11-2023
Cómo seleccionar válvulas para aplicaciones de hidrógeno
Aprenda a seleccionar las válvulas perfectas, desde la compatibilidad de materiales hasta la prevención de fugas. ¡Consejos importantes para tu proyecto de hidrógeno!
Descubra los pros y contra de la selección de la válvula perfecta para proyectos de hidrógeno, teniendo en cuenta la compatibilidad de materiales, la prevención de fugas y los requisitos de aplicación.
Como vector energético limpio y sostenible, el hidrógeno tiene el potencial de desempeñar un papel fundamental en la transición energética mundial, contribuyendo a la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero y a nuestra dependencia de los combustibles fósiles. En el marco de Power-to-X, el hidrógeno sirve como base para la producción de:
- diversos combustibles sintéticos
- productos químicos
- y materiales, como el amoníaco, el metanol y el gas natural sintético.
Estos productos se pueden utilizar en múltiples sectores, incluidos el transporte, la industria y la calefacción, y ofrecen una amplia gama de aplicaciones y oportunidades para la descarbonización. En la actualidad, la temperatura de la Tierra ha aumentado aproximadamente 1,1 °C en comparación con finales del siglo XIX, y las emisiones siguen aumentando. De acuerdo con el objetivo del Acuerdo de París de limitar el calentamiento global a un máximo de 1,5 °C, es esencial disminuir las emisiones en un 45% para 2030 y lograr cero emisiones netas para 2050.
La elección de la válvula adecuada para las aplicaciones de hidrógeno comienza con la comprensión de la importancia de los materiales de las válvulas y los procesos de fabricación. Es crucial seleccionar un material compatible con el hidrógeno para evitar complicaciones como la fragilización del metal, el aumento de la presión y la tensión interna. «Los tipos de acero austenítico, como el 316/316L, están avalados para este propósito, ya que cumplen con estos criterios y han sido reconocidos en el documento de posicionamiento de la Federación Alemana de Ingeniería, dice Marcel Gossmann, Gerente de Desarrollo de Negocios de KLINGER Schöneberg.
Estándares, procesos y aplicaciones
Dado que no existe una válvula de hidrógeno única para todos, es esencial tener en cuenta los requisitos específicos de cada aplicación. Si bien la estandarización en torno al hidrógeno como medio de almacenamiento de energía aún está en curso, la comprensión de los diferentes procesos puede proporcionar orientación hacia una decisión.
Las aplicaciones convencionales del hidrógeno, que incluyen:
- refinación de petróleo,
- metales de tratamiento térmico,
- producción de fertilizantes,
- procesamiento de alimentos,
- y reducir el contenido de azufre en los combustibles,
presentan requisitos distintos en comparación con las aplicaciones contemporáneas que requieren almacenamiento de gas a alta presión y temperaturas extremadamente bajas. Por ejemplo, KLINGER Fluid Control y KLINGER Schöneberg poseen una gran experiencia en el suministro de válvulas para una amplia gama de aplicaciones de hidrógeno, lo que proporciona a los ingenieros una base sólida para la toma de decisiones. Se puede confiar en esta experiencia al desarrollar plantas de hidrógeno contemporáneas, incluidos electrolizadores, sistemas de almacenamiento y redes de tuberías.
Enfoque de talla única para todos
Es importante tener en cuenta que no existe una sola válvula de hidrógeno que cumpla con los requisitos para todos los procesos.
Selección de válvulas: consideraciones clave
La amplia gama de válvulas y fabricantes disponibles puede ser abrumadora. Las siguientes consideraciones pueden proporcionar alguna orientación:
- Etapa del proceso de hidrógeno
- Hidrógeno azul, gris o verde
- Material del cuerpo, prensaestopas, bola y elementos de sellado necesarios
- Presión máxima
- Rango de temperatura
Además, los desafíos únicos pueden requerir diseños especiales de válvulas. La solución de KLINGER Fluid Control es el uso de válvulas especiales de doble bloqueo y purga con una válvula de drenaje que proporcionan un doble cierre y drenaje del interior muerto y esférico. Este diseño permite realizar comprobaciones de estanqueidad del paso de la válvula esférica mientras el sistema está en funcionamiento, lo que mejora la seguridad y la eficiencia. La válvula Duoball, diseñada por KLINGER Schöneberg, incorpora una configuración de doble bola dentro de un solo cuerpo, lo que permite un doble bloqueo y un cierre independiente. Este diseño innovador permite un aumento potencial de cuatro veces en la seguridad en comparación con las válvulas esféricas convencionales.
Abordar los desafíos y conceptos erróneos en la selección de válvulas de hidrógeno
El rápido desarrollo del mercado del hidrógeno ha generado incertidumbre entre los clientes y los organismos reguladores con respecto a la selección adecuada de válvulas, las opciones de materiales, los procedimientos de prueba y los estándares de la industria. El creciente apoyo a la producción de hidrógeno verde y su mayor uso ha ampliado el abanico de partes interesadas implicadas en la materia.
Para abordar estos desafíos y disipar la confusión, organizaciones como la VDMA han publicado documentos de posicionamiento que contienen recomendaciones sobre la selección de materiales, los estándares de la industria, la presión y las pruebas de fugas. El cumplimiento de estas pautas puede ayudar a tomar decisiones informadas sobre la selección de válvulas adaptadas a sus aplicaciones específicas de hidrógeno.
Colaboración con fabricantes de válvulas experimentados
«La selección de la válvula adecuada para aplicaciones de hidrógeno requiere un profundo conocimiento de la compatibilidad de materiales, la prevención de fugas y los requisitos específicos de la aplicación».
Gerhard Gruber, ingeniero de aplicaciones de KLINGER Fluid Control
Gruber recomienda:
- mantenerse informado sobre los últimos avances en la tecnología del hidrógeno,
- siguiendo las directivas proporcionadas por organizaciones como la VDMA,
- y asociarse con fabricantes de válvulas experimentados.
A medida que el mercado del hidrógeno continúe evolucionando, también lo harán los requisitos y estándares para las válvulas para aplicaciones que producen, procesan o transportan el medio desafiante.
Recuadro informativo
El hidrógeno, el elemento más abundante en el universo, ha ganado una atención significativa en los últimos años como un portador de energía versátil en el marco de Power-to-X.
- Power-to-X (a menudo abreviado como PtX o P2X) abarca una gama de tecnologías de conversión que transforman la electricidad en combustibles sintéticos respetuosos con el medio ambiente, incluidos el hidrógeno, el gas natural sintético, los combustibles líquidos y los productos químicos.
- Estos productos versátiles se pueden utilizar en sectores que son difíciles de descarbonizar y, a diferencia de la electricidad, se pueden almacenar para su uso futuro.
- Esta conversión permite el almacenamiento y transporte de energía de una manera más flexible y eficiente en comparación con los métodos tradicionales como las baterías.
