在制氫車間與加氫站等場景中,氫氣的易燃易爆特性對通風(fēng)設(shè)備提出了極高安全要求。智能型制氫防爆風(fēng)機區(qū)別于傳統(tǒng)設(shè)備的優(yōu)勢,在于其構(gòu)建了 “實時監(jiān)測 - 風(fēng)險判定 - 自動停機” 的閉環(huán)安全體系,通過多維度傳感與智能算法聯(lián)動,將氫氣泄漏、設(shè)備故障等安全隱患控制在萌芽階段,為氫能生產(chǎn)與儲存環(huán)節(jié)筑牢安全防線。
實時監(jiān)測系統(tǒng)是該機制的 “感知神經(jīng)”,采用 “環(huán)境參數(shù) + 設(shè)備狀態(tài)” 雙維度監(jiān)測架構(gòu)。在環(huán)境監(jiān)測層面,風(fēng)機機身集成了高精度氫氣濃度傳感器與溫濕度傳感器:氫氣濃度傳感器采用電化學(xué)原理,檢測量程覆蓋 0-1000ppm(遠(yuǎn)低于氫氣下限 4% VOL),響應(yīng)時間≤3 秒,且具備抗高濕、抗干擾能力,可在制氫電解槽周邊高濕環(huán)境下穩(wěn)定工作,實時輸出濃度數(shù)據(jù);溫濕度傳感器則重點監(jiān)測風(fēng)機運行環(huán)境溫度(0-60℃)與相對濕度(≤95% RH),避免因高溫加速電機老化、高濕導(dǎo)致電氣部件短路。
設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測維度更聚焦風(fēng)機部件健康度,通過內(nèi)置的振動傳感器、電流傳感器與轉(zhuǎn)速傳感器實現(xiàn)感知:振動傳感器安裝于風(fēng)機電機軸承處,實時采集振動頻率與振幅數(shù)據(jù),當(dāng)出現(xiàn)軸承磨損、葉輪失衡等故障時,振動值會超出預(yù)設(shè)閾值(通常設(shè)定為≤2.8mm/s);電流傳感器串聯(lián)于供電回路,監(jiān)測電機工作電流波動,若電流突然增大 15% 以上,可能提示葉輪卡頓、電機過載等問題;轉(zhuǎn)速傳感器則通過霍爾元件實時捕捉風(fēng)機轉(zhuǎn)速,確保其始終穩(wěn)定在設(shè)計區(qū)間(如 1450r/min±5%),避免轉(zhuǎn)速異常導(dǎo)致通風(fēng)效率下降或設(shè)備損傷。所有監(jiān)測數(shù)據(jù)均通過防爆型工業(yè)總線傳輸至本地控制柜與遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺,數(shù)據(jù)更新頻率達 1 次 / 秒,實現(xiàn) “毫秒級” 動態(tài)追蹤。
自動停機機制的在于 “分級判定 + 聯(lián)動響應(yīng)” 的智能邏輯,分為預(yù)警級與緊急級兩個觸發(fā)層級。當(dāng)監(jiān)測到氫氣濃度達到 100ppm(預(yù)警閾值)、環(huán)境濕度超過 90% RH 或振動值接近閾值時,系統(tǒng)進入預(yù)警狀態(tài):本地控制柜發(fā)出聲光報警,遠(yuǎn)程平臺推送預(yù)警信息至運維人員手機,風(fēng)機暫不停機,但會自動調(diào)整運行參數(shù)(如適當(dāng)降低轉(zhuǎn)速、啟動電機防潮加熱裝置),同時啟動輔助通風(fēng)設(shè)備,稀釋局部氫氣濃度。此階段旨在通過 “柔性干預(yù)” 避免不必要的停機,保障制氫流程連續(xù)性。
當(dāng)出現(xiàn)高風(fēng)險情況時,系統(tǒng)立即觸發(fā)緊急停機流程:一是氫氣濃度達到 300ppm(緊急閾值),此時已接近氫氣風(fēng)險臨界值,風(fēng)機控制系統(tǒng)會在 0.5 秒內(nèi)切斷電機電源,同時聯(lián)動車間緊急切斷閥關(guān)閉氫氣輸送管路,防止氫氣持續(xù)泄漏;二是設(shè)備出現(xiàn)致命故障,如電機電流驟升超過額定值 30%、轉(zhuǎn)速驟降為零或振動值突破 4.5mm/s,系統(tǒng)判定為 “設(shè)備失控”,立即停機并鎖定電機,避免故障擴大導(dǎo)致風(fēng)機損壞或引發(fā)二次事故。停機后,系統(tǒng)會自動記錄停機時刻的所有監(jiān)測數(shù)據(jù)(如氫氣濃度峰值、電流變化曲線),生成故障診斷報告,為后續(xù)排查提供數(shù)據(jù)支撐。
為確保機制可靠運行,系統(tǒng)還具備三項關(guān)鍵保障設(shè)計。其一為 “雙傳感器冗余”,氫氣濃度與電流監(jiān)測均采用雙傳感器并行工作,當(dāng)單個傳感器數(shù)據(jù)異常時,系統(tǒng)自動比對雙傳感器差值,若差值超過 5% 則啟動傳感器自檢,避免因傳感器故障導(dǎo)致誤判;其二是 “斷網(wǎng)應(yīng)急”,當(dāng)遠(yuǎn)程通信中斷時,本地控制柜可完成監(jiān)測與停機控制,保障 “離線狀態(tài)下的安全兜底”;其三為 “定期自校準(zhǔn)”,系統(tǒng)每月自動對傳感器進行零點校準(zhǔn)與精度校驗,同時模擬氫氣泄漏、電機故障等場景進行停機測試,確保機制響應(yīng)速度與判定準(zhǔn)確性始終達標(biāo)。
在綠氫產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的背景下,智能型制氫防爆風(fēng)機的實時監(jiān)測與自動停機機制,不僅解決了傳統(tǒng)風(fēng)機 “被動防護” 的局限性,更通過 “預(yù)判式安全管理” 降低了制氫場景的安全風(fēng)險。該機制的應(yīng)用,既能減少因設(shè)備故障導(dǎo)致的生產(chǎn)中斷,又能有效規(guī)避氫氣泄漏引發(fā)的事故,為氫能產(chǎn)業(yè)的安全規(guī)?;l(fā)展提供了重要技術(shù)支撐。