ويشترك الهيدروجين والغاز الطبيعي (الميثان بشكل أساسي) في بعض أوجه التشابه في أنظمة الضغط، ولكن خصائصهما الفيزيائية والكيميائية المختلفة تتطلب تصميمات مختلفة جذرياً. ويعد فهم هذه الفروق أمرًا حيويًا للمهندسين والمصنعين ومشاريع تحويل الطاقة.

1. الحجم الجزيئي وديناميكيات التسرب

جزيئات الهيدروجين صغيرة جدًا (حوالي 2.02 جم/مول) مقارنةً بالميثان (حوالي 16 جم/مول)، مما يجعل الهيدروجين أكثر عرضة للتسرب. يجب أن تستخدم أنظمة ضغط الهيدروجين أختام عالية التكامل و مواد الصمامات والحشيات المتخصصة لمنع تسرب الغازات المجهرية

2. سرعة صوتية أعلى وتأثير نبض أعلى

تؤدي كثافة الهيدروجين المنخفضة ووزنه الجزيئي المنخفض إلى سرعة صوت أعلى بكثيرزيادة تردد موجات الضغط بنسبة تصل إلى 3-4 أضعاف مقارنة بالغاز الطبيعي . يتطلب هذا التحول إعادة تصميم زجاجات ومخمدات النبض لتجنب مشاكل الرنين وأعطال الاهتزاز.

3. نسب الضغط القصوى والضغط متعدد المراحل

للوصول إلى ضغوط التخزين (على سبيل المثال، 350-700 بار)، يجب أن تعمل ضواغط الهيدروجين عند سرعات طرف أعلى أو في المراحل الإضافية مقارنةً بأنظمة الغاز الطبيعي، والتي عادةً ما تشهد نسب ضغط أقل . يؤثر ذلك على التصميم الميكانيكي والتجميع الدوار.

4. التقصف المادي وبروتوكولات السلامة

يمكن للهيدروجين أن يخترق المعادن ويضعفها - وهي ظاهرة تُعرف باسم تقصف الهيدروجين-مما يؤدي إلى أعطال هيكلية . بالإضافة إلى ذلك، فإن الهيدروجين سريع الاشتعال على نطاق واسع من مخاليط الهواء، ولديه طاقة اشتعال منخفضة جدًا، مما يستلزم اختيارًا صارمًا للمواد وتصميمات السلامة.

5. ضغط نظيف وخالٍ من الزيت

يجب أن يكون الهيدروجين المستخدم في الوقود والطاقة خالية من الزيتلأن التلوث قد يؤدي إلى إتلاف أنظمة خلايا الوقود. تستخدم ضواغط الهيدروجين عادةً التصاميم الترددية الجافة أو الخالية من الزيت أو الغشائية، على عكس العديد من ضواغط الغاز الطبيعي التي قد تستخدم أنواعًا دوارة أو لولبية مشحمة .

6. التحكم والتكيف عن بعد

الاستفادة من أنظمة الهيدروجين المراقبة في الوقت الحقيقي والضوابط المتقدمة لتتبع درجة الحرارة، والتسريبات، وسرعات الشفرات - وهذا أمر بالغ الأهمية في ظل ظروف المخاطر العالية. في المقابل، تتطلب أنظمة الغاز الطبيعي عادةً حساسية أقل في الوقت الحقيقي بسبب انخفاض سرعات الصوت ومخاطر التسرب.

 ملخص المقارنة

في حين أن ضغط الهيدروجين والغاز الطبيعي يشتركان في المبادئ العامة، إلا أن الخصائص الفريدة للهيدروجين - الجزيئات الصغيرة، والسرعة الصوتية العالية، ومخاطر التقصف، والقابلية للاشتعال، ومتطلبات النقاء - تتطلب تصميمات الضواغط المتخصصة, مواد دقيقةو ضوابط سلامة صارمة. هذه الاختلافات حاسمة في تصميم البنية التحتية الهيدروجينية واعتمادها ونشرها.

حلول KEEPWIN

تقدم KEEPWIN حلول ضغط هيدروجين مصممة خصيصًا تتميز بتصميمات مانعة للتسرب وخالية من الزيت، وسبائك عالية الجودة، وتخميد متقدم للنبض، وأجهزة كاملة للسلامة - بما في ذلك تكامل SCADA ومراقبة الحالة. تضمن أنظمتنا معالجة موثوقة ونظيفة وآمنة للهيدروجين.