兩個案例，了解ALK電解水制氫

發布日期：2021/6/13    Tag：ALK電解水制氫

電解水制取氫氣

是一種清潔、高效、可持續的制氫技術

其制氫工藝成熟，氫純度高

為緩解溫室效應，加快能源綠色轉型

國內正在陸續建設一批規模化的

風力發電廠、太陽能光伏發電廠……

▲風電項目

在這些大規模可再生能源發電項目中

電解水制氫技術是具潛力的成熟技術之一

特別是ALK電解水制取技術

安全可靠、運行壽命長、經濟性能好

也比較適用于可再生能源發電廠

配套的大規模氫能項目

相對PEM資質交換膜電解水制氫和固體氧化物電解水制氫，ALK電解水制氫技術醇熟，目前在市場上已有較多應用實例，可靠性強。

下面通過兩個案例，一起來了解一下ALK電解水制氫。

|01 在傳統電廠中的應用

以某2*660MW機組燃煤電廠為例：根據基礎數據和《發電廠化學設計規范》規定，計算出制氫設備配置方案。

方案一：1套10Nm3電解水制氫系統

電解水制氫站總占地約33m×37m，周圍設有不低于2.5m的實體圍墻，圍墻內分為電解水制氫車間和貯存罐區。

其中，電解水制氫車間包括電解間、輔助間、壓縮間、配電間和控制間。

（1）電解間：電解槽、氫分離器、氧分離器、氫洗滌器、氧洗滌器、氫冷卻器、氧冷卻器、氫氣水分離器、氧氣水分離器、氫排水器、氧排水 器、脫氧干燥/純化器、堿液循環泵、堿液冷卻器、堿液過濾器等，1 套氮氣瓶組。

（2）輔助間：堿液箱、除鹽水補水箱、補水泵等。

（3）壓縮間：1臺流量為10Nｍ3/h，出口壓力為3.2MPa的氫氣壓縮機，氫氣緩沖罐，1套進口壓力為3.2MPa，出口壓力為0.8MPa的氫氣分配盤等。

（4）配電間：配置配電柜、整流柜。

（5）控制間：制氫控制柜、DCS控制柜。

（6）室外貯存罐區：4臺標準水容積為13.9m3，充氫壓力為3.2MPa 的氫氣貯存罐，1臺氣動閥門用壓縮空氣貯存罐。

電解水制氫車間與貯存罐區間隔16m，滿足規范所要求的安全距離。

電廠“氫氣自制”，可不受周邊有無可靠、合格外購氫氣的限制，為電廠的氫冷發電機持續提供可靠且滿足發電機純度、濕度要求及用量的氫氣。

------------------------------------

|02 在可再生能源發電項目中的設計

以某300MW風力發電/太陽光發電廠為例：根據基礎數據，測算出制氫設備配置方案，如下。

方案二：6套1000Nm3電解水制氫系統

電解水制氫站總占地約129m×103m，周圍設有不低于2.5m的實體圍墻，圍墻內分為電解水制氫車間和長管拖車充裝站。

電解水制氫車間：包括電解間、輔助間、壓縮間、氮氣瓶間、除鹽水制備間、空壓機間、變壓器間、整流柜間和控制間。

（1）電解間：6套1000Nｍ3/h的電解水制氫裝置及附屬設備，每套包括電解槽、氫分離器、氧分離器、氫洗滌器、氧洗滌器、氫冷卻器、氧冷卻器、氫氣水分離器、氧氣水分離器、氫排水器、氧排水器、脫氧干燥/純化器、堿液循環泵、堿液冷卻器、堿液過濾器等。

（2）輔助間：每2套制氫裝置共用1套輔助設備， 每套輔助設備包括堿液箱、除鹽水補水箱、補水泵等。

（3）壓縮間：7臺流量為1000Nｍ3/h，出口壓力為20MPa的氫氣壓縮機，6 用1備；配置2臺氫氣緩沖罐。

（4）氮氣瓶間：3套氮氣瓶組，每2套制氫裝置共用1套氮氣瓶組。

（5）除鹽水制備間：3套出力為4t/h的除鹽水制備裝置，2用1備；并配置1 臺100m3除鹽水箱，滿足制氫設備連續運行12h除鹽水用量。

（6）空壓機間：1套氣動閥門用壓縮空氣制備和貯存裝置，包括2臺空壓機，1套過濾凈化裝置和2臺壓縮空氣貯存罐。

（7）變壓器間：變壓器。

（8）整流柜間：整流柜。

（9）控制間：制氫控制柜和DCS控制柜布置在。

長管拖車充裝站：長管拖車充裝站為敞開式建筑，上部設有頂棚。

配置15臺標準水容積為37 m3，充氫壓力為20MPa的氫氣魚雷貯存罐，并配3輛專用魚雷貯存罐長管拖車，用于向各加氫站和氫氣用戶運輸高壓氫氣。

電解水制氫車間與長管拖車充裝站間隔40m，滿足規范所要求的安全距離。

電解水制氫可以與集中式光伏/風電等電站配合使用，減弱可再生能源波動性對電網的沖擊，有利于可再生能源的大規模消納。

|03 寫在最后

目前，電解水制氫技術的發展以能耗、穩定性等性能的提升為主要目標，以便提高與可再生能源的匹配性，降低氫氣成本，為電解水制氫的推廣應用奠定基礎。

參考文獻：

{1}李鵬 肖建群《電解水制氫在電廠和氫能項目的設計應用》南方能源建設2020,7(2)41-45

2}叢琳 王楠 李志遠 李娜 周喜超 《電解水制氫儲能技術現狀與展望》電器與能效管理技術2021,8(20)1-7,28