氫能源讓我們看到了美好的未來，但是目前的產(chǎn)業(yè)瓶頸也亟待解決，這需要技術(shù)的不斷更新和完善。

這里，我們討論了如何通過優(yōu)化質(zhì)量流量和壓力儀表來提高燃料電池測試裝置的效率。

Tip 1

優(yōu)化流量控制穩(wěn)定性

保持對(duì)入口氣體流量的穩(wěn)定控制可防止燃料電池功率輸出波動(dòng)，盡可能地減少變化變量，簡化測試，這點(diǎn)非常重要。在某些情況下，質(zhì)量流量控制器 (MFC) 保持設(shè)定值的能力甚至比精度或可重復(fù)性更為重要。

選擇適合控制閥

確保穩(wěn)定質(zhì)量流量控制的一種策略是選擇適合閥門，這需要在控制穩(wěn)定性和壓損之間取得平衡。例如，一個(gè)大的閥門往往比一個(gè)更小、更具限制性的閥門產(chǎn)生更低的壓損——但它也會(huì)導(dǎo)致控制穩(wěn)定性和分辨率降低。

適合的閥門必須足夠大以在打開時(shí)達(dá)到滿量程流量，并且足夠小以在低流速下保持分辨率。一個(gè)簡便的經(jīng)驗(yàn)法則是使用容量為50%-75%左右的閥門，以防操作條件最終發(fā)生變化。

同一臺(tái) MFC 流動(dòng)氫氣和其他氣體

對(duì)于使用一個(gè)MFC來流動(dòng)多種氣體(例如氫氣、空氣或氮?dú)?的應(yīng)用來說，緊密的閥門調(diào)整可能會(huì)出現(xiàn)問題。在這種情況下，因較高分子量的氣體可能無法提供必要的壓降，而達(dá)到滿量程流量。這個(gè)問題必須解決，因?yàn)槌隹谕ǔＶ苯舆M(jìn)入燃料電池系統(tǒng)，系統(tǒng)壓力也必須嚴(yán)格控制。

在尋找可用于多種氣體和條件的調(diào)節(jié)設(shè)備時(shí)，通常值得犧牲窄閥門的調(diào)節(jié)以支持多功能性。

Tip 2

調(diào)節(jié)燃料電池系統(tǒng)壓力

保持入口氣體流量和燃料電池系統(tǒng)壓力至關(guān)重要。由于流量和壓力之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系，這可能會(huì)很困難。

Alicat 質(zhì)量流量儀表集成了壓力傳感器，因此可以在控制質(zhì)量流量的同時(shí)監(jiān)測壓力。這對(duì)于配置上游閥門非常有用，但某些系統(tǒng)需要配置下游閥門。在這種情況下，壓力傳感器測量的是上游供應(yīng)氣體的壓力，而不是燃料電池堆的壓力。

維持系統(tǒng)壓力的一種解決方案是嚴(yán)格控制燃料電池入口處的氣體流量，并調(diào)節(jié)出口處的背壓。在此過程中，重要的是要確保設(shè)備安全免受高溫和潮濕的影響。有幾種方法可以實(shí)現(xiàn)，可以使用不銹鋼儀表和傳感器，或者甚至使用遠(yuǎn)程排氣閥，可以將閥放置在管道中的某個(gè)位置，遠(yuǎn)離電子設(shè)備。

圓頂加載的機(jī)械背壓調(diào)節(jié)器在測試條件下也能很好地工作，特別是對(duì)于多相流體。通過使用 Alicat 雙閥壓力控制器作為提供先導(dǎo)壓力的氣動(dòng)子系統(tǒng)，可以提高性能和控制分辨率。

Tip 3

確保與高濕度條件兼容

保持燃料電池堆中的氣體濕度，確保均勻發(fā)電并保持系統(tǒng)健康。不幸的是，高濕度氣體會(huì)損壞質(zhì)量流量儀表并降低測量精度。因此，氣體加濕系統(tǒng)通常放置在燃料電池入口處 MFC 的下游。這一點(diǎn)，加上系統(tǒng)溫度高，使得測量廢氣的質(zhì)量流量特別棘手。

科里奧利質(zhì)量流量技術(shù)是一種可行的解決方案。當(dāng)然，最終目標(biāo)是使氫氣技術(shù)具有可發(fā)展性和降低成本，因此可根據(jù)系統(tǒng)要求，選擇更實(shí)惠、精度低些的科里奧利設(shè)備。

Tip 4

通過易于使用的儀表簡化故障排除

質(zhì)量流量和壓力儀表易于閱讀的電子顯示屏幕簡化了故障排除和優(yōu)化。標(biāo)準(zhǔn)的Alicat儀表攜帶電子屏幕可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制。

可快速輕松地在屏幕上完成各項(xiàng)設(shè)置、控制和氣體成分選擇等選項(xiàng)。

Tip 5

精準(zhǔn)測量氣體混合物

在氫氣系統(tǒng)測試的早期階段，通常會(huì)用不同的氣體混合物進(jìn)行試驗(yàn)。這要求質(zhì)量流量控制器除了可應(yīng)用必要的氣體外，還需兼容更多的氣體。Alicat 儀表經(jīng)過校準(zhǔn)，可以可靠地流動(dòng) 98 種以上的氣體（包括自定義混合物），因此可以輕松用于燃料電池氣體混合物測試。它們還可以在 0.01% 到 99% 的滿量程范圍內(nèi)運(yùn)行，這意味著即使在按比例放大過程中，也經(jīng)常可以使用同一臺(tái)儀表。這簡化了燃料電池系統(tǒng)并極大限度地降低了總成本。

Tip 6

防止泄漏

氫氣價(jià)格昂貴，對(duì)安全構(gòu)成諸多風(fēng)險(xiǎn)，因此防止泄漏至關(guān)重要。控制器的比例控制閥存在泄漏的特殊風(fēng)險(xiǎn)，尤其是在流動(dòng)小分子（如氫氣）時(shí)。ASCO 閥門是一個(gè)很好的解決方案，因?yàn)樗鼈兙哂休^高的泄漏率。它還可以用于所有質(zhì)量流量和壓力儀表的氦泄漏測試，因?yàn)檫@可以較大程度地確保您的設(shè)備無泄漏。

Tip 7

最小化測試臺(tái)占用空間

在擴(kuò)大試驗(yàn)臺(tái)的規(guī)模時(shí)，空間可能會(huì)成為一個(gè)問題。在更高的流量下，一般熱式流量計(jì)安裝需要長直管段。相比之下，層流差壓質(zhì)量流技術(shù)可以放置在任何管道布局中，而無需長而直的管道。因此，Alicat 儀表的價(jià)值在于它們能夠限度地減少測試臺(tái)占用空間。

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