكهربائي.زيادة غير طبيعية في محتوى الأكسجين في الهيدروجين يمكن التنبؤ الأخطاء الخفية مثل تسرب غشاء خلايا التحليل الكهربائي والضرردعم الصيانة المبكرة والصيانة الوقائية لتجنب فشل المعدات الكبيرة وفقدان أوقات التوقف.معايير التشغيل مثل تيار التحليل الكهربائي، الضغط، ومستوى السائل يمكن تحسينها للحفاظ على حالة التشغيل، والحد من استهلاك الكهرباء لإنتاج الهيدروجين، وتحسين إيرادات المشروع العامة.
3نظام اختيار أداة خاص لعملية إنتاج الهيدروجين في جميع أنحاء السلسلة
بالنسبة للعقد الثلاثة الرئيسية لإنتاج غازات التحليل الكهربائي، وتخزين الأكسجين، وتجفيف الهيدروجين وتنقيته،والتي تلبي متطلبات منع الانفجار والرصد عبر الإنترنت بدقة عالية في مواقع إنتاج الهيدروجين، ثلاثة أدوات متخصصة يمكن أن تغطي بشكل كامل احتياجات الرصد ومراقبة الجودة ورصد حالة المعدات.
1تحليل الأكسجين الهيدروجيني RL-A100Exيستخدم للكشف عبر الإنترنت عن آثار الأكسجين في الهيدروجين ، والتحكم في نقاء إنتاج الغاز ومنع محتوى الأكسجين من تجاوز الحد الأقصى.وهي مناسبة لعملية إنتاج الهيدروجين بأكملها عن طريق التحليل الكهربائي وتنقية الهيدروجين.
2محلل الأكسجين والهيدروجين RL-A200Exيمكن مراقبة تسرب الهيدروجين على جانب الأكسجين في الوقت الحقيقي ، مما يمنع خطر التقاطع بين الهيدروجين والأكسجين ، والقضاء على خطر الانفجار في المصدر ،وضمان تشغيل سلس لخط الإنتاج.
3.مقياس نقطة الندى الهيدروجينية RL-A300Exيكتشف بدقة كميات من الرطوبة في الهيدروجين ، ويرصد فعالية التجفيف والتنقية ، يحل مشكلة محتوى الهيدروجين المفرط في الرطوبة ،ويضمن جودة إنتاج الهيدروجين عالي النقاء.
