2024年11月26日,三一氢能“智启新章”成功举办全新3+1系列新品发布会。此次发布会标志着三一氢能在氢能装备领域迈出了坚实的一步,展示了其最新的技术创新和战略布局。三一氢能董事长袁丹在发布会上表示,当前绿氢应用的下游场景正经历着与业主需求同步的急剧变化,安全可靠、高效低耗、运维便捷已成为衡量大型制氢系统性能的核心标准。面对制氢装备行业的诸多痛点,三一氢能稳扎稳打,突破关键技术,建立多层安全管控体系,始终将产品的安全可靠放在首位,坚定不移地执行质量优先的战略方针,争做行业最高标准制氢系统。

客户第一 质量优先

三一氢能始终坚守“以客户为中心”的核心价值观,依托先进的“质量流量计”进行精确测量与严格验收,确保每位客户都能获得实实在在的产氢量。与同类产品相比,三一氢能的实际产氢量提升了10%,为客户带来了更加显著的经济效益。一氢能坚定不移地推行“质量优先战略”,立志成为行业标杆,引领制氢系统迈向更高标准。通过构建严密的质量管控体系,三一氢能确保电解槽能够实现长达10年的无漏液记录、100%的气体纯度达标,以及每年维修时长小于100小时的卓越性能,为客户创造最大价值。

研发驱动 技术领先

依托SHDP三一氢能研发体系,三一氢能系统解决了“槽体漏液、气体纯度差、低负荷运行能力差、长周期性能衰减快、电化学腐蚀严重”五大行业瓶颈问题。通过采用模块化设计、复极式零极距技术、高效贵金属电极等一系列创新技术,三一氢能实现了产品有效工作时长提升30%的突破。此外,三一氢能还建立了全面的整机和核心零部件测试数据库,确保产品性能衰减率平均每年小于1%,进一步提升产品的可靠性和耐用性。

工艺领先 标准先行

依托于三一集团强大的装备制造能力与全面质量体系优势,三一氢能突破并迭代了双极板自动分装、自动氩弧焊、自动电阻焊等核心工艺,过程性能指数与过程能力大幅提升。同时,三一氢能制定了严格的标准制作工艺,覆盖圆形槽、方形槽、PEM槽、BOP、多合一制氢系统、撬装电解槽等主机产品,以及电极、隔膜、垫片、膜电极、压力容器等核心零部件,确保从原料到成品的每一个环节都能达到行业领先水平,从而为客户提供更加优质、可靠的制氢解决方案。

安全为王 五层防护

三一氢能以“安全为王”为核心理念,采用了先进的PID流程设计,并标配了独立碱液循环工艺、在线纯度快速检测、纯化自适应流程等一系列安全措施。同时,三一氢能构建了五层安全防护体系,包括设备本质安全、安防控制系统设计、建筑通风安全设计、安全管理制度以及防爆墙、安全间距等安全设施,全方位保障客户的安全需求。

全矩阵布局 新品发布

此次发布会上,三一氢能发布了全新3+1系列新品,涵盖全新一代E系列圆形槽、全新一代S系列方形槽、全新PEM槽以及全新一代BOP系列产品。

新一代E系列圆形槽

三一氢能从核心材料(电极、隔膜)试验到短堆测试,再到整槽集成的研发路径,通过先进的模块化设计理念,成功开发出全新一代E系列圆形电解槽。

智启新章|三一氢能3+1全系列新品起航

  • 低能耗:4000电密下直流能耗<4.3,30%负荷下<3.85,有效节省运行成本。

  • 高纯度:30%负荷下氢氧纯度合格。

  • 轻量化:三一氢能E系列新一代电解槽槽体长度<4.2m,相比上一代降低42%,重量<40吨,相比上一代降低了30%。同时,单位占地面积产氢量提升40%,流场均匀性也得到大幅提升。

  • 稳定性:三一氢能对电极进行了超5000小时的稳定性测试,以及超3000次的启停测试。此外,还对不同厂家的隔膜进行了气密性、面电阻的耐久性测试及长期电解测试。

  • 可靠性:通过对流场、温度场、内密封、外密封进行优化设计,使得小室间温差<15°C,极高温与工作温度间温差<8°C,有效提升反应温度,进一步降低电耗。

  • 一致性:通过制造工艺升级、数字化监控,槽体长度偏差<3mm,槽体旋转偏差<1mm,大大降低了槽体泄露风险。

  • 密封升级:采用全新的内密封与外密封设计,结合高精度装配与在线量化拧紧技术,打造出永不漏液的槽体。

新一代S系列方形槽

三一氢能新一代S系列方形槽,在2013年重磅发布的3000标方方形电解槽基础上进行了全面升级。S系列方形槽集成了行业顶尖的复合隔膜、贵金属电极、纯镍等材料。电解单元采用复极式零极距设计和独立循环结构,经过10余轮流场、温度场及结构不断仿真改进,流场均匀性从1.45提升至1.05,提升28%,业内首次实现12000电密的技术突破,经第三方权威机构现场测试认证。

此外,三一氢能在借鉴成熟的氯碱技术与工艺的同时,也注重技术的自主研发与创新。截至目前,公司已申请发明专利30余项,旨在将最好的技术服务于客户。

智启新章|三一氢能3+1全系列新品起航

  • 高效节能:全新一代S系列方形槽负载范围可达到5%-120%,低负荷媲美PEM槽,进入纯化系统前,氧    纯度高于99.5%,氢纯度高于99.9%。高负荷优于常规圆形槽10%,绿电吸收能力提升8%。能效最优,2500电密能耗仅为3.88,10000电密4.4,电流效率高达97%,为客户提供实实在在的产氢量。

  • 运维便利:三一氢能基于模块化设计理念,结合智能制造与组装工艺,实现了电解单元的快速拆装与维护。单个电解单元更换仅需35分钟,全程维护至重启仅需36小时,极大提升了客户维保的便利性。

  • 带压运行:三一方形槽支持0.5MPa带压运行,低压更匹配矩形密封结构,保证长周期安全的同时兼顾下游带压需求,以化工端5.5MPa为例,压缩能耗仅略增0.02度/标方。相比常压槽,二次压缩需求可大幅降低。

  • 全程气体合格:三一氢能全新一代S系列方形槽在热启、热备启、冷启动等多种工况下,均可实现氢氧纯度开机即合格,全程无排空浪费,既经济又安全,更适用于绿电耦合温度交变工况。

  • 绿电利用率高:在氢能联盟的风光波动曲线拟合认证中,三一方形槽展现出优异的动态耦合制氢性能,具有强大的功率变载能力,运行功率跟随率高于90%,完全胜任大基地的绿电制氢项目。

  • 权威认证:发布会当天,全球权威认证机构法国必维为三一氢能全新S系列带压方形槽产品颁发了相关认证。这不仅是对三一氢能技术实力的高度认可,也是国际第三方对其新技术路线产品力的充分肯定。

全新系列PEM槽

三一氢能全新P系列兆瓦级PEM电解槽产品,这不仅是三一氢能技术实力的一次飞跃,更是实现三一氢能3+1战略板块的首次全面布局。三一氢能全新PEM电解槽产品以其高电流密度、低能耗、高安全性和高一致性为特点,具备快速启动、宽负荷调节范围和快速功率调节能力,能够灵活适应风光等可再生能源的波动性电源。已经过多轮的零部件、单电池、短堆、长堆测试验证和迭代更新,且成功开发出50-500标方的PEM电解槽产品平台。全新P系列PEM电解槽额定直流电耗为4.25kWh/Nm³,设计压力为3.0MPa,阴阳极耐受压差超过1.6MPa,负荷调节范围为5%-120%,负载调节速率为10%/s,确保在波动性电源条件下运行高效稳定。目前已经过200小时以上的整机额定、波动等工况的实测运行。

智启新章|三一氢能3+1全系列新品起航

  • 低电耗:三一氢能PEM电解槽通过优化膜电极催化剂活性、降低质子和电子电阻、减少零部件接触电阻、优化流场结构设计和选择高性能PTL材料,全面提升了气液传质效率。在25000A/m²的额定电流密度下,直流能耗为4.25kWh/Nm³;在峰值电流密度30000A/m²下,直流能耗仅为4.38kWh/Nm³,达行业领先水平。

  • 超安全:三一氢能PEM电解槽通过优化密封结构设计和选择优质密封材料,结合多尺度仿真模拟及试验验证,确保了在高压力下的密封可靠性,有效降低氢气泄漏风险。同时,采用低氢氧互窜的膜电极产品,确保在高压力、高压差条件下的安全、可靠运行。在3.0MPa的高阴极压力下,电解槽总泄漏量为0.11%/h,全功率负荷范围内氧中氢含量均小于0.05%。

  • 高一致性:三一氢能PEM电解槽通过流体、力学、电化学仿真优化电解槽结构设计,并精选供应链,结合零部件尺寸的100%检验,确保新产品在高电流密度、高压差运行下的高一致性。在25000A/m²电流密度下,电解槽极差<30mV,标准差为<10mV。

三一氢能全新PEM电解槽在交付前都会经历超过168小时的全面下线合格测试,确保客户收到的产品与其所见完全一致。未来三一氢能将推出更高电流密度的电解槽,解决现阶段PEM电解槽成本过高的痛点问题,目标在两年内将成本下降到1000元每千瓦以内,从客户的需求出发,提供高效稳定又有经济性的多样化PEM产品。
新一代BOP系列

三一氢能新一代BOP系列 依托三一工业化体系,引领业主、设计院和友商,聚焦BOP产品化、部件系列化和流程标准化,打造全行业最高质量、最安全的BOP系统,为制氢系统保驾护航。 

智启新章|三一氢能3+1全系列新品起航

  • 工艺安全“强”:三一氢能深入聚焦质量与安全,对零部件及流程进行了全面而细致的可靠性分析,包括30项零部件分析、20项故障模拟、10项极端工况测试,确保温度、压力、液位、纯度等关键参数的安全控制,并对异常状况实现即时响应。同时,三一氢能严控氧侧安全,通过增加氧侧零部件及设备厚度,使腐蚀余量提升50%,进一步筑牢系统安全防线。

  • 波动适应性“宽”:宽频波动适应性,通过独立碱液变频循环工艺、纯化再生气智能调节控制系统,分离负荷范围达到6.25~120%,纯化负荷范围达到0~120%。

  • 操作便利性“好”:为提升客户操作体验,三一氢能系统采用模块化设计理念,安装效率显著提升40%。人机工程学设计合理,巡检检修更加便捷,维修时间缩短30%。一键启停功能简化了开机流程,并配备防误操作防护,仅需两人即可完成开机操作,相比传统四人配置,人员需求减少50%。

  • 节能控制“优”:在用户端,三一氢能同样注重节能控制。通过分离系统碱温/流量动态双PID调节控制方法,BOP能耗指标有效降低10%。在纯化系统中,脱氧与再生气热量得到充分回收,冷冻水用量锐减60%,整体能耗下降30%,实现绿色高效运行。

  • 零排放“全”:在环境端,充分考虑环保友好,分离实现碱液全回收、纯化凝液闪蒸至循环水系统,全系统无废液排放。

智启新章|三一氢能3+1全系列新品起航

未来,三一氢能将继续聚焦圆形槽、方形槽、PEM 槽、BOP 的“3+1”技术路线,不断完善并强化集成设计、材料研发、仿真分析、试验验证、电气控制、制造工艺&品控、氢安全设计、工程交付等八大核心能力。同时,三一氢能期待与行业客户、设计院、供应商、科研院所、行业机构等深化合作,共谋氢能装备的高质量发展,为实现“双碳”目标贡献三一的力量与三一方案。

原文始发于微信公众号(三一氢能):智启新章|三一氢能3+1全系列新品起航

大家好,艾邦氢能源技术网(www.htech360.com)的微信公众号已经开通,主要分享氢燃料电池堆(双极板,质子膜,扩散层,密封胶,催化剂等),储氢罐(碳纤维,环氧树脂,固化剂,缠绕设备,内层塑料及其成型设备,储氢罐,车载供氢系统,阀门),制氢,加氢,氢燃料汽车动力系统等相关的设备,材料,配件,加工工艺的知识。同时分享相关企业信息。欢迎大家识别二维码,并通过公众号二维码加入微信群和通讯录。 艾邦氢能产业链通讯录,目前有2200人加入,如亿华通、清极能源、氢蓝时代、雄韬、氢牛、氢璞、爱德曼、氢晨、喜马拉雅、明天氢能、康明斯、新源动力、巴拉德、现代汽车、神力科技、中船712等等,可以按照标签筛选,请点击下方关键词试试 资料下载:

作者 808, ab