Tillämpningar inom vätgasindustrin

Målet är att säkerställa säkerhet för alla tillämpningsområden och alla möjliga kvalifikationsnivåer – allt från kvalificerad, utbildad fackpersonal vid produktion av vätgas till slutanvändaren på tankstationen. 

Man talar om ”funktionssäkerhet” när säkerheten är beroende av att ett styrsystem fungerar korrekt. Detektionsteknik i kombination med säker styrteknik spelar alltså en viktig roll för säker användning av vätgas och för att förhindra skador och olyckor.

Dessa tillämpningar sträcker sig från vätgasproduktion i elektrolysörer eller ångreformeringsanläggningar och hantering av vätgas, till exempel vid vätgastankstationer, till vätgasförbrukning i bränsleceller, motorer och brännare.

Med industriell säkerhet avses skydd av produktions- och industrianläggningar mot avsiktlig eller oavsiktlig manipulation. Den hanterar därmed säkerheten hos styrnätverk i produktions- och industrianläggningar för fabriksautomation och processtyrning.

Ett vätgasrelaterat exempel är fjärråtkomst till ett vätgasproduktionssystem för att kontrollera dess status. Denna fjärranslutning måste skyddas så snart den möjliggör styrning eller ändring av den säkerhetsrelevanta delen av systemet. Om inget skydd finns kan någon ändra systemet utan tillstånd och eventuellt orsaka ett farligt tillstånd.

Med Identification and Access Management (I.A.M.) skyddar du dina data och dina medarbetare i samma utsträckning. Vi ger dig gärna råd om allt från autentisering av användare till data- och nätverkssäkerhet! 

För vätgaselektrolysörer är standarden ISO 22734:2019 Vätgasgeneratorer genom vattenelektrolys – industriella, kommersiella och privata tillämpningar referensdokumentet för säkerhet. Denna standard innehåller säkerhetskrav och lämpliga provningsmetoder för alla komponenter och material. 

Säkerhetsfunktioner hos elektrolysörer:

• Nödstopp
• Spänningsövervakning
• Strömövervakning
• Läckagedetektering
• Gasdetektering
• Flam-/branddetektering

Det är obligatoriskt med detektering av gaser och flammor, så att lämpliga säkerhetsåtgärder som ventilering kan vidtas eller tillträde till området kan förhindras. 

Avsaknaden av en konstant strömkälla kan utgöra ytterligare ett säkerhetsproblem (övergångsfenomen). Av denna anledning kan ett fel i den elektriska delen – spänning eller ström – leda till en eventuell explosionsrisk.

Etableringen och driften av en vätgastankstation ska godkännas av de lokala myndigheterna och är föremål för tillsyn enligt nationell eller regional lagstiftning. Standarden ISO 19880-1:2020 Gasformig vätgas – Tankstationer – Del 1: Allmänna krav innehåller en metod för att säkerställa säkerheten hos tankstationer. Denna standard föreskriver åtgärder för att minska risken för brand och explosion. Det är obligatoriskt att göra en riskbedömning av hela stationen.

En vätgastankstation består av högtryckskomponenter som kompressorer, ventiler, rör och tryckackumulatorer. Därtill kommer kylsystemet och vätgasförsörjningsdelen, som bensinpumpar med tryck på 350 eller 700 bar och temperaturer på upp till −40 grader Celcius (233,15 kelvin) för gasen från bensinpumpen.

Säkerhetsfunktioner hos vätgastankstationer:

• Nödstopp
• Läckagedetektering
• Gasdetektering
• Flam-/branddetektering
• Tryckövervakning, gradientövervakning
• Temperaturövervakning, gradientövervakning

Standarden ISO 16110-1:2007: Vätgasgeneratorer som använder teknik för bränsleupparbetning – Del 1: Säkerhetsstandarden beskriver alla de huvudsakliga riskerna (EMC, elektriska aspekter, högtrycksaspekter, förebyggande av explosioner osv.) relaterade till säkerheten vid vätgasproduktion med fossila bränslen såsom ångreformering.

Ångreformering är för närvarande den viktigaste metoden för att framställa vätgas av kolhaltiga energikällor och vatten. Naturgas är för närvarande den viktigaste råvaran, men även metanol, biogas eller biomassa kan användas som utgångsmaterial. Denna process förutsätter höga temperaturer som kan uppnås genom att använda gasbrännare. 

Säkerhetsfunktioner:

• Nödstopp
• Brännarhantering
• Läckagedetektering
• Gasdetektering
• Flam-/branddetektering
• Tryckövervakning
• Temperaturövervakning

De säkra styrningarna PNOZmulti 2 eller PSS 4000 kan ta hand om både styrningen av brännarhanteringssystemet och säkerhetsövervakningen av processen. Till exempel övervakas och styrs temperaturer och höga tryck på ett säkert sätt för att förhindra oväntade situationer som kan leda till fara.

Vid användning av 100 % vätgas eller blandningar av gasformiga kolvätebränslen, t.ex. naturgas, med vätgas som bränsle i gasbrännare gäller de befintliga standarderna för brännare med gasformiga bränslen.

Bland annat dessa standarder tillämpas:

• EN 298
• IEC/UL 60730-2-5 för brännarstyrning
• EN 676 för gasbrännare 
• ISO 13577 för industriugnar (området med gasformiga bränslen) 

Dessa standarder skiljer mellan gasformiga, flytande och fasta bränslen, men ingen uppdelning görs i specifika gaser inom gruppen gasformiga bränslen. Detta innebär att de befintliga standarderna även kan tillämpas på vätgas.

Brännarhanteringssystemet PNOZmulti 2 är 100 % redo för förbränning av vätgas eller blandningar av gasformiga kolvätebränslen.