Sovellukset vetyteollisuudessa

Tavoitteena on varmistaa turvallisuus kaikissa sovelluksissa ja kaikilla mahdollisilla pätevyystasoilla - vedyn tuotannon koulutetuista asiantuntijoista loppukäyttäjiin tankkausasemalla. 
Toiminnallisesta turvallisuudesta puhutaan, kun turvallisuus on riippuvainen ohjausjärjestelmän oikeasta toiminnasta. Tunnistustekniikoilla ja turvallisella ohjaustekniikalla on näin ollen tärkeä rooli vedyn turvallisessa käytössä vahinkojen ja onnettomuuksien ehkäisemiseksi.

Nämä sovellukset vaihtelevat vedyn tuotannosta vetygeneraattoreissa tai höyryreformereissa vedyn käsittelyyn esimerkiksi vedyn tankkausasemilla ja vedyn kulutukseen polttokennoissa, moottoreissa ja polttimissa.

Industrial Security tarkoittaa tuotanto- ja teollisuuslaitosten suojausta manipuloinnilta tai tahattomilta virheiltä. Industrial Security käsittelee siten tuotanto- ja teollisuuslaitosten ohjausverkostojen turvallisuutta tehdasautomaation ja prosessiohjauksen alalla.

Vetyyn liittyvä esimerkki olisi etäyhteys vedyntuotantojärjestelmäänsen tilan tarkistamiseksi. Tämä yhteys on suojattava heti, kun tämä etäyhteys mahdollistaa järjestelmän turvallisuuden kannalta merkittävän osan ohjaamisen tai muuttamisen. Ilman suojausta on mahdollista, että joku muuttaa järjestelmää ilman lupaa ja aiheuttaa vaaratilanteen .

Identification and Access Management (I.A.M.) -järjestelmän avulla suojaat sekä tietosi että työntekijäsi. Käyttäjien todennuksesta tietojen ja verkon tietoturvaan - neuvomme sinua mielellämme! 

Vetygeneraattorien osalta standardi ISO 22734:2019 "Hydrogen generators using water electrolysis — Industrial, commercial, and residential applications" (Vesielektrolyysiä käyttävät vetygeneraattorit – teolliset, kaupalliset ja kotitalouskäyttöön tarkoitetut sovellukset) on turvallisuutta koskeva viiteasiakirja.  Tämä standardi sisältää kaikkia komponentteja ja materiaaleja koskevat turvallisuusvaatimukset ja vastaavat testausmenetelmät. 

Elektrolyysiprosessien turvallisuustoiminnot:

• Hätäpysäytys
• Jännitteenvalvonta
• Virranvalvonta
• Vuodon tunnistus
• Kaasun tunnistus
• Liekki-/palohälytys

Kaasujen ja liekkien havaitseminen on pakollista asianmukaisten turvatoimenpiteiden, kuten savunpoiston, käynnistämiseksi tai alueelle pääsyn estämiseksi. 

Vakiovirtalähteen puuttuminen voi aiheuttaa ylimääräisen turvallisuusongelman (Cross-Over-ilmiö). Tästä syystä sähköosassa oleva vika - jännite tai virta - voi johtaa mahdolliseen räjähdysvaaraan.

Paikalliset viranomaiset hyväksyvät vetytankkausaseman (HRS) asennuksen ja toiminnan, ja sitä valvotaan kansallisen tai alueellisen lainsäädännön mukaisesti. Standardi ISO 19880-1:2020 Kaasumainen vety - Tankkausasemat - Osa 1:  Yleiset vaatimukset sisältävät menetelmän tankkausasemien turvallisuuden varmistamiseksi. Tässä standardissa edellytetään toimenpiteitä palo- ja räjähdysvaaran vähentämiseksi. Koko aseman riskinarviointi on pakollinen.

HRS koostuu korkeapainekomponenteista, kuten kompressoreista, venttiileistä, putkista ja paineakuista. Lisäksi on jäähdytysjärjestelmä ja vedyn syöttöalue, kuten tankkauspisteet, joiden paine on 350 tai 700 baaria ja annosteltavan kaasun lämpötila jopa -40 celsiusastetta (233,15 kelviniä).

Vetytankkausasemien turvallisuustoiminnot:

• Hätäpysäytys
• Vuodon tunnistus
• Kaasun tunnistus
• Liekki-/palohälytys
• Paineen valvonta, gradientin seuranta
• Lämpötilan valvonta, gradientin seuranta

Standardi ISO 16110-1:2007: Hydrogen generators using fuel processing technologies (Polttoaineen käsittelytekniikkaa käyttävät vetygeneraattorit) - Osa 1:  Turvallisuusstandardissaselvitetään kaikki tärkeimmät vaaratekijät (sähkömagneettinen yhteensopivuus, sähkötekniset näkökohdat, korkeaan paineeseen liittyvät näkökohdat, räjähdysten ehkäiseminen jne.), jotka liittyvät turvallisuuteen vedyn tuotannossa fossiilisista polttoaineista, kuten höyryreformoinnissa.

Höyryreformointi on tällä hetkellä merkittävin menetelmä, jossa vetyä tuotetaan hiiltä sisältävistä energialähteistä ja vedestä. Maakaasu on tällä hetkellä tärkein raaka-aine, mutta myös metanolia, biokaasua tai biomassaa voidaan käyttää raaka-aineena. Tämä prosessi vaatii korkeita lämpötiloja, jotka saavutetaan polttimien avulla. 

Turvallisuustoiminnot:

• Hätäpysäytys
• Polttimen ohjaus
• Vuodon tunnistus
• Kaasun tunnistus
• Liekki-/palohälytys
• Paineen valvonta
• Lämpötilavalvonta

PNOZmulti 2 -pienohjaus tai PSS 4000 -ohjausjärjestelmä voivat ottaa hoitaakseen sekä polttimen hallintajärjestelmän ohjauksen että prosessin turvallisuusvalvonnan. Ne valvovat ja hallitsevat esimerkiksi lämpötiloja ja korkeita paineita turvallisesti, jotta vältetään odottamattomat tilanteet, jotka voisivat johtaa vaaraan.

Kun kaasupolttimissa käytetään polttoaineena 100-prosenttista vetyä tai kaasumaisten hiilivetypolttoaineiden, kuten maakaasun, ja vedyn seoksia, sovelletaan nykyisiä kaasumaisia polttoaineita käyttäviä polttimia koskevia standardeja.

Esimerkiksi näitä standardeja sovelletaan:

• EN 298
• IEC/UL 60730-2-5 polttimen ohjausta varten
• EN 676 kaasupolttimille 
• ISO 13577 teollisuusuuneja varten (kaasumaiset polttoaineet) 

Standardeissa erotetaan toisistaan kaasumaiset, nestemäiset ja kiinteät polttoaineet, mutta kaasumaisten polttoaineiden ryhmän sisällä ei tehdä eroa tiettyjen kaasujen välillä. Tämä tarkoittaa, että nykyisiä standardeja voidaan soveltaa myös vetyyn.

PNOZmulti 2 -poltinhallintajärjestelmä on 100-prosenttisesti valmis vedyn tai kaasumaisten hiilivetypolttoaineiden seosten polttamiseen.