Veilig en rendabel onder hoge druk

Sensoren voor waterstofsystemen

Zonder betrouwbare druksensoren is veilig werken in de waterstofindustrie ondenkbaar. De eisen aan nauwkeurigheid en langetermijnstabiliteit van deze sensoren zijn dan ook bijzonder hoog. Bovendien spelen druksensoren een cruciale rol in factoren zoals efficiëntie en zuinigheid.

Als het gaat om systemen waarbij media – zowel vloeistoffen als gassen – onder hoge druk worden gebruikt, is het Spaanse bedrijf Hiperbaric onmisbaar. Al meer dan 25 jaar levert Hiperbaric, wereldmarktleider in hogedruktechnologie uit Burgos, hogedruksystemen tot 6.000 bar voor de voedings- en drankenindustrie. Een andere pijler binnen het bedrijf is waterstofsystemen, aangedreven door hernieuwbare energiebronnen. De technologie van Hiperbaric maakt compressie tot 1.000 bar mogelijk, wat deze geschikt maakt voor het comprimeren van groene waterstof voor opslag of gebruik in waterstoftankstations. De Spaanse waterstofpionier heeft inmiddels ongeveer 35 waterstofsystemen in gebruik genomen voor verschillende Europese klanten.

Verliesvrije waterstofprocessen

Hoewel waterstof als essentieel wordt beschouwd in de energietransitie, zijn de bijbehorende kosten nog steeds erg hoog. Daarom is het van groot belang dat de waterstofprocessen efficiënt, veilig en verliesvrij verlopen. De technologische oplossingen van VEGA voor het meten van niveau, grensniveau en druk zorgen ervoor dat elke stap in het waterstofproces de juiste hoeveelheden en drukken hanteert, ongeacht of het in de elektrolytische tank, de opslagtank of de pijpleiding is. In de systemen van Hiperbaric meten de procesdruksensoren uit de VEGABAR-serie de waterstofdruk bij zowel de inlaat als de uitlaat van de compressoren. Een bijkomende uitdaging met waterstof is het risico op diffusie en verbrossing. De experts van VEGA pakken dit aan met sensoren van duurzaam roestvrij staal, droge keramische meetcellen, diffusiedichte hogedrukkoppelingen en coatings van puur goud of een ­goud-rhodiummengsel.

Maximale compressie tot 1.000 bar

“Onze waterstofcompressietechnologie is een containeroplossing”, zegt Luis Angel Ramos, Hoofd Electrical Engineering bij Hiperbaric. De compressie werkt in twee geavanceerde, opeenvolgende, identieke fasen volgens het principe van zuigercompressoren. In de eerste fase komt de waterstof de compressiekamer binnen met een inlaatdruk van 20 tot 200 bar. Hier wordt de waterstof voorgecomprimeerd tot een tussendruk tussen 200 bar en de maximale uitlaatdruk, afhankelijk van de inlaatdruk. Tijdens dit proces warmt de waterstof op. Een warmtewisselaar verlaagt de temperatuur tot onder 40 °C en brengt het gas naar de tweede compressiefase, die de waterstof comprimeert tot maximaal 1.000 bar. De sterk gecomprimeerde waterstof wordt via een andere warmtewisselaar geleid en wordt uiteindelijk opgeslagen in een tank, klaar voor gebruik op verschillende manieren.

Betrouwbare sensoren en maximale bedrijfsveiligheid

De bedrijfsomstandigheden van de compressor moeten nauwkeurig worden afgestemd op de inlaat- en uitlaatdruk. Daarom is een betrouwbare drukmeting van cruciaal belang. Bovendien is drukbewaking belangrijk voor de veiligheid. De omstandigheden voor de druksensoren in dit compressieproces zijn zwaar, omdat ze zich midden in de actie bevinden. “De omgang met waterstof vereist de hoogste mate van betrouwbaarheid en precisie”, vat Ramos samen. De temperaturen liggen tussen -10 en 40 °C en de druk tussen 1 en 1.000 bar. VEGA biedt betrouwbare oplossingen voor alle waterstoftoepassingen in de niveau- en drukmeettechniek, ongeacht of het gaat om agressieve media, zuurstof- en waterstofoverlagen of media met een lage diëlektrische constante. De VEGABAR 82- en 83-druksensoren voldoen aan de hoogste veiligheidsnormen (ATEX en SIL) en zijn langdurig stabiel. Voor Hiperbaric waren dit de belangrijkste redenen om te vertrouwen op de bewezen sensorserie in waterstofsystemen. “We hebben sensoren nodig die 100% betrouwbaar en veilig werken. Daarom hebben we voor VEGA gekozen”, legt Ramos uit.

Eenvoudige installatie

De VEGABAR 83 blinkt uit door zijn droge rekstrookmeetcel voor hoge procesdrukken tot 1.000 bar, waardoor langdurige stabiele metingen gegarandeerd zijn. De VEGABAR 82 is met zijn olievrije keramische CERTEC®-meetcel zelfs bestand tegen agressieve media zoals kaliumhydroxide en heeft zich door zijn hoge overbelastbaarheid, met een factor 200, in veel processen bewezen. Bovendien is de keramische meetcel bestand tegen temperatuurschokken en temperaturen tot 150 °C. De installatie van de sensoren is eenvoudig dankzij de compacte procesfittingen. “De apparaten werden geïnstalleerd door ons eigen Hiperbaric-team met technische ondersteuning van VEGA”, zegt Ramos, die vooral onder de indruk was van de betrokkenheid van VEGA tijdens de inbedrijfstelling. De sensoren zijn nu een jaar in gebruik en hebben een vaste plaats veroverd. Ze worden bij elke compressorgroep ingezet bij zowel de waterstofinlaat als de -uitlaat.

Conclusie

Hiperbaric heeft zijn activiteiten met waterstofcompressoren in Europa verdubbeld en wil tegen 2025 van start gaan in de VS, waar het al een sterke marktpositie heeft in hogedruktechnologie voor de voedingssector. Ondanks de dynamiek worden veiligheid en zuinigheid niet uit het oog verloren. VEGA ondersteunt deze fabrikant en zorgt ervoor dat de processen efficiënt, veilig en vooral verliesvrij verlopen.