На фоне сегодняшней глобальной энергетической трансформации водородная энергия привлекает большое внимание как эффективный, чистый и устойчивый источник энергии. Водородные топливные элементы, которые преобразуют химическую энергию водорода и кислорода непосредственно в электрическую энергию посредством электрохимических реакций, широко рассматриваются как ключевые компоненты будущих энергетических технологий. Эта технология не только экологически безопасна, но и обладает высокой эффективностью преобразования энергии, что считается революционным прорывом в области чистой энергии.

Предыстория дела:ПЭМ электролитическая вода

PEM (протонная мембранная мембрана) электролитическая водородная технология, благодаря своей быстрой реакции и высокочистому производству водорода (до 99999%), стала одним из маршрутов производства водорода из возобновляемых источников энергии. Тем не менее, эта технология сталкивается с серьезной проблемой в применении: во время работы электролизер выделяет большое количество тепла в результате электрохимических реакций. Если температура превышает 80°C, это приведет к обезвоживанию протонной мембраны обмена, снижению активности катализатора, а в тяжелых случаях даже вызовет явление « раковины», что повлияет на нормальную работу и срок службы оборудования. Вместо этого, если температура слишком низкая, это снижает эффективность ионной проводимости, что приводит к всплеску потребления энергии. Кроме того, диафрагменные компрессоры в выпрямительных шкафах, устройствах разделения водорода и звеньях сжатия водорода также требуют строгого контроля температуры для обеспечения безопасности оборудования и чистоты водорода. Для системы гидрогенизации топливных элементов особенно выделяются следующие три основные проблемы контроля температуры:

1. Потребности в охлаждении при высокой нагрузке:: По мере развития технологии мощность одного комплекта электролизеров превысила мегаваттный уровень, что требует, чтобы система обладала способностью быстро удалять тепло реакции.

2. Многоаппаратный совместный контроль температуры:: Электролизеры, выпрямительные шкафы, компрессоры и другое оборудование требуют температурного контроля, и разница в температуре между ними больше, что увеличивает сложность системы.

3. Требования к энергоэффективности:: При достижении контроля температуры необходимо также снизить потребление энергии вспомогательным оборудованием, чтобы соответствоватьЦель "Низкий уровень углерода на протяжении всего жизненного цикла".

решение:« Централизованный + интеллектуальный» создает эффективную энергосберегающую систему контроля температуры

Для решения этих проблем мы предлагаем набор« Централизованное + интеллектуальное» системное решение для управления температурой, предназначенное для достижения эффективного, энергосберегающего и стабильного эффекта управления температурой.

1. Конструкция с высокой степенью охлаждения

нсверхбольшая холодильная мощность:: Стратегия параллельного подключения нескольких агрегатов холодной воды может быть удовлетворенаПотребности в охлаждении в размере 2000Nm3 / ч для производства водорода полностью отвечают задаче охлаждения при высокой нагрузке.

нрегулирование с широким диапазоном температур:: Благодаря использованию компрессора преобразования частоты и программированию управления температура выхода воды стабилизируется на5 - 20°C, колебания перепада температур строго контролируются на уровне ±0,5 °C, приспосабливаются к кривым управления температурой различных устройств для обеспечения точности и стабильности температурного контроля.

2. Интегрированные трубопроводы и интеллектуальное управление

нЕдиная система трубопроводов:: Конструкция кольцевой сети обратного водоснабжения для достижения охлаждения зоны реакции электролизера, выпрямительного шкафа, диафрагменного компрессора, эффективного снижения потерь трубопровода, повышения общей эффективности системы.

нПлатформа мониторинга Интернета вещей: ОборудованиеСистема управления PLC и модуль дистанционного мониторинга, в режиме реального времени, чтобы получить данные о температуре, давлении и потоке оборудования, и использовать алгоритм AI для динамического регулирования холодильного оборудования, для достижения интеллектуального контроля температуры, по сравнению с традиционной системой потребления энергии более чем на 15%.

3. Энергосбережение и повышение надежности

нВысокоэффективные технологии теплообмена:: Применение передовых технологий теплообмена повышает эффективность теплообмена20%, COP (отношение энергоэффективности) достигает 3,2 (при температуре окружающей среды 35°C, при температуре выхода воды 7°C), что значительно повышает эффективность использования энергии.

нПроектирование без технического обслуживания: Конструкция с воздушным охлаждением, без охлаждающей башни, подходит для наружной установки водородной станции сцены, снижение транспортных расходов40%, среднее время работы (MTBF) более 8000 часов, что значительно повышает надежность и долговечность системы.

Эффективность применения: от"Безопасная эксплуатация" к "Повышение эффективности при сокращении капитала"

После ввода проекта в эксплуатацию значительные изменения, вызванные водородными специальными холодильными установками, отражены в следующих аспектах:

лБезопасность оборудования:: Температура в электролизере стабильно контролируетсяПри температуре 65°C срок службы протонной мембраны увеличивается до более чем 20 000 часов, скорость отказа выпрямительного шкафа снижается до 90%, что значительно повышает безопасность и стабильность оборудования.

лПовышение эффективности производства водорода:: Сокращение потребления энергии в электролизере до4.2kWh/Nm3， Это ниже среднего значения по отрасли 4,5 - 5,0 кВт / Нм3, что значительно повышает эффективность производства водорода, создавая значительные экономические выгоды для клиентов.

Заключение

Благодаря этому комплексному решению для управления температурой мы не только успешно решили проблему контроля температуры в области водородных топливных элементов, но и оказали мощную поддержку здоровому развитию водородной энергетики. Если вы хотите узнать больше технических деталей и отраслевых случаев, пожалуйста, обратите внимание на Oxu Zhaochen Public, чтобы получить более захватывающий контент.