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氫氣也可做清潔能源？FLIR熱像儀助力監測氫氣火焰研究
2024-05-15 17:16:39
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為了可再生能源的多樣化,氫氣在世界范圍內受到新的和越來越多的關注。例如,在歐洲,氫被認為是實現歐洲綠色協議和清潔能源轉型的關鍵優先事項。它可以用作原料、燃料或能源載體和儲存,在工業、運輸、舊建筑和電力領域有許多可能的應用。
歐洲成員國已經在試驗如何重新利用現有的天然氣配送網絡,將氫氣帶給消費者。但氫氣是一種高度易燃的氣體,因此他們還需要配備正確的工具來檢測氫氣泄漏并及時發現氫氣火焰,其中一種工具就是紅外熱像儀。
與其他可再生能源不同,氫氣有可能被大量儲存以備后用
1可大量長時間儲存的綠色能源
盡管氫被視為清潔能源載體,但它并不總是以清潔的方式生產。有幾種方法可以產生氫氣。灰氫是由化石燃料(甲烷)通過蒸汽重整的過程產生的,其中會導致二氧化碳(CO?) 的排放。 藍色氫氣也依賴于這一原理,盡管在此過程中排放的CO?中有80%至90%被捕獲并儲存在地下。顧名思義,綠色氫氣是最環保的制氫方式,這是通過電解完成的,也就意味著使用可再生電力將水分解成氫氣和氧氣。
從環境和氣候的角度來看,氫的優勢在于:當在太陽能和風能資源豐富的時候生產時,可再生的“綠色氫”可以支持世界的電力需求,提供長期和大規模的儲存。氫氣的儲存潛力對電網特別有利,因為它不僅可以大量儲存可再生能源,而且可以長期保存。
2氫氣被使用的可能性得到驗證
盡管氫氣具有綠色能源的所有潛力,但問題仍然存在,一旦生產氫氣,如何有效地輸送到消費者或大量使用?到目前為止,建立專用氫氣管道或輸送基礎設施相關的大量費用一直使市場望而卻步。
近年來越來越受到關注的另一種選擇是將現有的天然氣配送網絡改造為氫氣的通道。顯然,氫氣和天然氣具有不同的特性:例如在可燃性、密度和易擴散性方面。盡管兩種氣體的特性不同,但使用天然氣的運輸管道來運輸氫氣,經濟上是可行的。
通過在英國和荷蘭等地的示范項目已經證明:只需進行一些調整,氫氣就可以注入現有的天然氣管道,并輸送到廣泛的終點應用中。
3氫氣輸送管道的轉換過程
在轉換為氫氣網絡期間,如何安全地將現有的天然氣輸送管道改造成氫氣輸送管道并投入使用呢?從實際的角度來看,需要對輸送管道進行氣體清理,需要排出天然氣,引入氫氣。研究表明,氫氣可以用來取代現有天然氣管道中的天然氣,在天然氣被取代后,天然氣輸送管道可以立即重新投入使用,作為氫氣輸送管道。
清理管道時常用的一種技術是燃燒,這是在使用氫氣的工業環境中經常采用的安全措施,該過程包括以可控的方式燃燒掉多余的氫氣。氫氣燃燒通常在維護、泄漏檢測或其他情況(存在無法以可控方式安全儲存或處置的過量氫氣)下進行。
雖然氫氣無毒,但使用氫氣會有特定危險,燃燒氫氣會帶來一定的風險。就像許多其他氣體一樣,氫氣是高度易燃的,在氧氣存在的情況下可以迅速點燃。因此,工作人員應穿戴能夠承受高溫的防護服,并注意溫度條件以免燒燙傷。工作人員還應使用本質安全的工具,以避免火花放電事故。
4紅外熱像儀:監測氫氣火焰的最佳選擇
為了安全地使用氫氣,需要對技術人員進行培訓并使用適當的工具。在火炬燃燒活動中使用氫氣時,肉眼難以觀察氫氣火焰。并且氫氣也非常輕,在露天環境中進行燃燒時,技術人員要警惕由于風吹動氫氣而導致的意外火焰燒燙傷事故。
為確保安全,技術人員在氫氣火炬燃燒過程中需要更好地觀察火焰。通過對比監測氫火炬的傳統常用技術:熱電偶、紫外線 (UV) 傳感器,發現非接觸式檢測的紅外熱像儀是理想的監測工具,因為其他手段不能真正的看到氫氣火焰。雖然氫氣火焰在白天無法看見,但它們確實會發出熱輻射。紅外熱像儀可以檢測這些溫度變化,使技術人員能夠可視化火焰的確切運動并安全地接近氫氣火焰。
使用天然氣和氫氣火炬的測試裝置:使用視覺相機,氫氣火炬幾乎不可見。然而,紅外熱像儀可以根據氫耀斑發出的熱輻射來可視化它們。
紅外熱像儀是任何從事氫氣管道工作或監測氫氣火炬的人不可或缺的工具,主要是因為:
★ 提高了態勢感知能力:熱像儀提供了整個場景的視覺表現,包括氫氣火炬裝置,其提供了更好的態勢感知能力,這對正在進行多個流程的工業環境中尤其有用;
★ 提高了工作人員的安全性:熱像儀讓技術人員能夠在安全距離內監測火焰,非接觸式檢測讓工作人員不必靠近火焰,熱像儀內的檢測傳感器也不需要與火焰進行物理接觸;
★ 觀察溫差:熱像儀讓工作人員能夠看到細微的溫差,這使他們不僅可以檢測火焰,還可以檢測熱點、過熱問題和其他與可能的設備故障有關的潛在問題;
★ 減少誤報:與某些環境中的火焰探測器不同,熱像儀不易出現由陽光、焊接電弧或熱表面等非火焰源引起的誤報;
★ 用途廣泛:除了火焰檢測,熱像儀還可用于電氣檢查、機械檢查等。這種多功能性使其成為高性價比的工具,可用于一系列維護和安全任務。
5 FLIR紅外熱像儀:多款產品可選擇
FLIR紅外熱像儀和聲學成像儀支持技術維護專業人員在氫環境中安全工作。FLIR紅外熱像儀有各種調色板為用戶提供細節豐富的熱圖像,從而增強態勢感知和理解能力,一些適合氫氣火焰監測的產品解決方案包括:
★ 具有無線連接功能的FLIR ONE Edge系列紅外熱像儀和口袋式熱像儀FLIR Cx系列熱像儀,精致小巧的它們能讓你在工作過程中,隨時開啟監測,方便快捷!
FLIR ONE Edge系列 FLIR Cx系列
★ 危險場所用熱像儀FLIR Cx5和FLIR K系列高性能TIC消防用熱像儀,它們讓監測人員在安全距離內監控氫火焰,保障人員和設備的安全。
此外,FLIR產品還允許檢查員通過可視化添加的示蹤氣體(CO?)或可視化泄漏聲音來檢測氣體泄漏。
★ 二氧化碳(CO?) 檢測用光學氣體成像熱像儀FLIR G343和可視化氣體泄漏聲音的FLIR Si2-LD聲學成像儀,它們能幫助監測人員精準定位氣體泄漏的位置,甚至泄漏量!
FLIR紅外熱像儀和聲學成像儀能幫助技術人員,可視化“看不見的”氫氣火焰,提高態勢感知能力,并確保技術人員的安全,未來可再生氫將在能源轉型中發揮關鍵作用,關于上述系列產品在氫氣中的作用,您還有哪些想了解的詳情?可參照官方微信公眾號“菲力爾”。
產品資料可咨詢菲力爾官方服務熱線:400-683-1958,官網:https://www.flir.cn,微信公眾號“菲力爾”,抖音號/視頻號“菲力爾”。
關于Teledyne FLIR
Teledyne FLIR是Teledyne Technologies旗下子公司,是國防和工業應用智能傳感解決方案的優秀領先者,在全球擁有約4000名員工。公司成立于1978年,一直專注于設計、開發、生產、營銷和推廣用于增強態勢感知力的專業技術。通過紅外熱成像、可見光成像、聲波成像、視頻分析、測量和診斷以及先進的威脅檢測系統,幫助專業人士做出更好、更快的決策,拯救生命,改善生活。
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