Применение в водородной промышленности

Цель состоит в том, чтобы гарантировать безопасность для всех типов применения и всех возможных уровней квалификации — от квалифицированного, обученного специалиста по производству водорода до неподготовленного потребителя на заправочной станции. 

«Функциональная безопасность» — это термин, используемый, в случаях, когда безопасность зависит от правильного функционирования системы управления. Технологии обнаружения в сочетании с технологией безопасного контроля играют ключевую роль в безопасном использовании водорода с целью предотвращения повреждений и аварий.

Эти области применения варьируются от производства водорода в электролизерах или паровых риформерах и обращения с водородом, например, на водородных заправочных станциях, до потребления водорода в топливных элементах, двигателях и горелках.

Информационная безопасность описывает защиту производственных и промышленных установок от преднамеренных или непреднамеренных манипуляций. Таким образом она занимается вопросами безопасности сетей управления на производственных и промышленных установках, а также автоматизацией производства и управлением технологическими процессами.

Примером, связанным с водородом, может служить удаленный доступ к системе производства водорода для проверки ее состояния. Поскольку это удаленное соединение позволяет контролировать или изменять часть системы, связанную с безопасностью, это соединение должно быть защищено. Без защиты существует вероятность того, что кто-то сможет изменить систему без разрешения и создать опасное состояние.

С помощью Идентификации и управления доступом (I.A.M.) вы можете в равной степени защитить свои данные и сотрудников. От аутентификации пользователей до безопасности данных и сетей — мы будем рады проконсультировать вас! 

Для водородных электролизеров стандарт ISO 22734:2019 Генераторы водорода, использующие электролиз воды — промышленное, коммерческое и бытовое применение является справочным документом по безопасности. В настоящем стандарте содержатся требования безопасности и соответствующие методы испытаний для всех компонентов и материалов. 

Функции безопасности на электролизерах:

• Аварийный останов
• Контроль напряжения
• Контроль силы тока
• Обнаружение утечек
• Обнаружение газа
• Сигнализация пламени/пожара

Обнаружение газов и пламени является обязательным для принятия соответствующих мер безопасности, таких как вентиляция или предотвращение доступа в эту зону. 

Отсутствие источника постоянного тока может создать дополнительную проблему безопасности (явление перекрестного тока). По этой причине неисправность в электрической части — напряжение или ток — может привести к потенциальному риску взрыва.

Создание и эксплуатация водородной заправочной станции (ВЗС) подлежат согласованию с местными органами власти и контролю со стороны национального или регионального законодательства. Стандарт ISO 19880-1:2020 Газообразный водород — Заправочные станции — Часть 1. Общие требования включает в себя методологию обеспечения безопасности заправочных станций. Этот стандарт требует принятия мер по снижению риска возникновения пожара и взрыва. Оценка риска всей станции является обязательной.

Водородная заправочная станция состоит из компонентов высокого давления, таких как компрессоры, клапаны, трубы и аккумуляторы давления. Добавьте к этому систему охлаждения и зону подачи водорода, например, заправочные колонки с давлением 350 или 700 бар, а также температуру газа, выдаваемого колонкой, до -40 градусов Цельсия (233,15 Кельвина).

Функции безопасности на водородных заправочных станциях:

• Аварийный останов
• Обнаружение утечек
• Обнаружение газа
• Сигнализация пламени/пожара
• Мониторинг давления, мониторинг градиента
• Мониторинг температуры, мониторинг градиента

Стандарт ISO 16110-1:2007 Генераторы водорода с использованием технологий переработки топлива — Часть 1: Безопасность объясняет все существенные опасности (ЭМС, электрические аспекты, аспекты высокого давления, предотвращение взрывов и т. д.), касающиеся безопасности производства водорода из ископаемого топлива, например, парового риформинга.

Паровой риформинг в настоящее время является важнейшим методом получения водорода из воды и углеродных энергоносителей. Сегодня важнейшим сырьем является природный газ, однако в качестве исходного материала также могут использоваться метанол, биогаз или биомасса. Этот процесс требует высоких температур, которые достигаются с помощью газовых горелок. 

Функции безопасности:

• Аварийный останов
• Управление горелками
• Обнаружение утечек
• Обнаружение газа
• Сигнализация пламени/пожара
• Мониторинг давления
• Мониторинг температуры

Контроллеры безопасности PNOZmulti 2 или PSS 4000 могут взять на себя контроль системы управления горелкой, а также следить за безопасностью процесса. Например, температура и высокое давление отслеживаются и контролируются безопасным образом, чтобы избежать любых непредвиденных ситуаций, которые могут привести к опасности.

При использовании в газовых горелках в качестве топлива 100 % водорода или смесей газообразных углеводородных топлив, таких как природный газ с водородом, применяются действующие стандарты для горелок на газообразном топливе.

Например, применяются следующие стандарты:

• EN 298
• IEC/UL 60730-2-5 для управления горелками
• EN 676 для газовых горелок 
• ISO 13577 для промышленных печей (область применения газообразного топлива) 

В этих стандартах проводится различие между газообразным, жидким и твердым топливом, но внутри группы газообразного топлива нет дифференциации по конкретным газам. По этой причине существующие стандарты применяются также к водороду.

Система управления горелкой PNOZmulti 2 на 100% готова к использованию для сжигания водорода или смесей газообразных углеводородных топлив.