高性能电压巡检方案在电解水制氢行业的应用

时间:2024-07-05 14:03来源:

摘要:随着碳达峰、碳中和政策的持续推进,氢能作为一种清洁、高效、可持续的高质量二次能源,正迎来高速发展。根据相关第三方数据,2023年我国年制氢产量约4380万吨,已成为全球最⼤的制氢国。

背景

随着碳达峰、碳中和政策的持续推进,氢能作为一种清洁、高效、可持续的高质量二次能源,正迎来高速发展。根据相关第三方数据,2023年我国年制氢产量约4380万吨,已成为全球最⼤的制氢国。
按照制取⽅式和碳排放量的不同,氢能一般分为灰氢、蓝氢和绿氢三种。绿氢是一种利用风电、水电、光伏等可再生能源电解水制氢的方式,具有制氢纯度高、无温室气体和有害气体排放等优势。随着可再生能源的快速发展、制氢设备成本的不断下降,电解水制氢已成为未来制氢的主要发展方向。根据预测,2030年全球绿氢份额将从1%增长至34%,需求量将超过3000万吨,年均复合增速高达81%。

 

行业需求及痛点

   电解水制氢系统一般包括电解槽、氢气纯化装置、氢气压缩机、储氢罐等,其中电解槽是一种通过直流电产生电化学反应,将水分解为氢气和氧气的装置,是制氢系统的核心。电解小室电压正常与否反映了电解槽运行工况、阴极阳极的活性状态,影响电解制氢的纯度、效率,是影响电解槽安全运行、工作能耗的重要参数。

如小室电压过高,将会加速电解槽的腐蚀和磨损,降低其使用寿命,同时也会使电解速率下降,影响制氢效率。甚至会导致电解槽内部压力过大、温度过高等问题,增加电解槽发生爆炸或漏电的风险。

如小室电压过低,电解反应的速度变慢,制氢所需时间增加,工作效率将大幅降低。电压过低还会造成产物减少、杂质增加、结晶不纯等问题,严重影响制氢纯度。此外,电压过低还可能存在短路等问题导致火花爆炸等风险。因此,如何实现对于不同规格电解槽多通道电压的实时、精准检测,成为了电解制氢行业的关注重点。
传统方案通常采用万用表、PLC进行电压巡检,存在安全性低、效率低下、使用不便等问题:
安全性低:电解槽电流通常为千安甚至万安级,温度达90℃左右,如采用人工万用表近距离接触测量的方式,危险性极高。
效率低:以1000Nm3碱性电解槽为例,小室设计数量一般为280个,人工采用万用表巡检需逐个测量,无法实时监测和记录所有小室电压数据,效率较低。
成本高,使用不便:如采用PLC自动测量,存在成本较高的问题,且后期数据分析需使用专业软件进行编程,使用较为不便。

❐NGI高性能电压巡检方案

NGI深耕氢能产业链多年,推出了N1200多通道高性能电压巡检仪,可广泛应用于电解槽、燃料电池电压巡检测试。
安全可靠
设计高可靠信号隔离电路,确保电压采集数据的独立性和完整性。采用专用屏蔽线束,可有效降低电解槽现场复杂环境对采样电压信号的干扰,实现小室电压远程采样,无需现场近端测量。经现场实测,巡检仪测量距离≥15m。
高精度 高同步
设计高精度信号采集和调理电路,电压精度高达±1mV,可实现小室电压高精度检测,温度系数低至50ppm/℃,每10℃引起的误差小于0.05%。200通道数据同步更新时间高达10ms,方便用户实时采样分析。
高集成度
19英寸1U的标准机箱支持最多200路采集,支持双网口扩展通道以匹配1000Nm3、3000Nm3等更大规格。
数据分析功能强大
标配上位机软件采集、显示、分析各通道电压数据,支持柱状图、列表等显示方式,实时显示最高电压值及对应通道、最低电压值及对应通道、平均电压值等数据,支持各通道电压掉线检测,支持数据存储和查询,方便用户保存分析。
 
此外,NGI亦能提供电压巡检仪多路同步校准方案,最高精度可达0.1mV,可实现电压巡检仪一键校准,满足巡检仪、电解槽等产业链客户研发、来料检测、日常维护等应用场景。
 
 
如果您想要了解更多NGI产品信息及行业解决方案,请致电NGI服务热线(400-966-2339)或登录NGI官网(Http://www.ngitech.cn)。
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