日立信股份:氢气检测助力中国氢能安全发展
时间:2023-02-20 阅读:66
“用氢安全一直以来都是业内重点关注的环节,如果出现了用氢的安全事故,整个氢能产业的发展节奏可能会由此延缓。” 日立信副总经理兼技术研究院院长赫树开表示。
在2022(第四届)高工氢电产业峰会上,赫树开发表了“氢气检测助力中国氢能发展”的主题演讲。他认为,氢能产业要持续健康地发展运行就必须高度重视氢安全问题,而在识别和防范氢安全环节,氢气传感器的作用不可替代。
>>氢安全亟待行业重视
赫树开在演讲中介绍,我国高度重视氢燃料电池汽车产业发展,近年来国家层面和各地方层面密集出台一系列支持政策,有效推动我国氢燃料电池汽车产业开始从基础研究阶段向产业化过渡。
氢能的蓬勃发展态势也引发了公众对于氢安全方面的担忧。具体来看,氢气漏有以下几大危险性。
其一,氢气爆炸比例宽。在空气中氢含量在4%-75%,氧气中氢含量在4%-94%时,有明火、高温、催化剂作用下,氢气可以发生燃烧和爆炸;其二,燃烧速度快。氢气在空气中燃烧速度可达3m/s - 2050m/s,在氧气中燃烧速度可达3600m/s。其三,燃烧温度高。氢气在氧气充足条件下完全燃烧时,温度可以超过2500℃。同时,火焰颜色为白色,在白天或光线强等情况下,不容易察觉。其四,点火能量小。氢气点火能量仅需0.019mJ,氢气和空气形成的可燃混合气遇静电火花、电气火花或500℃以上的热物体等点火源,就会发生燃烧爆炸。
过去氢气在电力行业,特别是大型火电机、核电上被广泛应用,作为冷却的气体,氢气在电厂的管控措施非常高,但事故还是时有发生,不能够完全杜绝,可见对于氢气的监控和管理是多么重要。
>>氢气检测的必要性和技术手段
“不能因为氢气危险我们就不用,核电更危险照样造福人类。”赫树开表示,用好氢气的关键在于利用有效的手段对其进行预防和监控,氢气传感器的作用不可或缺。
在氢气传感器的几种实现技术路径中,电化学原理、催化燃烧和半导体都存在一定程度的缺陷,基于MEMS 技术的钯合金薄膜氢气传感器则凭借其体积小、质量轻、易于批量生产等优点成为车用氢气传感器应用研究热点。
钯合金薄膜技术最早是美国NASA用在航天上,在日本福岛核电站出现泄漏之后,也采用钯合金薄膜技术来测量氢气浓度。钯合金薄膜技术的优势在其抗干扰能力强,不怕水,抗结露,在液体中能测量;且耐高温,使用寿命很长,可以在高温条件下应用。
对于应用于氢能领域的钯合金薄膜传感器来说,首先,它可以适应高温高湿环境的检测场景,检测可靠性良好,使用寿命可达10年;其次,由于其抗干扰性强,可用于复杂背景气体检测场景,适用范围广泛;其三,它无需氧气参与反应,可用于氢气含量较低甚至无氧等检测场景。
所有涉氢场合都需要有固定式的测氢,发现有泄露或者要寻找泄露源的时候,需要有一个检漏仪来查找漏源,所以日立信的氢气检测设备可以用在各方面涉氢的场合,比如加氢站、制氢站、氢气管路等多个方面。
>>日立信助力中国氢能安全发展
河南省日立信股份有限公司(简称:日立信)成立于1997年,是国内一家专注提供气体检测全生命周期解决方案的高新技术企业,产品主要涵盖传感器、仪器仪表、智能装备、物联网等四大产品体系,广泛应用于电力、石油、化工、氢能源、环保、煤炭、冶金、燃气管网、安全防护等众多领域。
近年来,日立信申请专利授权累计400余项,软件著作权80余项,具备国际/*技术水平的科技成果20余项,公司相关研发项目被列于“国家863计划”和“国家重点研发计划”。
日立信充分了解挖掘氢能源行业各产业链涉氢用户在氢气安全检测方面的现有难点和痛点,并结合公司自身二十五年的氢气检测技术沉淀和市场服务经验,为广大用户提供包括燃料电池系统尾气大量程冲击检测、天然气掺氢过程氢气检测和电解水制氢氢气纯度在线监测等在内的氢气安全应用解决方案,传感器凭借着可实现(0~100)%vol全量程检测、耐高温高湿检测环境和抗干扰性优异等独特优势,获得了燃料电池系统集成商和燃料电池测试台架制造商等用户的一致好评。
在产品方面。目前日立信已累计设计推出百余款氢气检测产品,具体包括智能型氢气传感器、智能氢气检测仪表、氢气监测及分析仪表、氢气控制系统、氢气品质分析智能装备等,为电厂、制氢厂、加氢站、燃料电池系统及整车厂、变电站、核电站、石油化工等各种复杂工况条件下的氢气检测提供可靠保障。
例如,日立信近期推出的一款明星产品——ppm级高灵敏度氢气检漏仪。该产品是为解决低量程高灵敏度氢气检测需求而定制开发的一款国产氢气检漏仪,可满足制氢厂&加氢站现场氢气泄漏检测、涉氢过程氢气泄漏检测、燃料电池系统尾气峰值锁定检测和氢能源汽车日常维保巡检等多种场景使用,该产品后期维修成本低廉,维修周期短,可免费提供CNAS校准证书,为广大用户的后期使用提供了全面而贴心的便捷服务。
此外,日立信最新研制开发了一套电解水制氢专用的氢气分析仪,主要用于检测氢侧氧气含量、氧侧氢气含量和氢气湿度含量,尤其是氧侧氢分析仪,采用自主研发的核心传感器技术而设计,产品具有耐大量程冲击、高精度、使用寿命长等优势,大大地提升了氢气纯度分析仪的安全性和可靠性。
“为满足客户的需要,我们自主设计开发了一款移动式氢气品质检测车,可以开到加氢站现场测量氢气气源品质是否达标。” 赫树开表示,新产品的开发大大提高了氢气品质检测的便捷性,加氢站业主方可以通过增加氢气取样频次,检测每一批次的氢气品质质量,便于第一时间发现不良批次气源并进行处理,减少燃料电池汽车催化剂的失效概率和寿命减损。
不是所有的客户都愿意购买氢气传感器产品,有些客户需要专业的第三方检测服务。针对这部分需求,日立信成立了子公司河南省日立信计量检测有限公司,专门提供CNAS&CMA第三方检测服务,对氢气品质分析、探头、压力表、阀门等部件都可以提供第三方校准检测。
2022(第四届)高工氢电产业峰会现场