Повышение давления водорода, от 30 до 150 Bar.

Почему водороду нужно специально созданное сжатие

Водород — самая маленькая и лёгкая молекула в обращении с промышленными газами, и ведёт себя соответственно — он диффундирует через уплотнения, без проблем удерживающие другие газы, и со временем охрупчивает многие распространённые металлы в процессе, при котором поглощённые атомы водорода снижают пластичность и вязкость разрушения металлической решётки. Компрессор, созданный для воздуха или азота и просто переопределённый для водорода, наследует обе проблемы. Станция повышения давления водорода спроектирована вокруг водорода с самого начала: каждая смачиваемая поверхность, уплотнение и элемент изоляции привода отражают эту отправную точку.

Гидропривод со средой гликоль

Ход сжатия приводится гидравлически, с использованием гликоля вместо самого газа, при электрической мощности 500W–750W. Это даёт плавные, контролируемые циклы сжатия двойного действия в диапазоне от 30 Bar до 150 Bar без пульсаций и износа, характерных для поршневого газового компрессора с прямым приводом. Открытый барьер между гликолевым контуром привода и газовым трактом — осознанное конструктивное решение: он не позволяет приводной жидкости когда-либо загрязнить поток водорода, поэтому чистота газа сохраняется в течение всего срока службы агрегата.

Материаловедение, специфичное для водорода

Каждый компонент, контактирующий с водородом — расточки цилиндров, корпуса клапанов, фитинги — выполнен из латуни, а для уплотнений и эластомерных компонентов использована резина NBR (нитрил). Эта комбинация выбрана специально для снижения водородного охрупчивания — реального и хорошо документированного вида отказа железосодержащих сплавов, подвергающихся воздействию водорода под давлением и циклическим нагрузкам. Сами компоненты хода цилиндров выполнены из коррозионностойкой стали, способной выдерживать давление и циклическое напряжение при непрерывном сжатии.

Охлаждение и термостабильность

Сжатие любого газа выделяет тепло, а высокое отношение удельных теплоёмкостей водорода делает это более выраженным, чем у более тяжёлых газов. HGBS включает выделенный контур охлаждения для отвода тепла, выделяющегося при сжатии, удерживая всю систему в безопасных пределах рабочих температур и предотвращая термическую деградацию уплотнений и приводной жидкости при непрерывной работе.

Механизмы безопасности для надёжной эксплуатации

В стандартную конфигурацию встроены два уровня безопасности. Во-первых, предохранительный клапан на гликолевом контуре автоматически сбрасывает избыточное давление, чтобы система не превышала номинальные 150 Bar, защищая и оборудование, и персонал. Во-вторых, резервированное безотказное управление непрерывно контролирует состояние системы и запускает автоматическую аварийную остановку в момент обнаружения аномалии — без необходимости вмешательства оператора для остановки аварийного состояния.

Сдвоенная конфигурация цилиндров для совместной работы H₂/O₂

Стандартный агрегат построен вокруг двух цилиндровых ветвей, использующих общую раму, гидропривод и панель управления: водородная ветвь с ходом 100 mm и вторая, пригодная для кислорода, с ходом 50 mm. Такая схема подходит площадкам, которым нужно повышать давление обоих газов от общего скида — например, установкам электролиза воды, где водород и кислород производятся вместе и оба могут требовать сжатия для хранения или дальнейшего использования. У каждой ветви свои манометры и отсечка, поэтому два газовых потока остаются независимо управляемыми, хотя и делят привод.

Применение по всей цепочке создания стоимости водорода

Сочетание малой потребляемой мощности, компактной площади скида и водородобезопасной конструкции делает HGBS подходящим для ряда задач: сжатие водорода для раздаточной инфраструктуры заправочных станций, питание промышленных сетей газораспределения, обеспечение контролируемого давления для НИОКР по хранению водорода и топливным элементам и поддержка проектов возобновляемой энергетики, хранящих водород, полученный из избытка ветровой или солнечной энергии. В химической переработке тот же агрегат повышает давление водорода для реакций гидрирования, требующих подачи газа высокого давления.

Для сопутствующей водородной инфраструктуры динамический стенд испытания на утечки водорода высокого давления Neometrix проверяет целостность водородных баллонов и компонентов до 1000 Bar, камера разрыва для испытаний водородных баллонов обеспечивает возможность разрушающих испытаний баллонов хранения водорода, а стенд для испытания водородных поршневых двигателей поддерживает разработку двухтопливных двигателей H₂ — вместе охватывая стороны сжатия, испытаний безопасности и конечного использования водородной инфраструктуры.