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高温、高压、高湿:在电解槽极端工况下,如何精准测氢?

发布日期:[2026-08-08 04:13:52]     点击率:5

  (来源:势银能链)

  ▶ 从水电解制氢、储运、加注到终端应用,每一个环节都可能面临氢气泄漏的风险,这就要求必须建立覆盖全产业链的气体检测与安全监测体系。

  ▶ 传感器的选型必须根据具体工况条件进行匹配,高温、高湿、高腐蚀等复杂环境对传感器的适应性提出了严峻挑战。

  ▶ 日立信已累计设计推出百余款氢气检测产品,为火电、核电、制氢厂、加氢站、燃料电池系统及整车厂、石油化工等复杂工况下的氢气安全提供全生命周期保障。

  2026势银绿氢产业大会&2026势银绿色燃料产业大会上河南省日立信股份有限公司副总经理兼技术研究院院长赫树开发表了题为气体传感器在氢气检测中的安全应用主题演讲

  赫树开首先指出了氢气检测在氢能产业链中的重要地位。氢能作为一种清洁的二次能源,具有质量能量密度大、燃烧热值高、来源广、可储存、可再生、零污染等突出优势,被广泛视为21世纪最具发展潜力的清洁能源。

  当前,中国、日本、韩国、德国、澳大利亚等国已将氢能产业上升为国家战略,全球氢能产业建设正迎来前所未有的高潮。从水电解制氢、储运、加注到终端应用,每一个环节都可能面临氢气泄漏的风险,这就要求必须建立覆盖全产业链的气体检测与安全监测体系。

  在气体检测技术层面,赫树开详细介绍了氢气检测的主流传感原理及其适用边界。热导式传感器基于不同气体导热系数差异进行检测,具有检测范围广、耐高浓度氢气冲击、非消耗性使用寿命长等优势,但在抗干扰性和耐水性方面存在局限。钯合金薄膜传感器则利用氢原子在钯合金晶格中的选择性渗透原理,通过西韦茨定律描述氢气分压与溶解浓度的关系,实现了对氢气的专一性响应,能够有效排除背景气体的干扰。

  此外,氧气传感器和露点传感器分别基于电化学、激光或陶瓷阻抗原理以及电容式或冷镜式原理,共同构成了制氢过程中“氢中氧、氧中氢、氢纯度、露点”等关键指标的完整检测体系。

  赫树开强调,传感器的选型必须根据具体工况条件进行匹配,高温、高湿、高腐蚀等复杂环境对传感器的适应性提出了严峻挑战。

  基于深厚的技术积累,日立信针对氢能全场景构建了系统的安全检测解决方案。在加氢站泄漏监测方面,公司推出的RD2000A气体报警器可同时监测氢气、氧气、氨气及温湿度等多项参数,具备(4-20)mA三线制模拟量输出,并通过了CCCF消防认证与防爆认证TCM200微型氢气浓度传感器同样获得防爆、电磁兼容及CNAS校准等多项资质认证,能够在加氢站关键区域实现24小时不间断泄漏监测。

  在日常巡检与运维场景中,手持式氢气检漏仪配合上位机软件与移动APP,为现场运维人员提供了灵活便捷的泄漏排查工具。

  在水电解制氢领域,日立信推出了针对ALK与AEM等不同技术路线的气体分析解决方案,涵盖氧中氢分析仪(热导原理)、氢中氧分析仪及露点分析仪。这些分析仪器针对从平原到高原的海拔变化进行了适应性优化,采用恒温结构设计提升抗干扰能力,并通过长期老化测试持续优化性能。

  此外,日立信针对电解槽出口高温、高压、高湿且含液态水的极端工况,自主研发了电解槽端氧中氢原位检测系统。该系统集成耐高湿氢气分析仪、水汽冷凝罐、压力调节阀、水汽分离器及精密流量计等核心组件,实现了在0.1MPa至10MPa压力范围、2至80摄氏度温度范围、0%至100%相对湿度(含液态水)的全工况条件下的实时、稳定、不间断监测。

  1Nm³/h碱性电解槽系统的对比测试中,该系统在电流变化后1分钟内即反映氢气浓度变化,10分钟内接近稳定值,而传统热导式分析仪响应滞后达5至6分钟、稳定时间超过60分钟,其快速响应能力使该系统更适合于实时安全监控与系统调节,有效解决了传统热导式分析仪易受水汽干扰、需频繁维护的行业痛点。

  在更具前瞻性的天然气掺氢应用场景中,日立信同样展示了其技术突破。天然气掺氢已被视为氢能规模化利用的关键路径,但传统热导检测技术受背景气(甲烷、二氧化碳、氮气等)干扰严重,测量误差可高达±15%,无法满足精准控制与安全保障需求。

  日立信将钯合金薄膜技术引入该场景,利用其“单向门”式的选择性渗透原理,彻底排除背景气体干扰,核心量程精度达到±0.2%Vol,且支持高湿直测,无需复杂的预处理系统,为天然气掺氢的精准配比与安全输送提供了可靠保障。

  最后,赫树开在演讲中介绍了日立信的企业积淀与产业定位。公司成立于1997年,总部位于郑州国家高新技术产业开发区,拥有700余名员工、100余人的研发技术团队,先后承担了多项国家“863计划”与“国家重点研发计划”项目,累计参与制定国家、电力行业及地方标准60余项,并已成为秦山核电、江苏田湾核电等核电站的合格供应商,是中核集团认定的唯一SF6气体现场回收资格单位。

  公司依托二十余年的氢气检测技术积累,已累计设计推出百余款氢气检测产品,覆盖传感器、仪器仪表、智能装备、物联网四大产品链,为火电、核电、制氢厂、加氢站、燃料电池系统及整车厂、石油化工等复杂工况下的氢气安全提供全生命周期保障。

  值得关注的是,在此次2026势银绿氢产业大会&2026势银绿色燃料产业大会的颁奖晚宴上,日立信正是凭借其在气体传感器及氢气安全检测领域的全场景产品矩阵、电解槽端氧中氢原位检测系统等关键技术创新以及在氢能安全监测领域长期积累的产业化实践经验,荣获大会颁发的“2026绿氢优秀供应链奖”。

  这一荣誉不仅是对日立信在氢能安全检测领域技术实力与市场地位的认可,更标志着在绿氢产业从示范走向规模化应用的过程中,以传感器为代表的关键供应链环节正获得行业日益增长的重视,为氢能全产业链的本质安全构筑起不可或缺的技术防线。

  文章来源:势银(TrendBank)

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