氢燃料作为一种交通解决方案正在迅速发展。它已经证明了自己的安全性、成本效益性、实用性和可持续性。简而言之:它是交通领域未来的理想途径。
氢能源是交通领域未来的理想途径
为了实现这一潜力,氢能源车辆和加氢基础设施必须用高质量的材料来设计和建造,以提供无泄漏的密封性能,需要能够持续几年甚至几十年。不是任何元件都能胜任这项任务。氢燃料的生产和处理有其独特的一系列挑战,因此对整个氢燃料系统的元件要求有一套特定的性能标准。
负责控制车辆或固定系统中氢气流动的阀门是一个很好的例子。您如何确定您所选择和指定的阀门能够提供适合氢能源服务的性能?请继续阅读以了解详情。
为什么高性能的氢气阀门很重要
氢燃料系统的运行条件本身就具有挑战性。在选择氢气阀门时,必须考虑的因素包括:
1.压力 为了达到理想的密度,H2 必须在 350 – 700 bar 的条件下储存在车载储氢罐中
应力和振动。系统必须能够承受高速、颠簸的道路和恶劣的天气条件
2.安全 加氢站必须让普通消费者能够安全操作
3.维护 在服务过程中,能够轻松地重新安装实现无泄漏密封型接头
所有的氢气阀门应提供符合这些要求的性能水平。它们应该证明在连接点和其关断或调节点的无泄漏密封性能,并有能力承受氢气应用所固有的必要运行条件。
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是什么让氢气与众不同
氢分子是自然界中最小的分子之一 — 这意味着存储它们是一项挑战。
氢气系统的所有连接点必须具有无泄漏密封性能。任何逃逸出的气体都会带来安全风险,特别是当最终用户在使用加氢机加氢的时候。汽车或储存系统中的气体泄漏也是一种浪费。
而且,由于氢分子非常小,它们事实上可以扩散到低质量的不锈钢中。这种现象被称为氢脆。随着时间的推移,压力会在材料中产生裂缝,这在氢能源服务中会成为非常严重的问题。
氢气球阀
球阀是氢气系统中的一个常用元件,用于氢气从一个方向流向另一个方向的启动和停止。当为氢能源应用选择球阀时,重要的是寻找高抗磨损性能的阀杆密封设计。一个好的选择可能包括一个具有直接负载设计的耳轴型球阀,这有助于在每次启动和关断时实现无泄漏密封性能。底部加载的阀杆设计也可以减少任何可能的阀杆冲出,提供更高的安全性。
如果有疑问,您的阀门供应商应该能够帮助指导您的选择。适用的球阀可能提供二通或三通功能,不同的安装选项,以及一系列的流量系数,这取决于您的系统的需求。最后,寻求与专门为氢能源应用设计的接头的良好兼容性。
氢气针阀
针阀的作用是对流体流量进行相对精细的调节。在氢能源应用中,在指定它们时必须考虑一些重要因素。针阀通常是全金属结构,需要很大的力才能实现密封。这样的力有可能使阀杆本身变形,也可能使阀座变形,从而造成潜在的危害,并需要代价高昂的维护。此外,这种所需的力通常需要使用大型气动执行结构来打开关闭阀门,这可能需要两分钟才能完全执行。
考虑到这些因素,重要的是要寻求由高质量 316 不锈钢制成的针阀,该产品可在反复使用过程中抵御变形。此外,请记住,并非所有针阀都适合普通氢能源应用的压力额定值 (350/700 bar);请选择符合高工作压力条件的针阀。与球阀一样,与其他符合氢气标准的元件的兼容性是必须的。
氢气单向阀
单向阀在加氢系统的氢气压缩机中发挥着重要的安全功能,控制氢气回流用以保护最终用户。与一般的服务应用相比,氢气单向阀必须面对一些问题。
大多数单向阀包含弹簧 — 通常用应变硬化材料制成的元件,比高质量 316 不锈钢更容易受到氢脆的影响。此外,车辆加氢应用使此类阀门在温度和压力方面发生巨大、快速的变化,对阀门的弹性密封件产生更大的应力。考虑到这些因素,球式单向阀是氢气压缩机的一个更合适的选择。材料的完整性和与其他氢气元件的兼容性在这里也很重要。
氢能源交通燃料市场的长期可行性取决于车辆和基础设施的安全性、可靠性和耐久性。为所有的氢气系统选择和指定合适的元件可以帮助该技术在长期内发挥其全部潜力。
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