两个案例，了解ALK电解水制氢
发布日期：2021/6/13 Tag：ALK电解水制氢
电解水制取氢气
是一种清洁、高效、可持续的制氢技术
其制氢工艺成熟，氢纯度高
为缓解温室效应，加快能源绿色转型
国内正在陆续建设一批规模化的
风力发电厂、太阳能光伏发电厂……
▲风电项目
在这些大规模可再生能源发电项目中
电解水制氢技术是具潜力的成熟技术之一
特别是ALK电解水制取技术
安全可靠、运行寿命长、经济性能好
也比较适用于可再生能源发电厂
配套的大规模氢能项目
相对PEM资质交换膜电解水制氢和固体氧化物电解水制氢，ALK电解水制氢技术醇熟，目前在市场上已有较多应用实例，可靠性强。
下面通过两个案例，一起来了解一下ALK电解水制氢。
|01 在传统电厂中的应用
以某2*660MW机组燃煤电厂为例：根据基础数据和《发电厂化学设计规范》规定，计算出制氢设备配置方案。
方案一：1套10Nm³电解水制氢系统
电解水制氢站总占地约33m×37m，周围设有不低于2.5m的实体围墙，围墙内分为电解水制氢车间和贮存罐区。
其中，电解水制氢车间包括电解间、辅助间、压缩间、配电间和控制间。
（1）电解间：电解槽、氢分离器、氧分离器、氢洗涤器、氧洗涤器、氢冷却器、氧冷却器、氢气水分离器、氧气水分离器、氢排水器、氧排水 器、脱氧干燥/纯化器、碱液循环泵、碱液冷却器、碱液过滤器等，1 套氮气瓶组。
（2）辅助间：碱液箱、除盐水补水箱、补水泵等。
（3）压缩间：1台流量为10Nｍ³/h，出口压力为3.2MPa的氢气压缩机，氢气缓冲罐，1套进口压力为3.2MPa，出口压力为0.8MPa的氢气分配盘等。
（4）配电间：配置配电柜、整流柜。
（5）控制间：制氢控制柜、DCS控制柜。
（6）室外贮存罐区：4台标准水容积为13.9m³，充氢压力为3.2MPa 的氢气贮存罐，1台气动阀门用压缩空气贮存罐。
电解水制氢车间与贮存罐区间隔16m，满足规范所要求的安全距离。
电厂“氢气自制”，可不受周边有无可靠、合格外购氢气的限制，为电厂的氢冷发电机持续提供可靠且满足发电机纯度、湿度要求及用量的氢气。
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|02 在可再生能源发电项目中的设计
以某300MW风力发电/太阳光发电厂为例：根据基础数据，测算出制氢设备配置方案，如下。
方案二：6套1000Nm³电解水制氢系统
电解水制氢站总占地约129m×103m，周围设有不低于2.5m的实体围墙，围墙内分为电解水制氢车间和长管拖车充装站。
电解水制氢车间：包括电解间、辅助间、压缩间、氮气瓶间、除盐水制备间、空压机间、变压器间、整流柜间和控制间。
（1）电解间：6套1000Nｍ³/h的电解水制氢装置及附属设备，每套包括电解槽、氢分离器、氧分离器、氢洗涤器、氧洗涤器、氢冷却器、氧冷却器、氢气水分离器、氧气水分离器、氢排水器、氧排水器、脱氧干燥/纯化器、碱液循环泵、碱液冷却器、碱液过滤器等。
（2）辅助间：每2套制氢装置共用1套辅助设备， 每套辅助设备包括碱液箱、除盐水补水箱、补水泵等。
（3）压缩间：7台流量为1000Nｍ³/h，出口压力为20MPa的氢气压缩机，6 用1备；配置2台氢气缓冲罐。
（4）氮气瓶间：3套氮气瓶组，每2套制氢装置共用1套氮气瓶组。
（5）除盐水制备间：3套出力为4t/h的除盐水制备装置，2用1备；并配置1 台100m³除盐水箱，满足制氢设备连续运行12h除盐水用量。
（6）空压机间：1套气动阀门用压缩空气制备和贮存装置，包括2台空压机，1套过滤净化装置和2台压缩空气贮存罐。
（7）变压器间：变压器。
（8）整流柜间：整流柜。
（9）控制间：制氢控制柜和DCS控制柜布置在。
长管拖车充装站：长管拖车充装站为敞开式建筑，上部设有顶棚。
配置15台标准水容积为37 m³，充氢压力为20MPa的氢气鱼雷贮存罐，并配3辆专用鱼雷贮存罐长管拖车，用于向各加氢站和氢气用户运输高压氢气。
电解水制氢车间与长管拖车充装站间隔40m，满足规范所要求的安全距离。
电解水制氢可以与集中式光伏/风电等电站配合使用，减弱可再生能源波动性对电网的冲击，有利于可再生能源的大规模消纳。
|03 写在最后
目前，电解水制氢技术的发展以能耗、稳定性等性能的提升为主要目标，以便提高与可再生能源的匹配性，降低氢气成本，为电解水制氢的推广应用奠定基础。
参考文献：
{1}李鹏 肖建群《电解水制氢在电厂和氢能项目的设计应用》南方能源建设2020,7(2)41-45
2}丛琳 王楠 李志远 李娜 周喜超 《电解水制氢储能技术现状与展望》电器与能效管理技术2021,8(20)1-7,28