Шафа випрямляча для електролітичного виробництва водню

Електроліз води – це відносно зручний метод виробництва водню. Постійний струм з випрямляючої шафи пропускається через електролітичну комірку, заповнену електролітом. Молекули води вступають в електрохімічну реакцію на електродах, розкладаючись на водень і кисень. Випрямляюча шафа є ключовим елементом обладнання в процесі виробництва водню методом електролізу води, і її сумісність надзвичайно важлива. Повна система випрямляча включає цифрово керовану випрямляючу шафу, випрямляючий трансформатор (іноді встановлюється всередині шафи) та датчики постійного струму. Зазвичай вона встановлюється в приміщенні, охолоджується чистою водою та має вхідну напругу 10 кВ, 380 В тощо.

Вступ до тиристорного випрямляючого обладнання для електролізу водню

I. Застосування

Ця серія випрямних шаф в основному використовується в різних типах випрямного обладнання та автоматизованих системах керування для електролізу кольорових металів, таких як алюміній, магній, марганець, цинк, мідь та свинець, а також хлоридних солей. Її також можна використовувати як джерело живлення для аналогічних навантажень.

II. Основні характеристики кабінету

1. Тип електричного з'єднання: зазвичай вибирається на основі допусків на напругу постійного струму, струм та гармоніки мережі, з двома основними категоріями: подвійна зірка та трифазний міст, а також чотири різні комбінації, включаючи шестиімпульсні та дванадцятиімпульсні з'єднання.

2. Тиристори високої потужності використовуються для зменшення кількості паралельних компонентів, спрощення структури шафи, зменшення втрат та полегшення обслуговування.

3. Компоненти та швидкозварювані мідні шини використовують спеціально розроблені профілі контуру циркуляції води для оптимального розсіювання тепла та подовження терміну служби компонентів.

4. Компонентне пресування використовує типову конструкцію для збалансованого та фіксованого напруження з подвійною ізоляцією.

5. Внутрішні водопровідні труби виготовлені з імпортних армованих прозорих м'яких пластикових труб, стійких як до високих, так і до низьких температур, а також з тривалим терміном служби.

6. Змішувачі радіаторів з компонентів проходять спеціальну обробку для забезпечення стійкості до корозії.

7. Шафа повністю оброблена на верстаті з ЧПК та покрита порошковою фарбою для естетично приємного вигляду.

8. Шафи зазвичай доступні у відкритому, напіввідкритому та повністю герметичному варіанті для використання всередині приміщень; методи введення та виведення кабелів розробляються відповідно до вимог користувача.

9. Ця серія випрямляльних шаф використовує цифрову промислову систему керування тригерами, що забезпечує безперебійну роботу обладнання.

Технічні характеристики напруги:

16 В 36 В 75 В 100 В 125 В 160 В 200 В 315 В

400 В 500 В 630 В 800 В 1000 В 1200 В 1400 В

Поточні характеристики:

300А 750А 1000А 2000А 3150А

5000А 6300А 8000А 10000А 16000А

20000 А 25000 А 31500 А 40000 А 50000 А

63000 А 80000 А 100000 А 120000 А 160000 А

Ось його основні характеристики:

1. Надзвичайно висока ефективність та d"електроводневе перетворенняd" продуктивність

Ефективність – це рятівний круг: витрати на електроенергію становлять 70–80 % вартості електролізу водню. Тому кожне збільшення ефективності перетворення випрямлячної шафи на 0,1 % призводить до значної економії експлуатаційних витрат. Зазвичай необхідно, щоб ефективність становила 98,5 %, а вдосконалені моделі досягали понад 99 %.

Низький коефіцієнт пульсацій: Вихідна потужність постійного струму повинна бути максимально чистою, з надзвичайно низьким коефіцієнтом пульсацій. Надмірні пульсації змінного струму знизять ефективність електролізера, посилять побічні реакції та можуть вплинути на термін служби електродів. Це ставить вищі вимоги до технологій випрямлення (таких як багатофазне випрямлення та технологія ШІМ).

2. Надзвичайно широкий діапазон регулювання потужності та швидка реакція

Адаптація до коливань відновлюваної енергії: це одна з найважливіших відмінностей від традиційних шаф випрямлячів. Щоб працювати з коливаючимися джерелами енергії, такими як вітрова та сонячна енергія, шафа випрямляча повинна мати можливість стабільно та ефективно працювати в надзвичайно широкому діапазоні потужності (наприклад, 10%-120% від номінальної потужності).

Швидка динамічна реакція: Коли вітрові та сонячні ресурси зазнають раптових змін, шафі випрямляча потрібна швидкість реакції від мілісекунди до секунди, щоб швидко регулювати свою вихідну потужність, адаптуючись до змін енергії та досягаючи "load follows source (навантаження слідує за джерелом)," забезпечуючи стабільність мережі та ефективну роботу системи виробництва водню.

3. Високий ступінь інтелекту та спільного контролю

Глибока інтеграція з електролізером: Шафа випрямляча більше не є незалежним джерелом живлення, а є серцем системи виробництва водню. Вона глибоко інтегрована із системою керування електролізером, системою очищення водню та системою керування електростанцією відновлюваної енергії для досягнення спільної оптимізації.

Кілька інтелектуальних режимів роботи:

Режим постійної потужності: використовується, коли живлення від мережі стабільне.

Режим автоматичного відстеження точки живлення: безпосередньо отримує команди диспетчеризації відновлюваної енергії та автоматично регулює потужність.

Режим управління енергією: взаємодіє з мережею та системою накопичення енергії для участі у зменшенні піків та заповненні западин або регулюванні первинної частоти.

Цифровий двійник та прогнозне обслуговування: За допомогою хмарних платформ та аналітики великих даних здійснюється моніторинг у режимі реального часу та оцінка стану обладнання для досягнення прогнозного обслуговування та зменшення незапланованих простоїв.

4. Дизайн найвищого рівня безпеки та надійності

Міркування щодо вибухобезпечності у водневому середовищі: Хоча шафа випрямляча зазвичай встановлюється ізольовано від електролізера, її конструкція повинна враховувати вимоги вибухобезпечності всієї установки з виробництва водню. Вибір електричних компонентів та конструкція шафи повинні відповідати суворим стандартам вибухобезпечності.

Кілька резервних систем захисту:

Зв'язано з концентрацією водню: Система може негайно відключити живлення шафи випрямляча після виявлення витоку водню.

Зв'язаний з температурою, тиском та рівнем електролізера: забезпечує постійну роботу випрямляючої шафи в безпечних умовах експлуатації електролізера.

Швидша ізоляція несправностей: запобігає зворотному займанню водню або пошкодженню електролізера через відключення живлення.

Цілодобова безперебійна робота: Виробництво водню – це безперервний процес, що ставить надзвичайно високі вимоги до надійності шафи випрямляча. Середній час напрацювання між відмовами (MTBF) є ключовим показником.

5. Потужна підтримка мережі

Високоякісна електроенергія: Передова технологія випрямлення ефективно пригнічує гармоніки, досягаючи високого коефіцієнта потужності та зменшуючи забруднення мережі. У деяких конструкціях вона навіть може мати певну здатність компенсації реактивної потужності, забезпечуючи підтримку енергомережі.

6. Модуляризація та масштабованість

Розширення будівельних блоків: Проекти водневої енергетики зазвичай будуються поетапно. Система випрямлячів має модульну конструкцію, що дозволяє легко розширюватися шляхом додавання силових модулів, подібно до будівельних блоків, для задоволення потреб у майбутньому збільшенні потужності та зменшення початкових інвестиційних витрат.

Резервування N+X: У великомасштабних проектах виробництва водню кілька силових модулів з'єднуються паралельно, а резервні модулі (X) налаштовуються для забезпечення гарячої заміни, технічного обслуговування та резервування системи, що забезпечує доступність усієї установки з виробництва водню.

Короткий зміст: Розташування корпусу випрямляча для виробництва електролізного водню

Порівняно з традиційними шафами випрямлячів, шафа випрямлячів для виробництва електролізного водню еволюціонувала від простого джерела живлення постійного струму до системи перетворення та керування енергією, що інтегрує передові технології силової електроніки, цифрове інтелектуальне керування та функції управління енергією.

Його основна цінність полягає в:

Зниження витрат: Зменшення споживання енергії на одиницю виробництва водню завдяки надзвичайній ефективності.

Підвищення ефективності: Максимізація поглинання коливальної зеленої електроенергії завдяки широкому діапазону та можливостям швидкого реагування, покращення загальної операційної ефективності системи виробництва водню.

Забезпечення безпеки: забезпечення безпечного та надійного енергетичного ядра для всієї системи виробництва водню.

Сприяння інтеграції: слугуючи мостом, що з'єднує відновлювану енергетику та кінцеве використання хімічної продукції, це ключовий елемент обладнання для побудови нової енергетичної системи.