在全球能源結(jié)構(gòu)加速向低碳化轉(zhuǎn)型的背景下智能化,綠氫因其零碳排放特性即將展開,被視為交通、工業(yè)和儲(chǔ)能領(lǐng)域的能源載體再獲。作為綠氫制備的核心設(shè)備信息化,電解槽的效率方式之一、可靠性與成本直接決定了氫能產(chǎn)業(yè)的商業(yè)化進(jìn)程生動。減速機(jī)這一傳統(tǒng)工業(yè)中常見(jiàn)的傳動(dòng)部件,正憑借其扭矩控制創新能力、高負(fù)載承載能力與惡劣環(huán)境適應(yīng)性新品技,成為電解槽穩(wěn)定運(yùn)行與能效優(yōu)化的關(guān)鍵支撐。
一求得平衡、減速機(jī)如何介入制氫過(guò)程紮實做?
電解槽通過(guò)電能驅(qū)動(dòng)水分子分解為氫氣和氧氣,其核心部件包括隔膜至關重要、壓緊機(jī)構(gòu)提供深度撮合服務、流體輸送系統(tǒng)等。根據(jù)技術(shù)路線不同的發生,電解槽可分為堿性電解槽組成部分、質(zhì)子交換膜電解槽和固體氧化物電解槽三類(lèi),而減速機(jī)的作用在二者中尤為關(guān)鍵新的動力。
1.堿性電解槽
ALK電解槽采用石棉或復(fù)合隔膜的過程中,需通過(guò)機(jī)械壓緊裝置保持隔膜的緊密貼合,以防止氣體泄漏和電阻升高廣泛關註。其壓緊力通常需達(dá)到數(shù)百噸級(jí)促進進步,且需在運(yùn)行過(guò)程中動(dòng)態(tài)調(diào)整。
減速機(jī)的核心作用:
扭矩放大:將電機(jī)的高速低扭矩輸出轉(zhuǎn)換為低速高扭矩優勢領先,驅(qū)動(dòng)螺桿或液壓裝置實(shí)現(xiàn)壓緊力傳遞競爭激烈。
控制:通過(guò)減速機(jī)與伺服電機(jī)配合,實(shí)現(xiàn)壓緊力的微調(diào)改善,避免隔膜過(guò)度壓縮導(dǎo)致性能衰減或松動(dòng)引發(fā)泄漏空白區。
長(zhǎng)期穩(wěn)定性:承受交變載荷與堿性環(huán)境腐蝕,要求該設(shè)備具備高剛性信息化、長(zhǎng)壽命與低維護(hù)特性形勢。
2.質(zhì)子交換膜電解槽
電解槽使用質(zhì)子交換膜作為電解質(zhì),需通過(guò)循環(huán)泵將水/電解液輸送至表面取得明顯成效,同時(shí)通過(guò)氣體分離器排出氫氣與氧氣服務機製。其運(yùn)行過(guò)程需高頻啟停與流量調(diào)節(jié),對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能提出更高要求使用。
核心作用:
速度匹配:將電機(jī)轉(zhuǎn)速降至循環(huán)泵所需轉(zhuǎn)速大幅拓展,優(yōu)化泵效并降低噪音(≤75dB)。
過(guò)載保護(hù):在電解槽啟停瞬間更加堅強,減速機(jī)通過(guò)柔性傳動(dòng)緩沖扭矩沖擊與時俱進,延長(zhǎng)泵體與電機(jī)壽命。
二初步建立、電解槽用減速機(jī)技術(shù)挑戰(zhàn)
電解槽的特殊工況對(duì)減速機(jī)的設(shè)計(jì)綜合運用、材料與制造工藝提出嚴(yán)苛要求供給,行業(yè)正通過(guò)以下路徑突破瓶頸:
1.材料創(chuàng)新
傳統(tǒng)減速機(jī)齒輪多采用20CrMnTi滲碳鋼,但在堿性/酸性環(huán)境中易腐蝕實事求是。當(dāng)前解決方案包括:
不銹鋼齒輪:如316L不銹鋼進行探討,耐氯離子腐蝕但硬度較低,需通過(guò)表面硬化提升耐磨性服務水平。
鈦合金齒輪:耐腐蝕性較佳最新,但成本高昂。
鋁合金與鑄鐵逐漸被復(fù)合材料替代處理方法,如玻璃纖維增強(qiáng)聚酰胺體驗區,在保證剛性的同時(shí)減輕重量40%,降低電解槽整體能耗活動上。
3.能效優(yōu)化
電解槽的能耗占綠氫生產(chǎn)成本的60%以上,該設(shè)備需通過(guò)以下方式提升系統(tǒng)能效:
減速機(jī)采用滾動(dòng)軸承替代滑動(dòng)軸承進一步推進,減少摩擦損失導向作用;優(yōu)化齒輪齒形,降低嚙合噪音與能耗應用的選擇,與變頻電機(jī)配合十大行動,根據(jù)電解槽負(fù)載動(dòng)態(tài)調(diào)整減速機(jī)輸出轉(zhuǎn)速,避免“大馬拉小車(chē)”現(xiàn)象背景下。
從堿性電解槽的機(jī)械壓緊到PEM電解槽的動(dòng)態(tài)響應(yīng)綜合措施,減速機(jī)以可靠、有效的特性自然條件,成為綠氫制備鏈中不可或缺的傳動(dòng)樞紐設計標準。