Gedreven door de dual-carbon doelen, hebben de fotovoltaïsche en windenergie gekoppelde elektrolyse waterstofproductieprojecten snel grootschalige implementatie bereikt en zijn ze de mainstream route geworden voor groene waterstofproductie. Ze kunnen effectief overtollige energie van nieuwe energie absorberen en de industriële sector helpen bij groene transformatie. Het elektrolyse waterstofproductieproces heeft speciale omstandigheden en strikte normen. Gasbewakingsinstrumenten, als kernondersteunende apparatuur, spelen een cruciale rol bij productie, kwaliteitscontrole, apparatuurwerking en -onderhoud, en energiebesparing en kostenreductie. Dit artikel analyseert kort de huidige industriesituatie, de kernwaarde van monitoring en het algehele instrumentselectieplan voor het gehele proces.
01 Elektrolyse Waterstofproductieproces en Industriestatus
(1) Procesprincipe
Elektrolyse waterstofproductie maakt gebruik van windenergie en fotovoltaïsche gelijkstroom. Via de elektrolysecel worden watermoleculen ontleed om waterstof en zuurstof te produceren. Het is een volwassen en schoon nul-koolstof waterstofproductieproces. Het gehele proces kan de conversie en grondstoffengebruik van nieuwe energie-energie realiseren.
Volledige processtroom: Windmolenpark stroomvoorziening → Elektrolysecel elektrolyse om gas te produceren → Gasdroging en -zuivering → Waterstofopslag en -transport → Energieopslag, transport, industriële en andere scenario's toepassingen
Nadat de nieuwe energie-energie is gestabiliseerd en naar de elektrolysecel is gestuurd voor gasproductie, worden de geproduceerde waterstof- en zuurstofgassen gedroogd en gezuiverd om aan de normen te voldoen voordat ze in tanks worden opgeslagen, wijdverbreid gebruikt in energieopslag piekbelasting, waterstofenergie-transport, industriële verwerking en andere gebieden, waardoor een complete nul-koolstof waterstofenergieketen wordt gevormd.
(2) Industriestatus en Kernuitdagingen
Gebaseerd op beleid en marktdividenden, zijn grootschalige waterstofproductieprojecten in regio's met veel wind- en zonne-energie continu geïmplementeerd, en de industrieschaal is snel uitgebreid, waardoor het probleem van de consumptie van nieuwe energie effectief is opgelost en de groene transformatie van de industriële sector is bevorderd. Echter, projectoperaties worden over het algemeen geconfronteerd met twee kernuitdagingen:
1. Hoge managementdruk: Waterstof en zuurstof kunnen zich vermengen en explosieve mengsels vormen, met hoge procesrisico's en extreem lage productietolerantie;
2. Hoge kwaliteits- en operationele moeilijkheid: Het zuurstof- en vochtgehalte in waterstof beïnvloeden direct het downstream gebruikseffect. De elektrolysecel heeft veel verborgen fouten en is moeilijk te voorspellen, wat kan leiden tot kwaliteitslimieten, hoog energieverbruik en slijtage van apparatuur.
2. Kernwaarde van Online Gasbewakingsinstrumenten
Niet-explosieve online gasbewakingsinstrumenten kunnen hoge-precisie monitoring realiseren gedurende het gehele waterstofproductieproces, met dekking van bescherming, kwaliteitscontrole en apparatuurwerking en -onderhoud scenario's, wat helpt bij stabiele en continue projectoperaties.
(1) Real-time monitoring en vroege waarschuwing, bewaking van de productiebodemlijn
De elektrolysecel werkt met waterstof en zuurstof gescheiden in beide richtingen. Als er gasvermenging of concentratie boven de limiet is, is de kans groot dat er een explosie-ongeval plaatsvindt, wat leidt tot apparatuurschade en productie-ongelukken. Speciale bewakingsinstrumenten verzamelen gasconcentraties 7× in real-time en koppelen met het centrale controlesysteem om meerlaagse vroege waarschuwingsbescherming te realiseren: tijdige waarschuwing bij het naderen van de drempel, automatische uitschakeling en vergrendeling bij het bereiken van de gevaarlijke drempel, het vermijden van waterstof- en zuurstofexplosiegevaren vanaf de bron en het waarborgen van de essentie van de productielijn.
(2) Online kwaliteitscontrole, garanderen van hoogwaardige waterstofproductie
Voor downstream scenario's zoals brandstofcellen, fijne chemicaliën en elektronische metallurgie is hoge zuiverheid en droogheid van waterstof vereist. Overmatige zuurstof en vocht in waterstof zullen precisieapparatuur beschadigen, de levensduur verkorten en de operationele en onderhoudskosten verhogen. Bewakingsinstrumenten bieden real-time feedback op gascompositie en vochtgegevens, waardoor personeel dynamisch de elektrolyse- en droogprocesparameters kan aanpassen om de gasproductiekwaliteit te stabiliseren en te voldoen aan de hoge zuiverheid waterstofgebruiksstandaarden van downstream toepassingen.
(3) Monitoring van de operationele status van apparatuur, vroegtijdig onderhoud, kostenreductie en efficiëntieverbetering
Gasbewakingsgegevens kunnen de operationele status van de elektrolysecel direct weerspiegelen. Een abnormale toename van het zuurstofgehalte in waterstof kan verborgen fouten voorspellen, zoals lekkage en schade aan het elektrolysecelmembraan, wat vroegtijdig onderhoud en preventief onderhoud ondersteunt om grote apparatuurstoringen en stilstandverliezen te voorkomen. Tegelijkertijd kunnen, op basis van real-time gegevens, de operationele parameters zoals elektrolysestroom, druk en vloeistofniveau worden geoptimaliseerd om de operationele conditie te handhaven, het elektriciteitsverbruik voor waterstofproductie te verminderen en de algehele projectopbrengsten te verbeteren.
3. Speciaal Instrumentselectieschema voor Waterstofproductieproces door de Hele Ketting
Voor de drie belangrijke procesknooppunten van elektrolyse gasproductie, zuurstofopslag, en waterstofdroging en -zuivering, die voldoen aan de eisen voor explosiepreventie en hoge-precisie online monitoring op waterstofproductielocaties, kunnen drie gespecialiseerde instrumenten volledig voldoen aan de behoeften van monitoring, kwaliteitsinspectie en monitoring van de apparatuurstatus.
1. De RL-A100Ex waterstof-zuurstofanalysator wordt gebruikt voor online detectie van sporenzuurstof in waterstof, het beheersen van de zuiverheid van de gasproductie en het voorkomen van zuurstofgehalte boven de limiet. Het is geschikt voor het gehele proces van waterstofproductie door elektrolyse en waterstofzuivering.
2. De RL-A200Ex zuurstof-waterstofanalysator kan waterstoflekkage aan de zuurstofzijde in real-time monitoren, het risico op waterstof-zuurstofkruisbesmetting voorkomen, het explosiegevaar bij de bron elimineren en de soepele werking van de productielijn waarborgen.
3.De RL-A300Ex waterstof dauwpuntmeter detecteert nauwkeurig sporenvocht in waterstof, monitort de effectiviteit van droging en zuivering, lost het probleem van overmatig waterstofvochtgehalte op en garandeert de kwaliteit van hoogwaardige waterstofproductie.
