Оборудование для сжигания водорода H2

Значение водорода как климатически нейтрального поставщика энергии растет. Поэтому Honeywell Thermal Solutions поставляет арматуру и горелки, подходящие для использования водорода в технологическом нагреве.
Водород – самый маленький и самый легкий элемент в периодической таблице. Обычно он встречается в молекулярной форме H2, в виде бесцветного газа без запаха. В некоторых химических реакциях водород временно проявляется в атомарном виде как H. И в этой форме он характеризуется гораздо более высокой реакционной способностью по сравнению с обычными молекулами H2. Так называемое водородное охрупчивание, например, вследствие проникновения атомарного водорода в металлы под воздействием высоких давлений, высоких температур, вибраций и кислоты, может быть исключено для оборудования, указанного в Технической информации.

Из-за низкой плотности по сравнению с природным газом водород может легче выходить наружу, например, в местах соединений. Но вся арматура и горелки, подходящие для использования водорода, показаны на стр. 5 Технической информации : запорные шаровые краны и фильтры (AKT, GFK), регуляторы давления (GDJ, VGBF, JSAV, VSBV, VAR, GIK), клапаны и затворы (VAS, VCS, VAD, VAG, VAH, VAV, VGP, VG, VAN, BVG, RV), датчики-реле давления (DG, DGM, DWR), компоненты розжига и контроля (UVS, UVC 1), прочая арматура (KFM, RFM, GEH, DH, ECO, GRS).

Сравнение пламени для горелки ThermJet TJ мощностью 213 кВт, λ = 1,15

Основы горения при добавлении водорода к природному газу

Скорость ламинарного пламени водорода значительно выше, чем у природного газа. При этом видимая длина пламени во многих горелках с примесью H2 почти не изменяется. Однако, в зависимости от конструкции горелки, высокая скорость пламени может привести к резонансу и шуму.

При добавлении 10-20 % водорода к природному газу обычно требуется выполнить только настройку горелок, особенно для решений с низким выбросом NOX, где точная регулировка соотношения газ/воздух имеет решающее значение.
Если количество подмешиваемого водорода изменяется, то необходимо использовать расширенный контроль соотношения газ/воздух.
При более высоком содержании водорода необходимо выбрать горелку, подходящую для данного типа газа.

Контроль пламени при применении чистого водорода или примеси водорода к природному газу более 95 %
по физическим причинам может осуществляться только с помощью УФ датчиков, но не с помощью электродов ионизации.

Герметичность

При определенных обстоятельствах возможно образование воспламеняющейся смеси между горелкой и запорным клапаном и проскок пламени в газопроводе при повторном пуске горелки. В любом случае, запорные клапаны для водорода должны располагаться как можно ближе к горелке, чтобы минимизировать риск образования потенциально воспламеняющейся смеси.

Обновленная Техническая информация, ред. 11.23.