发布时间：2024-09-29 15:47:44
氢能行业刚刚起步，技术仍在发展中。电解槽和燃料电池的高效安全运行是其中一个发展领域。由于氢气具有爆炸性，因此这是一项非常重要的任务。除了测量气体浓度和流体流量外，监测电解槽、整流器或燃料电池的电气特性也变得很普遍。这比仅测量气体和流体更简单、更安全。
该领域的主要参与者是德国制造商 介可视Mutec 。这是一家提供 SIL2 认证变送器用于高达 1500 V 的电气监控的公司，允许为电解槽和燃料电池构建冗余且防故障的安全回路。这些变送器可保护操作员免于触电，并保护设备免受电压峰值损坏。为实现这一点，介可视Mutec 的 SIL2 变送器根据测量的电压或电流生成安全警报和关闭装置。它们易于编程，只需在十年后进行检查和重新校准。
接地故障监测
监测电解槽时的一个常见应用是检测接地故障。几乎所有电解槽和许多燃料电池都与地面绝缘。由于液体在系统中流动，因此始终存在电势在电池堆上积聚的风险。触摸设备可能会很危险，操作员需要在面临危险之前得到警告。如果电池堆电气失衡，这也表明系统中有液体泄漏。
为了实现安全接地，每个电池堆都通过测量外部电极与电池堆中间的地面之间的距离来对一个高压变送器 (JKS-HVT) 进行故障监测。
单电池电压监测
监测电解槽的最完整系统是单电池电压监测器。这也是最昂贵的，一些制造商（尤其是 PEM 电解槽制造商）仅在原型阶段使用它。每个电池都单独连接到中央测量设备，并且所有电池的电压值都实时记录。对于大型电解槽，这意味着每秒存储数千个测量值以分析和检测效率低下、可能的缺陷和电池劣化。通过比较每个电池的电压测量值并分析其随时间的变化情况，可以检测膜针孔和其他缺陷，并规划预防性维护。
这种测量形式的关键成功因素是基于使用快速玻璃纤维连接的数据处理速度、高处理能力以及数据集的可视化和分析。
整流器的安全监控
电解槽由整流器提供必要的能量。***个整流器，即极化整流器，用于加速系统。包括西门子能源等公司在内的多家制造商使用介可视 Mutec 的安全 JKS-HVT 变送器不断测量其整流器上的电流。电流测量很重要，因为它可以确保系统中始终有最小电流。这可以防止氢离子在电解槽中重新结合形成原子，从而产生爆炸风险。
电解槽安全总电压测量
整流器和电解槽制造商都会定期将安全总电压变送器集成到其设置中。它们测量整流器和电解槽之间交接点的电气特性，因此测量两个不同供应商的工作之间的交接点。通常，它们会在 60 V 时产生预报警，此时触摸系统会变得危险。主报警通常设置在系统的电压之上，对于大型 AEL/AEM 电解槽，约为 800 至 1200 V，对于 PEM 或 SOEC，则设置为***。模拟输出用于电压的标准化测量，MODBUS RTU 用于连接到 PLC。
电解槽常用的监控方法也适用于燃料电池 - 即对总电压进行电气监控。根据燃料电池所用技术，有多种设置可供选择，例如保护直流链路和逆变器免受过压或过载的影响。Mutec 的高压发射器还用于防止关键反向供电，方法是在下游侧发生错误时将部分能量反馈到燃料电池中。这些安全回路在大型固定式燃料电池和船舶燃料电池中越来越常见。
使用介可视MTUTEC SIL2 变送器进行安全电压和电流监控可带来多种好处。现在，工程师可以更轻松地设计出安全的设计，防止事故发生，并收集系统高效运行的数据。安全的电解器、整流器和燃料电池正变得越来越普遍。
