Системы сжатия водорода и природного газа (в первую очередь метана) имеют некоторые общие черты, но их различные физические и химические свойства требуют принципиально разных конструкций. Понимание этих различий жизненно важно для инженеров, производителей и проектов по переходу на новые виды энергии.

1. Размер молекулы и динамика утечки

Молекулы водорода крошечные (~2,02 г/моль) по сравнению с метаном (~16 г/моль), поэтому водород гораздо больше подвержен утечкам. Системы сжатия для водорода должны использовать высокопрочные уплотнения и специализированные материалы для клапанов и прокладок для предотвращения выхода микроскопических газов

2. Более высокая скорость звука и пульсационное воздействие

Низкая плотность и малая молекулярная масса водорода приводят к тому, что гораздо более высокая скорость звукаувеличивая частоту волн давления до 3-4 раз по сравнению с природным газом. . Этот сдвиг требует изменения дизайна Пульсационные бутылки и демпферы чтобы избежать резонанса и вибрационных сбоев.

3. Экстремальные соотношения давлений и многоступенчатое сжатие

Чтобы достичь давления в хранилище (например, 350-700 бар), водородные компрессоры должны работать при высокая скорость вращения наконечника или в дополнительные этапы по сравнению с системами природного газа, в которых обычно более низкое соотношение давления . Это влияет на механическую конструкцию и вращающиеся узлы.

4. Охрупчивание материалов и протоколы безопасности

Водород может проникать в металлы и ослаблять их - это явление известно как водородное охрупчивание-приводит к разрушению конструкций . Кроме того, водород является легковоспламеняющийся в широком диапазоне воздушных смесей и имеет очень низкую энергию воспламенения, что требует тщательного подбора материалов и разработки безопасных конструкций.

5. Безмасляная и чистая компрессия

Водород для использования в топливно-энергетических целях должен быть без маслаПоскольку загрязнение может привести к повреждению систем топливных элементов. В водородных компрессорах обычно используется сухие, безмасляные поршневые или мембранные конструкцииВ отличие от многих компрессоров для природного газа, которые могут использовать смазываемые роторные или винтовые типы .

6. Адаптация системы управления и телеметрии

Рычаг воздействия водородных систем Мониторинг в режиме реального времени и расширенные средства управления для отслеживания температуры, утечек и скорости вращения лопастей - это очень важно в условиях повышенного риска. Системы природного газа, напротив, обычно требуют меньшей чувствительности в реальном времени из-за более низких звуковых скоростей и рисков утечек.

 Сравнительная характеристика

Хотя сжатие водорода и природного газа имеет общие принципы, уникальные свойства водорода - крошечные молекулы, высокая звуковая скорость, риск охрупчивания, воспламеняемость и требования к чистоте - требуют специализированные конструкции компрессоров, прецизионные материалы, и строгий контроль безопасности. Эти различия имеют решающее значение при разработке, сертификации и развертывании водородной инфраструктуры.

Решения KEEPWIN

Компания KEEPWIN предлагает индивидуальные решения для сжатия водорода, которые отличаются безмасляной, герметичной конструкцией, высококачественными сплавами, усовершенствованным гашением пульсаций и полным оснащением для обеспечения безопасности, включая интеграцию со SCADA и мониторинг состояния. Наши системы обеспечивают надежное, чистое и безопасное обращение с водородом.