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中国石油化工股份有限公司江汉油田分公司2023-2024年江汉涪陵仪表阀及仪表管件框架采购协议仪表阀及仪表管件招标公告

2023-07-20 09:34

中国石油化工股份有限公司江汉油田分公司2023-2024年江汉涪陵仪表阀及仪表管件框架采购协议仪表阀及仪表管件招标公告

2023-07-20 09:33

上阀股份通过2023年度上海市科技小巨人（含培育）企业综合绩效评价

2023-07-19 16:25

单日中标超1亿！良工阀门集团成功斩获多项重大合同项目，客户见证实力！

2023-07-19 16:25

IMI Critical Engineering 阀门技术可降低压缩机喘振风险

2023-07-19 16:25

二等奖！川仪调节阀“复杂扰动高精度特种控制阀关键技术及应用”

2023-07-18 11:13

【阀门选型】用于交通运输领域的氢阀选型

来源：世展网分类：泵阀门行业资讯 2023-06-01 11:18 阅读：*****

2025第十七届上海国际石油化工泵、阀门及管道展览会CPVF

2025-06-05-06-07

展会结束

阀门选型如果相关设备和部件的选型合理，氢气可能会成为未来交通运输领域的燃料。作者：Chuck Hayes世伟洛克（Swagelok）清洁能源部主任应用工程师

出于对二氧化碳排放的顾虑，各行各业逐步开始弃用传统的内燃机引擎，这意味着必须为车辆找到足够环保的动力。其中最有潜力的当属氢。它不仅安全、成本效益高，而且具有较强的可行性和可持续性。为了促成氢的广泛应用，氢能源汽车的流体系统以及加氢站设备，都必须采用最优质的材料。

上述系统中的所有设备，都必须具有良好的密封性能，而且需要在数年甚至数十年内经久耐用。但并非所有设备都有如此卓越的性能。氢的特性决定了它对材料的极大挑战，相关设备必须达到特定的性能标准。。

作为相关设备中非常重要的一大类，阀门在车辆和加氢站设备内控制着氢的流动。选择最合适的阀门，显然是确保设备正常运行和保护现场人员的关键前提。

氢燃料系统的优势和难点氢的危害性远低于其它燃料，因为它无毒。如果处置得当，它的挥发性也低于其它化合物。此外，氢燃料汽车会根据相关标准配置专门的安全设备，确保性能安全可靠。和传统的汽油不同，氢气的比重非常轻，即使发生泄漏也会迅速上升并消散，因此导致地面火灾的可能性极低。不仅如此，氢气生产的可持续性远远高于化石能燃料。原电池消耗氢气时不会排放二氧化碳或其它任何烃类物质。唯一的产出物就是能量和纯水。所以氢可以降低全球温室气体排放，有效地缓解全球气候变化。然而尽管和碳基燃料相比有诸多优势，氢能源对车辆和加氢站设备的要求也很苛刻。氢分子的体积非常小。而且随着存放条件的变化，例如在氢能源车辆的相关系统中或在加氢站设备中，它的压力会急剧变化。因此只要是与氢有关的系统，其中所有设备的密封性能都起着决定性作用。如果氢气泄漏，就可能给终端用户带来潜在的安全风险，尤其是在加注液氢的过程中。此外，车辆或储存系统的泄漏，会导致整个系统的效率下降。如果设备的材质是劣质的不锈钢，可能会被高压下的氢分子渗入，进而造成一种所谓的氢致脆裂现象。如果不加以处置，氢脆现象会加速导致设备出现裂缝，进而给设备带来泄漏的潜在风险。氢阀的性能必须始终保持正常既然阀门在流体系统中的角色如此关键，那就必须针对应用工况，谨慎考虑相应的技术规格。用氢燃料系统中的阀门在确定技术规格时，必须考虑到以下因素：- 压力：当氢储存于不同场合时，例如车辆的液氢燃料箱、输配管道和加氢站储罐，为了达到特定的密度，必须将其压力保持在350-700巴之间。- 应力和震动：系统必须能承受高车速、颠簸路面，以及各种不利的环境因素，例如恶劣天气、腐蚀性物质和温度变化。- 安全：加氢站必须确保普通用户都能安全地操作。- 维护保养：技师必须能方便快捷地安装和改造密封接头。所有氢阀都必须满足上述条件，以便确保阀门的性能始终保持在最佳状态。无论是车辆上的流体系统还是加氢站设备，所有接头、关断和调节节点的密封性能都很关键。氢燃料系统中的阀门必须能承受所有可能面临的苛刻工况，无论是何种应用场合。01

图1：为了保护氢级设备终端用户的安全，球阀阀杆的密封元件必须采用耐久、耐磨的材质。图片版权：2023，世伟洛克图2：开、关氢工况中的针阀需要极大应力，意味着选用的阀门必须能长期承受巨大压力。图片版权：2023，世伟洛克图3：加氢站的压缩机会配置止回阀以便防止过多的回流，而回流可能导致用户面临不必要的安全风险，因此它具有非常重要的安全功能。图片版权：2023，世伟洛克氢级球阀氢燃料系统利用球阀的开和关来控制流体从系统的某处流向另一处。如果指定在特定场合使用球阀，那就要采用阀杆密封能长期耐磨损的阀门（图1）。直接载荷式固定球阀可能会是非常好的选择。它的结构设计使得每次开、关阀门时，都能保持有效的密封。另外，底部载荷式阀门设计可以防止阀杆脱出，意味着可以提升整个系统的安全性。有经验的阀门供应商可以针对特定应用场合，推荐最合适的阀门类型。有些球阀具有双通或三通功能、不同的安装选择，还能根据特地需求定制阀门的流率系数。补充一点，必须确保选用的阀门能在氢燃料系统内和其它设备、部件相互兼容。氢级针阀如果需要以极高精度调节系统内氢的流率，针阀可能比球阀更合适。和球阀一样，选型时也有几项因素是重要的考量。首先是针阀属于全金属结构，需要极大应力才能妥善密封（图2）。如果选用的针阀不能承受密封所需的应力，阀针就可能变形，甚至连阀座也可能变形。这将产生阀门泄漏的风险，而且维修成本很高。其次，阀门开、关以及密封所需的应通常来自大型气动执行器，在每次两分钟左右的操作过程中，它会使针阀承受极高的压力。面对上述使用工况，针阀需要采用优质316不锈钢，它不易变形且经久耐用。并非所有针阀都能达到普通氢级工况的磅级，或者说不一定能承受350-700巴的压强。专业性强的供应商应该告知客户每款针阀的磅级，并确保与其它氢级设备相互兼容。氢级止回阀为了防止管路中出现过量的回流，加氢站都会依靠止回阀来实现核心安全功能。和常规应用场景中的止回阀不同，氢级止回阀要面对更为苛刻的工况。例如，止回阀内通常会有弹簧，而且经过了应变硬化处理，如果不是采用优质316不锈钢，就更容易发生氢致脆裂并丧失延展性。如果是应用于加氢站设备的流体系统，止回阀通常会面临压力和温度的大幅度、快速变化，从而使阀门密封元件承受巨大应力。这就是为什么和加氢站其它设备相比，止回阀更适用于氢气压缩机。此外，阀门材质的全面完好性，以及与系统内其它设备的兼容性都非常关键。对氢级应用具有专业经验的供应商应该有能力对此提供参考意见。阀门选型为何事关大局随着氢能源移动出行市场的逐步扩大，车辆及加氢站的安全性、可靠性和耐用性越发显得重要。如果缺乏专门的行业标准，市场的长期可持续发展将成问题。只有妥善选择相关设备，并明确相应的技术规格，才能使氢能源充分发挥市场潜力，进而取代传统的化石能源。对于流体系统设备供应商的选择，建议查看其能否提供种类广泛的氢级专用球、针、止回阀。同时查看其能否提供用于提升系统整体安全性的附加设备或配件，以便操作人员和用户能在更加安全可靠的情况下使用设备。供应商应该具备与氢工况相关的专业知识，以便在系统集成的过程中为制造商提供指导，确保安装在加氢站内的设备能承受严酷的工况。

本文的原版已发布于世伟洛克视点博客（ Swagelok Reference Point blog）：www.swagelok.com/en/blog/hydrogen-valves-what-tolook-for#

来源：阀门世界亚洲

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