Vanalar hidrojen uygulamalarında önemli bir rol oynar. Basit kapatma vanalarından hassas akış kontrolörlerine kadar bu alandaki vanaların çeşitliliği etkileyicidir. Güvenlik, güvenilirlik ve verimliliği temin etmelidirler. Hidrojen üretiminden yakıt hücresi teknolojisine kadar, bu vanaların doğru seçimi ve uygulanması hidrojen uygulamalarının başarısı için çok önemlidir.
Solenoid vanalar, verimli hidrojen üretimi ve kullanımı için çok önemlidir. İlgili uygulama için doğru solenoid vanayı seçmek önemlidir.
Solenoid vanaların farkı nedir?
Solenoid vanaların farklı çalışma modları her zaman dışarıdan görülemez. Ama aradaki fark nedir?
Manyetik bobin, vananın açma ve kapama mekanizmasını doğrudan kontrol eder.
Akış kapasitesi sınırlıdır
Düşük basınçlı uygulamalar için uygundur
Solenoid vana, bir pilot vanayı kontrol eder, bu pilot vana da ana vananın çalışmasını kontrol eder.
Büyük basınç farklarında kullanıma uygundur
Daha yüksek basınçların ve akış hızlarının üstesinden gelme
Vana, enerji kesildiğinde kapalıdır ve enerji verildiğinde açılır.
Elektrik kesintisi durumunda vana otomatik olarak kapanır ve hidrojen akışını durdurur
Güvenlik uygulamaları için, örneğin elektrik kesintisi durumunda gaz veya sıvı akışını kapatmak için
Vana, enerji kesildiğinde açıktır ve enerji verildiğinde kapanır.
Güç kaynağı uygulandığında hidrojen akışının kesilmesi gereken uygulamalarda kullanılır
Standart durumun açık olduğu uygulamalar için uygundur, örneğin elektrik kesintisi durumunda sıvı veya gaz akışına izin vermek için
Giriş ve çıkış portları arasında tek bir sıvı veya gaz akışını kontrol eder.
Açma/kapama kontrolünün gerekli olduğu hidrojen uygulamaları için uygundur, örn. belirli bir yere hidrojen akışını kontrol etmek için
Basit sistemlerde açma/kapama kontrolü olarak kullanım
Giriş ve çıkış portların arasındaki akışı kontrol edebilir veya her iki çıkış portunu da kapatabilir.
Hidrojenin veya gaz akışlarının başka bir yöne saptırılması, karıştırılması veya dağıtılması gerektiğinde kullanılır
Sıvılar ve gazlar için uygundur
Vananın açılıp kapanmasını kontrol etmek için esnek bir membran kullanır.
Manyetik bileşenler ve hidrojen akışı arasında yalıtım
Membran, mıknatısı sıvıdan ayırdığı için aşındırıcı veya kirlenmiş sıvıların kontrolü için uygundur
Peki özellikle hidrojen uygulamalarında dikkate alınması gereken özellikler nelerdir?
Vanalardaki geri basınç güvenliği neden istenmeyen gaz çıkışına karşı koruma sağlar?
Gaz sisteminin çalışması sırasında vanada genellikle fark basınçlar meydana gelir, bu da vana çıkışında girişe göre daha yüksek bir basınçla sonuçlanır. Geri basınç (girişteki basınçtan daha büyük olan çıkıştaki basınç) vanayı akışa karşı açabilir veya kapanma işlemini istemeden yavaşlatabilir. Doğrudan etkili veya sabit bağlantılı (kuvvetle bağlanmış) vanalar, güçlü kapama yayları sayesinde daha fazla geri basınç güvenliği sunar. EN 161 standardı, geri basınç güvenliği ve vana sınıfları için iyi bir temel sağlar.
Ortam sıcaklıklarıyla sisteminizin performansı arasında nasıl bir ilişki var?
Ortam sıcaklığı birçok uygulamada ikincil bir rol oynar. Ortam sıcaklığı 50 °C’yi geçerse solenoid vanaların bu sıcaklık için kalıcı olarak tasarlanıp tasarlanmadığı kontrol edilmelidir. Bobinin bakır sargısı, sıcaklık yükseldiğinde “artan” dirençle tepki verir. Bu da güç ve performansın azalması demektir. Dar kurulum alanı, ses yalıtımı ve hidrojen sistemlerinin işlevsel koruması ile ısı birikimi performansta azalmaya, böylece işlev kısıtlamalarına yol açabilir.
Bileşenlerin patlamaya karşı korunması güvenliğiniz için neden bu kadar önemli?
Sabit yakıt hücrelerinin kompakt tasarımı ve yığına yakınlığı aynı anda iki zorluğa yol açabilir. İlk olarak, ortam sıcaklığı normalden daha yüksektir; ikinci olarak, çok sayıda proses arayüzü vardır. Her arayüz kendi içinde hidrojen için küçük bir kaçak oluşturur, bu da hidrojen birikimine neden olabilir. Difüzyon ve sıcaklığın bir sonucu olarak, müşteriler ve/veya test merkezleri genellikle yığın kontrolünü ATEX bölge 1 veya kategori 2 olarak tanımlar.
Hidrojenin sıkıştırılması ve genleşmesi sırasında sıcaklıklar nasıl değişir?
Joule-Thomson olayı, bir gazın çevresiyle ısı alışverişi yapmadan bir gaz kelebeğinden genleşmesi durumunda ortaya çıkan fiziksel bir olgudur. Gazda bir sıcaklık değişimine yol açar. Joule-Thomson olayında bir gaz, Joule-Thomson katsayısına bağlı olarak genleşirken ısınabilir ya da soğuyabilir. Bunun için başlangıç noktası gazın inversiyon sıcaklığıdır. Hidrojen için bu inversiyon sıcaklığı > -80 °C’dir. Bu yüzden, hidrojen genleştiğinde ısınır.
Sistemin temizliğiyle vanaların sızdırmazlığı arasındaki ilişki nedir?
Sistemdeki parçacıklar istenmeyen sızıntılara yol açabilir. Saf hidrojenden bağımsız olarak, devreye almadan önce sistemin temizlendiğinden ve üflendiğinden emin olunmalıdır. En küçük parçacıklar bile sadece yığına zarar vermekle kalmaz, aynı zamanda vana yuvalarının sert ama hassas sızdırmazlık yüzeylerinin zarar görmesine yol açar. Bu yüzden, yakıt ikmali veya servisten kaynaklanan ön kirlenmeyi önlemek için sistemlere filtreler takın.
Hidrojen uygulamam için doğru solenoid vanayı nasıl bulabilirim?
Hidrojen uygulamalarında kullanılan vanalar çok çeşitli koşullara dayanabilmelidir. En uygun vanayı seçmek her zaman kolay değildir. Kılavuzumuzda, en önemli kriterleri ele alıyor, uygulamanız için doğru solenoid vanayı seçmenize yardımcı oluyoruz.
Hidrojen vanası seçme kılavuzunda şu noktalar açıklanmıştır:
Basınç aralıkları
Madde sıcaklığı
Malzeme uyumluluğu
Akış hızları
Tepkime süreleri
Hizmet ömrü ve anahtarlama döngüleri
Enerji tüketimi
Sertifikalar ve onaylar
Bağlantı türleri
Kılavuzu buradan indirin, bilgi edinin ve hidrojen uygulamanız için en uygun çözümü kısa sürede bulun.
Hidrojen uygulamanız için doğru solenoid vanayı hemen bulun
Hidrojen uygulamaları için kontrol ve proses vanaları
Kontrol ve proses vanaları, hidrojen değer zincirindeki hemen hemen tüm uygulamalarda kullanılabilir. Pnömatik veya elektrik motorlu vanalar hızlı, hassas ve tekrarlanabilir bir şekilde düzenleme yaparak stabil prosesler garanti eder. İster zorlu gazlar ister sıvılar için kullanılsınlar, hidrojen sisteminizde verimlilik ve güvenlik sağlarlar.
Ne tür kontrol ve proses vanaları vardır?
Hidrojen uygulamaları için kontrol ve proses vanaları, her biri belirli gereksinimler için optimize edilmiş farklı varyantlarda mevcuttur. Bunlar arasında basınç düzenleme, gazları ve sıvıları kapatma, çekvalfler ve güvenlik vanaları bulunur. Esas itibarıyla şunlar arasında ayrım yaparız:
Hidrojen proseslerinde üretilen gazların pnömatik olarak veya elektromotorla kapatılması ve kontrol edilmesinde uzmanlaşmıştır.
Çok yüksek akış hızları, basınçlar ve sıcaklıklar için uygundur
Hızlı, karmaşık olmayan kapama ve açma, gazların güvenli şekilde kapatılmasını sağlar
Elektromotorlu proses vanaları özellikle gaz akışının çok hassas şekilde kontrol edilmesi gerektiğinde uygundur.
Hızlı tepki süreleri ve otomasyon sistemlerine entegrasyon son derece dinamik prosesler için idealdir
Konum sensörleri, vana konumunun hızlı ve hassas şekilde izlenmesini sağlar
Varyantlar: Kullanıma bağlı olarak Y-tipi vanalar, düz tip küre vanalar, diyaframlı vanalar
Elektropnömatik proses vanaları özellikle gaz akışının çok hassas şekilde kontrol edilmesi gerektiğinde uygundur.
Hızlı tepki süreleri ve otomasyon sistemlerine entegrasyon son derece dinamik prosesler için idealdir
Konum sensörleri, vana konumunun hızlı ve hassas şekilde izlenmesini sağlar
Varyantlar: Kullanıma bağlı olarak Y-tipi vanalar, düz tip küre vanalar, diyaframlı vanalar
Biliyor muydunuz?
Hidrojen uygulamalarında basınç ve sıcaklık arasındaki ilişki
Hidrojen uygulamalarında kontrol vanalarına getirilen gereklilikler yüksektir. Bunlar 40 bar’a kadar basınçlara dayanabilmeli, aynı zamanda yüksek sıcaklıklarda güvenilir şekilde çalışabilmelidir. Basınç ve sıcaklık arasındaki ilişki, özellikle gazların kontrolünde, burada özel bir rol oynamaktadır. Örneğin oksijeni gaz halinde tutmak için basınç artırıldığında sıcaklık düşürülmelidir. İdeal gaz yasası, gazların bu basınç-sıcaklık ilişkisini açıklar. Bu nedenle, sabit miktarda gaz ve sabit hacim ile basınçtaki bir artış sıcaklıkta bir artışa yol açar ve bunun tersi de geçerlidir.
H2 uygulamaları vanalarda özel bir sızdırmazlık gerektirir
Diğer uygulamalardan farklı olarak, hidrojen üretimi veya kullanımı yüksek düzeyde vana sızdırmazlığı gerektirir. Sızıntı meydana gelirse bu, olağanüstü bir tehlike kaynağı oluşturur veya sistemin verimliliğini azaltır. Bu yüzden, kontrol vanalarında sızdırmazlığın 10-4 mbar∙l/s olmasına dikkat edilmelidir.
Hidrojen uygulamalarında kullanılan kontrol vanaları için hangi sertifika özellikle önemlidir?
ISO15848 – Endüstriyel armatürler ve vanalar için test prosedürlerini ve sızıntı sınıflarını tanımlar
Teknik Direktif (TA) – Hava – Endüstriyel tesislerden kaynaklanan emisyonları düzenler
ATEX – Patlama tehlikesi olan ortamlarda kullanılan bileşenler için sertifika
ASME B16.34 – Basınçlı uygulamalardaki vanalar için gereklilikleri tanımlar
PED – Vanalar da dahil olmak üzere basınçlı cihazların tasarımını ve kullanımını düzenler
Üretici beyanı – Performans, kalite ve güvenilirlik için vana üreticilerinin sertifikaları
Bürkert’in proses ve kontrol vanaları bu yüksek talepleri her zaman karşılamaktadır.
Uygulamada elektromotorlu kontrol vanaları – neler mümkün?
Seri üretimde kullanılmadan önce, yakıt hücre sistemleri çok çeşitli koşullar altında ve çok sayıda parametreyle test edilmelidir. Test sonuçları daha sonra örneğin yakıt hücresi yığınlarının performansını, çalışma kapsamını veya hizmet ömrünü değerlendirip optimize etmekte kullanılabilir. Test tesisleri bu görevler için çok esnek olmalıdır. Akış kontrolörleri veya vanalar gibi çok sayıda akışkan bileşen buna katkıda bulunur. Bununla birlikte, sadece hassas ve güvenilir bir şekilde çalışmakla kalmamalı, aynı zamanda belirli kullanım alanına göre özelleştirilmelidirler. Örneğin hidrojen durumunda, kullanılan malzemeler kırılgan hale gelmemeli, deiyonize suyla kullanıldığında korozyona uğramamalıdır.
Segula Technologies GmbH’nin, H2 test tezgahlarınızı esnek bir şekilde tasarlamak için ayarlanabilir akışkan bileşenlerini nasıl kullandığını pratikte ilgili teknik raporda öğrenin.
Companies in the hydrogen industry are constantly facing new challenges. The solutions, especially in the field of fluidic applications, can be diverse. How Segula Technolgies GmbH from Rüsselsheim has found the right solution is described in the technical report.
Daha fazla teknik bilgiye mi ihtiyacınız var?
Hidrojen uygulamanıza uygun proses ve kontrol vanaları için buraya tıklayın
Bürkert, hidrojen uygulamanızdaki akışkan zorlukları söz konusu olduğunda güvenilir iş ortağınızdır. Hidrojen alanındaki 25 yılı aşkın deneyimimizle, akışkanlar konusundaki zorluklarınızın üstesinden geliyoruz.
Hidrojen uygulamaları için yüksek basınç ve ultra yüksek basınç vanaları
Yüksek basınç ve ultra yüksek basınç vanaları, hidrojenin taşınması, depolanması ve alınması gibi çeşitli uygulamalarda önemli bir bileşendir. Tedarik zincirinde 1034 bara (15.000 psi) kadar sıkıştırılmış hidrojeni güvenilir bir şekilde kontrol ve bloke ederler. Bu vanaların doğru seçilmesi ve uygulanması, sistemin güvenli ve güvenilir bir şekilde çalışması için çok önemlidir. Vanalar, sızdırmazlık ve malzeme toleransı açısından en yüksek test gerekliliklerine tabidir. Mevcut olan bir servis konsepti, hidrojen uygulamanız için aşınma ötesinde yüksek düzeyde sistem kullanılabilirliği sağlar.
Hidrojen değer zincirinde ultra yüksek basınç ve yüksek basınç vanaları nerelerde kullanılır?
Hidrojen, elektroliz sisteminde üretimden hemen sonra kompresörlerle 160 bara sıkıştırılır ve uygun depolama için depolanır. Mobil taşıma için sıkıştırma ve depolama 350 bara kadar tüp demetlerde gerçekleşir. Alım, endüstriyel tesislerdeki depolama tanklarından pnömatik veya manyetik olarak çalıştırılan yüksek basınçlı vanalar aracılığıyla gerçekleşir.
H2 için yakıt dolum tesisleri ve dispenserler diyaframlı kompresörler kullanılarak 500 ila 1000 bara kadar sıkıştırılır. Bu da ticari araç deposuna doğal bir akım sağlar. Yüksek basınç vanaları kompresörden araç tankına akış sürecini kontrol eder.
Yeşil hidrojenin üretilmesi – Elektroliz
Düşük basınç vanası(< 40 bar)
Yüksek basınç vanası(> 40 bar)
Tampon depo (30-40 bar)
Bina için ısı ve enerji üretimi
Hidrojenin endüstriyel kullanımı
Kompresör 30-40 bar’dan 200-300 bar’a sıkıştırma
Taşıma
Depolama
Kompresör 200-300 bar’dan 500-600 bar’a veya 1.000-1.100 bar’a sıkıştırma
Kompresör 30-40 bar’dan auf 80-100 bar’a sıkıştırma
Hidrojen ağı 80-100 bar
Depolama
Kompresör 80-100 bar’dan 500-600 bar’a veya 1.000-1.100 bar’a sıkıştırma
Yakıt dolumu 500-600 bar’dan veya 1.000-1.100 bar’dan 350 veya 700 bar’a basınç düşürme
Kompresör 30-40 bar’dan 500-600 bar’a veya 1.000-1.100 bar’a sıkıştırma
Elektroliz dahilinde hidrojen orta basınçta ve büyük nominal genişlikte üretilir. Sıkıştırmasından sonra yüksek basınç vanaları sadece basınç düzenleyici bir rol üstlenmekle kalmaz, aynı zamanda müşteri tarafından tanımlanan bir Ex Bölge gerekliliklerini de yerine getirir.
Üretilen hidrojenin basınç ve akış hızının kontrolü
DN 50’ye kadar gerekli olan gereksinim
Bölge 1 (Kat. 1) ve Bölge 2 (Kat. 3) için patlama koruması
Birden fazla uygulama hidrojenin sıkıştırılmış bir formunu gerektirir. İster yerden tasarruf etmek için taşıma veya depolama, araçlara yakıt dolumu için veya ister endüstriyel uygulamalarda olsun.
Sabit optimum basınç seviyesi sağlamak için basınç kontrolü
Güvenli kilitleme
Gereksinim: > 350 bar ve en düşük yuva sızdırmazlığı
Hidrojenli araçlara yakıt dolumu yapılırken hidrojen 500...1000 bar ile tampon tankından tanka doldurulur. Yüksek basınç vanaları tampondan araç tankına kapatmak için kullanılır. Araç tankının kabul edilemez bir sıcaklığa (azami 85 °C) kadar ısınmasını önlemek için dışarı akan hidrojen -40 °C’ye kadar soğutulur.
Gereksinim: 500-1000 bar
Madde sıcaklığı: -40 °C
Biliyor muydunuz?
Patlamalı dekompresyon sırasında ne olur?
Elastomerler atomik ve moleküler hidrojene karşı geçirgendir. Düşük gaz basıncında dahi hidrojen elastomer sızdırmazlık malzemesine nüfuz eder. Keskin basınç düşüşünde depolanan hidrojen yeterince hızlı kaçamaz. Conta bu işlemle sızdırmazlık etkisini kaybedecek kadar ağır hasar alır. Sızdırmazlık malzemesi üzerinde kabarcık oluşumu patlayıcı dekompresyonun bir işaretidir. Burada hasar anahtarlama işlemi sırasında yüksek diferansiyel basınçtan kaynaklanır. Dolayısıyla vanalar için doğru malzeme seçimi yapılmasına dikkat edilmelidir. Peek çok yüksek basınçlar için ilk tecih.
Solenoid vanalarda hidrojen çatlaması nasıl önlenir?
Hidrojen çatlaması, paslanmaz çeliğin metal kafesine hidrojen atomlarının nüfuz etmesinin neden olduğu mekanik özelliklerdeki değişim anlamına gelir. İşletime bağlı olarak yüksek bir H2 sistem basıncı bu süreci desteklemektedir. Hidrojen kaynaklı gerilme korozyonu çatlaması olarak adlandırılan bu durumdan sonra metalde mekanik özellikleri bozan mikro çatlaklar oluşabilir. Paslanmaz çeliğin uzama dayanımı azalır ve malzeme çatlayacak hale gelir. Bir solenoid vanada özellikle dinamik olarak yüklenen bir bileşen, örneğin tapalı kılavuz borusudur. Sadece yük değişimlerini taşımakla kalmaz, aynı zamanda manyetik ve manyetik olmayan çelikten oluşmaktadır. Kaynak işlemleri sırasında meydana gelenler gibi zayıf noktalardan kaçınmak için hidrojen yüksek basınç vanalarının bileşenleri birbirine vidalanır ve sızdırmaz hale getirilir.
Yatak sızdırmazlığı bir vananın ömrünü nasıl etkiler?
Bu konuda basınç aralığı ve beklenebilecek azami sızıntı sorusunu gündeme getirmektedir. Dışarıya karşı sızdırmazlık genellikle 1x 10-5 mbar l/s aralığında ömründen etkilenmeden gerçekleştirilebilir. Vana yuvasındaki dinamik sızdırmazlık noktalarında durum daha karmaşık olur. 1000 bara varan basınçlar veya -40 °C’lik ortam sıcaklıkları, 10-4 ml/s’lik bir yatak sızıntısını gerçekleştirmek için sert contalar ve hassas mekanikler gerektirir. Yüksek kapatma kuvvetleri hem metal hem de plastik contalar üzerinde aşırı baskı yapar. Bu da artan sayıda anahtarlama döngüsüyle düşük yatak sızıntısı başka türlü garanti edilemediğinden, hidrojen alanındaki vanaların servis aralıklarına tabi olmasına yol açar. Yaklaşık 80.000...100.000 anahtarlama döngüsünden sonra bir kontrolün yapılmasını öneriyoruz.
Donun güvenli çalışma üzerindeki etkisi nedir?
Elektrolizde üretilen hidrojen 30...40 bar basınca sahiptir. Uygun kullanım için depolanmalı ve taşınmalıdır. Bu amaç için gaz kompresörleri kullanılarak 2 ila 3 aşamada 160 veya 350 bar değerine sıkıştırılır ve tüp demetler halinde taşınır veya yüksek tanklarda depolanır. Tank dolum istasyonu için, ara veya tampon tank (içerik: 0,4...1,2 t) için depolama basıncı 500 veya 1034 bara (15.000 psi) yükseltilir. Bu şekilde iletim yoluyla pasif yakıt dolum (kompresör olmadan) yapılabilir. Tampon depolamayla yaklaşık 30 tank dolum üretilebilir. Araçlar için izin verilen azami tank sıcaklığı 85 °C’dir. Dolayısıyla sıkıştırıldıktan sonra tankta genleştiği ve doldurma ağzındaki sıcaklık yükseldiği için -10...-40 °C değerine kadar soğutulur. Ortamdan gelen yoğuşma suyu soğuk vana gövdesinde yoğunlaştığından, yüksek basınç vanaları dışarıdan buzlanır. Plastik manşetler vanayı buzlanmaya karşı korur ve uzun ömürlü hale getirir.
Ultra yüksek basınç vanalarının ve yüksek basınç vanalarının özelliği nedir?
Yüksek basınç vanaları hakkında gereken her şeyi videoda bulabilirsiniz. Azami basınca dayanacak şekilde nasıl tasarlandılar? Hidrojen uygulamalarında azami güvenliği sağlamak nasıl mümkün olabilir? Ve küçük güç paketlerinin tekniği ve katma değeri hakkında daha fazlası. Uzmanımız Markus Wirth’ün (Solenoid Vana Ürün Müdürü) Hyfindr ile yaptığı diyaloğu içeren videoyu buradan izleyebilirsiniz.
Bürkert yüksek basınç ve ultra yüksek basınç vanalarının yapabildikleri
80.000 anahtarlama döngüsü
yüksek sistem kullanılabilirliği sağlar & daha az bakım gerektirir
Hızlı algılama
sızıntıların sızdırmazlık noktalarındaki özel kontrol delikleri aracılığıyla
Azami güvenlik
-40 ila +80 °C’de (Ex +60 °C’ye kadar) Dinamik Sızdırmazlık Paketi* sayesinde
*Mil üzerinde dinamik sızdırmazlık contası
Daha fazla teknik bilgiye mi ihtiyacınız var?
Ultra yüksek basınç ve yüksek basınç vanalarımıza ilişkin özeti indirin:
Ultra- and high-pressure valves for hydrogen applications
In hydrogen applications of all kinds, reliable fluidic solutions are essential. Whether valves, sensors, automation or even complete fluidic systems - Bürkert is ready for your challenge.
Veya hidrojen endüstrisi web sitemizi ziyaret edip çözümünüzü bulabilirsiniz
Hidrojen, bir enerji kaynağı olarak iklim değişikliğiyle mücadelede belirleyici bir rol üstlenmektedir. Sıfır karbon emisyonuyla hidrojen, aciliyeti artan dekarbonizasyon gerekliliklerine karşı güçlü ve somut bir çözüm sunmaktadır. Yenilenebilir kaynaklardan üretilmesi, bu çözümü iklim açısından çok daha değerli kılmaktadır. Yeşil hidrojenden ekonomik anlamda en yüksek faydayı sağlamak için güvenli, az bakım gerektiren ve her şeyden önce verimli tesis ve sistemlerin devreye alınması büyük önem taşımaktadır.
