Honeywell Оборудование для сжигания водорода Техническая спецификация

Бренд: Honeywell

Модель: Оборудование для сжигания водорода

Тип: Техническая спецификация

Edition 11.23

• Практически любая арматура может работать на 100 %

водороде.

• Большинство горелок можно использовать при концентрации

водорода до 50 %.

• Может использоваться для установок с большим сроком

эксплуатации.

Оборудование для сжигания водорода H2

ТЕХНИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Оборудование для сжигания водорода · Edition 11.23 · RU

Содержание

Содержание.................................2

1 Использование водорода....................3

2 Сертификация .............................4

3 Совместимость с водородом ................5

3.1 Арматура и принадлежности.................5

3.2 Горелки .................................6

4 Герметичность ............................. 7

5 Расчет номинального диаметра ..............9

6 Информация по проектированию ...........10

6.1 Основы горения при добавлении водорода к

природному газу ............................10

6.2 Перенастройка существующих систем горелок 10

6.3 Контроль и управление горелками с

применением водорода ....................... 11

Для дополнительной информации ............12

Использование водорода

Оборудование для сжигания водорода · Edition 11.23 · RU

1 Использование водорода

Значение водорода как климатически нейтрального

поставщика энергии растет.

Honeywell Thermal Solutions поставляет вам 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. В этой

форме он характеризуется гораздо более высокой

реакционной способностью по сравнению с обычными

молекулами H2. Так называемое водородное охрупчи-

вание, например, вследствие проникновения атомар-

ного водорода в металлы под воздействием высоких

давлений, высоких температур, вибраций и кислоты,

может быть исключено для оборудования, указанного

в данной Технической информации.

Из-за низкой плотности по сравнению с природным

газом водород может легче выходить наружу, напри-

мер, в местах соединений.

Вся арматура и горелки, подходящие для использова-

ния водорода, см. стр. 5 (Совместимость с водоро-

дом).

Дополнительная информация о герметичности, см.

стр. 7 (Герметичность).

100 % природный газ Соотношение природный

газ/водород 40/60

Соотношение природный

газ/водород 20/80

100 % водород

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

Сертификация

Оборудование для сжигания водорода · Edition 11.23 · RU

2 Сертификация

В настоящее время в соответствии с Регламентом

«Оборудование, работающее на газовом топливе»

(GAR) (EU) 2016/426 не существует базы тестирования

для водорода.

Здесь Honeywell работает в CEN TC 58 (Европейский

технический комитет по стандартизации) над адаптаци-

ей существующих норм к среде H2 (например, EN161

Предохранительные клапаны).

Действующие прикладные нормы ISO13577 и EN746

для термообрабатывающего оборудования или EN676

и ISO22967 для газовых горелок с вентиляторами не

содержат никаких заявлений о водороде. Однако в на-

стоящее время для внесения изменений обсуждается

вопрос о том, какие дополнительные правила будут

включены для горючих газов с высоким содержанием

водорода.

Этот процесс стандартизации может продолжиться и

до следующего года.

Совместимость с водородом

Оборудование для сжигания водорода · Edition 11.23 · RU

3 Совместимость с водородом

3.1 Арматура и принадлежности

Тип Название 100 % H2

Запорные шаровые краны и фильтры

AKT Краны запорные шаровые √

TAS Термозащитные устройства √

GFK Фильтры газовые √

Регуляторы давления

J78R Регуляторы давления √

GDJ Регуляторы давления √

VGBF Регуляторы давления √

JSAV Клапаны предохранительные запорные √

VSBV Клапан предохранительный сбросной √

VAR Регуляторы давления √

GIK, GIK..B Регуляторы соотношения давлений √

GIKH Регуляторы соотношения давлений √

Клапаны и затворы

VAS Клапаны запорные электромагнитные √

VCS Клапаны запорные сдвоенные √

VAD Устройства многофункциональные (клапа-

ны с регулятором давления) √

VAG Устройства многофункциональные (клапа-

ны с регулятором соотношения давлений) √

VAH Устройства многофункциональные (клапа-

ны с регулятором соотношения давлений) √

VRH Регуляторы расхода √

VAV Устройства многофункциональные (клапа-

ны с регулятором соотношения давлений) √

VBY Клапаны запорные √

VMV Задвижки регулирующие √

VMO Расходомеры диафрагменные √

VMF Модули фильтрующие √

VGP Клапаны запорные √

Тип Название 100 % H2

VG Клапаны запорные √

VAN Клапаны запорные нормально открытые √

VK Клапаны запорные моторные √

BVG, BVGF Затворы дисковые для газа √

VFC Клапаны регулирующие √

VR4xx Клапаны запорные √

VRB Клапаны запорные √

V4730, V8730 Клапаны запорные √

VMU Смеситель

RV Клапаны регулирующие √

Датчики-реле давления

DG Датчики-реле давления √

C6097 Датчики-реле давления √

C60VR Датчики-реле давления √

DGM Датчики-реле давления √

Компоненты розжига и контроля

UVS УФ датчики √

UVC 1 УФдатчики пламени √

Принадлежности

KFM, RFM Манометры показывающие √

GEH, GEHV Краны регулирующие √

DH Клапаны предохранительные √

DMG Реле давления электронный √

EKO Компенсаторы из нержавеющей стали √

ES Шланги из нержавеющей стали √

GRS, GRSF Клапаны обратные предохранительные √

Счетчики расхода газа (расходомеры) DM, DE пригод-

ны для применения 20 % водорода.

Совместимость с водородом

Оборудование для сжигания водорода · Edition 11.23 · RU

3.2 Горелки

Тип Название 50 % H2* 30 % H2

ZAI Горелки газовые за-

пальные √ √

ZMI Горелки газовые за-

пальные √ √

ZKIH Горелки газовые за-

пальные √ √

ZIO 40 Горелки газовые за-

пальные √ √

ZT 40 Горелки газовые за-

пальные √ √

ZTA Горелки газовые за-

пальные √ √

ZTI Горелки газовые за-

пальные √ √

BIO, BIC, BIOW, BICW Горелки газовые √ √

BIOA, BICA Горелки газовые √ √

ZIO, ZIC, ZIOW, ZICW Горелки газовые √ √

BIO(W), BIC(W) С горелкой запальной √ √

ZIO(W), ZIC(W) С горелкой запальной √ √

BIC..MB Горелки газовые

BICR Горелки газовые √ √

GLG, GLA, GLH Горелки газовые √ √

ECOMAX Горелки газовые √ √

ThermJet Горелки газовые √** √**

Wide Range Горелки газовые √

Uni-Rad-Vilvoorde Горелки газовые √ √

PrimeFire FH (Next Gen) Горелки газовые √ √

OxyTherm 300 Горелки газовые √ √

OxyTherm LE Горелки газовые √ √

PrimeFire 100 Горелки газовые √ √

OxyTherm FHR Горелки газовые √ √

OxyTherm Titan Горелки газовые √** √**

NP-RG Горелки газовые √** √**

LV Airflo Горелки газовые √** √**

Тип Название 50 % H2* 30 % H2

Combustifume Горелки газовые √** √**

HC Airflo Горелки газовые √ √

OvenPak 400 Горелки газовые √**

OvenPak 500 Горелки газовые √

ValuPak II Горелки газовые √**

UnoPak Горелки газовые √**

MegaFire HD Горелки газовые √**

Kinemax Горелки газовые √ √

* Более высокая концентрация водорода по запросу

** Указанное количество водорода может быть сожжено при незначи-

тельной регулировке горелки и после проверки применения.

Герметичность

Оборудование для сжигания водорода · Edition 11.23 · RU

4 Герметичность

Из-за небольшого размера молекул и непостоянной

динамической вязкости водорода (H2) величины утечек

изменяются по сравнению с метаном (CH4).

Внутренняя и внешняя герметичность по EN 13611

Газовые приборы должны быть герметичными и соот-

ветствовать указанным в EN13611 величинам утечек

воздуха.

Номиналь-

ный диаметр Среда

Внутренняя

герметичность

[см3/ч]

Внешняя герме-

тичность

[см3/ч]

DN < 10 Воздух ≤ 20

10 ≤ DN ≤ 25 Воздух ≤ 40

25 ≤ DN ≤ 80 Воздух ≤ 60

80 ≤ DN ≤ 150 Воздух ≤ 100 ≤ 60

150 ≤ DN ≤

250 Воздух ≤ 150 ≤ 60

Предписанные EN 13611 величины утечек соблюдают-

ся, если примесь H2 составляет менее 10% .

В следующей таблице приведены рассчитанные вели-

чины утечек для 100 % водорода (H2):

Номиналь-

ный диаметр Среда

Внутренняя

герметичность

[см3/ч]

Внешняя герме-

тичность

[см3/ч]

DN < 10 Водород (H2) ≤ 25

10 ≤ DN ≤ 25 Водород (H2) ≤ 80

25 ≤ DN ≤ 80 Водород (H2) ≤ 120

80 ≤ DN ≤ 150 Водород (H2) ≤ 200 ≤ 120

150 ≤ DN ≤

250 Водород (H2) ≤ 300 ≤ 120

При использовании 100 % H2 или примеси H2 более 10

% соблюдение норм утечки по EN13611 не гарантиру-

ется из-за малой плотности и непостоянной динами-

ческой вязкости водорода. Пригодность применения

для работы с газоводородными смесями с долей водо-

рода ≥10% должна быть определена с помощью

оценки риска.

Сапуны датчиков-реле давления и регуляторов

давления по EN 13611

Сапуны газовых приборов с мембранами, не осна-

щенными соединением для сбросной трубы, должны

быть сконструированы таким образом, чтобы в случае

повреждения мембраны выходило не более 70 дм3/ч

воздуха при самом высоком давлении на входе. Этот

объем воздуха в 70 дм3/ч соответствует утечке 100

дм3/ч природного газа (CH4) или 270 дм3/ч водорода

(H2) в случае повреждения.

Пределы взрываемости

Газовая смесь нижний предел [% об.] верхний предел [%

об.]

H24,0 77

CH44,4 16,5

При использовании водорода нижний предел взрывае-

мости достигается быстрее.

Герметичность

Оборудование для сжигания водорода · Edition 11.23 · RU

Расчет расхода

В случае "турбулентного потока", например, в сапу-

не, расход может быть рассчитан через соотношение

плотности:

коэффициент преобразования из соотношения плот-

ности (базовый параметр – воздух):

Среда Плотность [кг/м3]Коэффициент пре-

образования

Воздух 1,29 1

Природный газ типа H 0,81 1,3

H20,09 3,79

Перед пуском в эксплуатацию необходимо проверить

герметичность систем. Помимо приборов, проверяют-

ся также резьбовые и фланцевые соединения.

Расчет номинального диаметра

Оборудование для сжигания водорода · Edition 11.23 · RU

5 Расчет номинального диаметра

Веб-приложение для расчета номинального диаметра

можно найти по адресу www.adlatus.org.

Соответствующую плотность для водорода или сме-

сей водорода с природным газом необходимо ввести

вручную.

Информация по проектированию

Оборудование для сжигания водорода · Edition 11.23 · RU

6 Информация по проектированию

6.1 Основы горения при добавлении

водорода к природному газу

Теплота сгорания смесей природного газа и водорода

значительно снижается с увеличением примеси H2, т.е.

для получения одинаковой тепловой мощности требу-

ется больший расход газа. Из-за низкой плотности во-

дорода число Воббе снижается значительно меньше,

но, тем не менее, для достижения такой же мощности

давление газа должно быть на 65% выше. Рекоменду-

емая скорость потока 20-30 м/с для природного газа

должна соблюдаться и для примесей H2.

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.

Потребность в воздухе для горения снижается с уве-

личением примеси H2, т.е. для данной системы нет до-

полнительного риска от избытка газа с примесью H2.

Однако, если настройка горелки остается неизменной,

избыток воздуха увеличивается до 45%, поэтому не-

обходимо проверить, может ли горелка стабильно ра-

ботать при более высокой примеси H2.

Адиабатическая температура горения и температура

пламени увеличиваются с увеличением примеси H2.

Это увеличивает термическое образование NOX и,

особенно начиная примерно с 50% примеси H2, начи-

нается экспоненциальное увеличение выбросов NOX,

что делает необходимыми дополнительные меры по

снижению NOX, например, за счет увеличения избытка

воздуха или выбора подходящих горелок с низким вы-

бросом NOX.

6.2 Перенастройка существующих систем

горелок

При добавлении 10-20% водорода к природному газу

обычно требуется выполнить только настройку горе-

лок, особенно для решений с низким выбросом NOX,

где точная регулировка соотношения газ/воздух имеет

решающее значение.

При переменном количестве подмешиваемого водоро-

да необходимо использовать расширенный контроль

соотношения газ/воздух.

При более высоком содержании водорода необходимо

выбрать горелку, подходящую для данного типа газа.

Информация по проектированию

Оборудование для сжигания водорода · Edition 11.23 · RU

6.3 Контроль и управление горелками с

применением водорода

Контроль пламени при применении чистого водорода

или примеси водорода к природному газу более 95%

по физическим причинам может осуществляться толь-

ко с помощью УФ датчиков, но не с помощью иониза-

ции.

Ввиду значительно более высокого предела взрывае-

мости водорода по сравнению с природным газом, в

отдельных случаях необходимо проверить, требуется

ли продувка газопровода между запорным клапаном

и горелкой после выключения горелки (закрытия ав-

томатических запорных клапанов). При определенных

обстоятельствах возможно образование воспламеня-

ющейся смеси между горелкой и запорным клапаном

и проскок пламени в газопроводе при повторном пу-

ске горелки. В любом случае, запорные клапаны для

водорода должны располагаться как можно ближе к

горелке, чтобы минимизировать риск образования по-

тенциально воспламеняющейся смеси.

Оборудование для сжигания водорода · Edition 11.23 · RU

Ассортимент продукции Honeywell Thermal Solutions включа-

ет Honeywell Combustion Safety, Eclipse, Exothermics, Hauck,

Kromschröder и Maxon. Чтобы узнать больше о нашей продукции, по-

сетите сайт ThermalSolutions.honeywell.com или свяжитесь с вашим

продавцом-консультантом компании Honeywell.

Elster GmbH

Strotheweg 1, D-49504 Lotte

T +49 541 1214-0

[email protected]

www.kromschroeder.com

Для дополнительной информации

Возможны изменения, служащие

техническому прогрессу.

Honeywell Оборудование для сжигания водорода Техническая спецификация

Бренд: Honeywell

Модель: Оборудование для сжигания водорода

Тип: Техническая спецификация

Скачать PDF

сообщить о нарушении

Honeywell Оборудование для сжигания водорода Техническая спецификация

Honeywell Оборудование для сжигания водорода Техническая спецификация

Модели других брендов