Aplicações na indústria de hidrogênio

O objetivo é garantir segurança para todas as aplicações e todos os níveis de qualificação possíveis, desde pessoal especializado, qualificado e treinado na produção de hidrogênio até o usuário final no posto de abastecimento. 

“Segurança funcional” é o termo utilizado quando a segurança depende do funcionamento correto de um sistema de controle. As tecnologias de detecção em combinação com a tecnologia de controle seguro desempenham, dessa forma, um papel importante no uso seguro do hidrogênio para evitar danos e acidentes.

Essas aplicações vão desde a produção de hidrogênio em eletrolisadores ou reformadores a vapor até o manuseio de hidrogênio, por exemplo, em postos de abastecimento, e o consumo de hidrogênio em células de combustível, motores e queimadores.

A Industrial Security descreve a proteção de instalações industriais e de produção contra manipulações intencionais ou acidentais. Ela lida, portanto, com a segurança de redes de comando em instalações industriais e de produção para a automação da fábrica e o controle do processo.

Um exemplo relacionado ao hidrogênio seria um acesso remoto a um sistema de produção de hidrogênio para verificar seu status. Esse contato deve ser protegido, visto que a conexão remota permite o controle ou a modificação da parte do sistema relacionada à segurança. Sem proteção, há a possibilidade de alguém alterar o sistema sem permissão e causar uma condição perigosa.

Com o Identification and Access Management (I.A.M.), você protege tanto seus dados quanto seus funcionários na mesma medida. Da autenticação do usuário à segurança de dados e rede, teremos prazer em aconselhá-lo! 

Para eletrolisadores de hidrogênio, a norma ISO 22734:2019 "Produtores de hidrogênio por eletrólise de água - aplicações industriais, comerciais e residenciais" é o documento de referência para garantir a segurança. Esta norma contém requisitos de segurança e métodos de teste correspondentes para todos os componentes e materiais. 

Funções de segurança em eletrolisadores:

• Parada de emergência
• Monitoramento de tensão
• Monitoramento de corrente
• Identificação de vazamento
• Detecção de gás
• Aviso de chama/incêndio

A detecção de gases e chamas é fundamental para que se possam tomar medidas de segurança, como a ventilação, ou para impedir o acesso à área em questão. 

A falta de uma fonte de energia elétrica constante pode representar um problema de segurança adicional (fenômeno cross over). Por esta razão, um erro na parte elétrica (tensão ou corrente) pode levar a um possível risco de explosão.

A instalação e a operação de uma estação de abastecimento de hidrogênio (HRS) são aprovadas pelas autoridades locais e estão sujeitas à legislação nacional ou regional. A norma ISO 19880-1:2020 Hidrogênio gasoso - Postos de abastecimento - Parte 1: Requisitos gerais contém uma metodologia para garantir a segurança dos postos de abastecimento. Esta norma exige medidas para reduzir o risco de incêndio e explosão. É obrigatório realizar uma avaliação de risco em toda a estação.

Um HRS consiste em componentes de alta pressão, como compressores, válvulas, tubos e acumuladores de pressão. Também há o sistema de refrigeração e a área de abastecimento de hidrogênio, como bombas de combustível com pressões de 350 ou 700 bar e temperaturas do gás fornecido pela bomba de combustível de até -40 graus Celsius (233,15 Kelvin).

Funções de segurança em estações de abastecimento de hidrogênio:

• Parada de emergência
• Identificação de vazamento
• Detecção de gás
• Aviso de chama/incêndio
• Monitoramento de pressão, monitoramento de gradiente
• Monitoramento de temperatura, monitoramento de gradiente

A norma ISO 16110-1:2007: Fabricantes de hidrogênio usando tecnologias de processamento de combustível - Parte 1: Norma de segurança explica todos os principais perigos (compatibilidade eletromagnética, aspectos elétricos, aspectos de alta pressão, prevenção de explosões etc.) em relação à segurança da produção de hidrogênio a partir de combustíveis fósseis, como no processo de reforma a vapor.

A reforma a vapor é atualmente o processo mais importante para a obtenção de hidrogênio a partir de água e fontes de energia contendo carbono. O gás natural é atualmente a matéria-prima mais importante, mas também é possível utilizar o metanol, o biogás ou a biomassa como matéria-prima. Esse processo exige altas temperaturas, atingidas utilizando queimadores a gás. 

Funções de segurança:

• Parada de emergência
• Gerenciamento de incinerador
• Identificação de vazamento
• Detecção de gás
• Aviso de chama/incêndio
• Monitoramento da pressão
• Monitoramento da temperatura

Os controladores seguros PNOZmulti 2 ou PSS 4000 podem assumir tanto o controle do sistema de gerenciamento do queimador quanto o monitoramento de segurança do processo. Dessa forma, temperaturas e altas pressões, por exemplo, são monitoradas e controladas com segurança para evitar situações inesperadas que possam levar a algum perigo.

As normas vigentes para queimadores com combustíveis em forma de gás são válidas para o uso de hidrogênio puro (100%) ou misturas de combustíveis de hidrocarbonetos em forma de gás, como o gás natural, com hidrogênio como combustível em queimadores a gás.

As seguintes normas são aplicadas, por exemplo:

• EN 298
• IEC/UL 60730-2-5 para controle do queimador
• EN 676 para queimador de gás 
• ISO 13577 para fornos industriais (área de combustível gasoso) 

Estas normas fazem diferença entre combustíveis em estado gasoso, líquido ou sólido, mas não existe diferenciação baseada em gases específicos dentro do grupo de combustíveis gasosos. Por isso, as normas existentes se aplicam também ao hidrogênio.

O sistema de gerenciamento de queimadores PNOZmulti 2 está 100% pronto para a utilização de hidrogênio ou misturas compostas por combustíveis de hidrocarbonetos em forma de gás.