Tendencias de la industria del hidrógeno

El hidrógeno es la energía definitiva del siglo XXI y una ruta clave para alcanzar los objetivos de doble carbono (emisiones de carbono pico y neutralidad de carbono). El hidrógeno es una fuente de energía limpia que libera energía mediante cambios físicos o químicos de los átomos de hidrógeno, sin generar productos perjudiciales para el medio ambiente, como monóxido de carbono, dióxido de carbono, hidrocarburos o partículas de polvo. El hidrógeno puede descarbonizar todo el sistema energético, desde la infraestructura básica hasta las aplicaciones finales, y es un apoyo crucial para que diversas industrias logren la neutralidad de carbono. Por ello, el hidrógeno es una solución ideal para alcanzar los objetivos de doble carbono.

El hidrógeno, debido a sus características únicas de ser ambientalmente amigable y eficiente, se considera una de las direcciones clave para el desarrollo energético futuro. Se puede producir mediante la electrólisis del agua o extraer de fuentes como el gas natural y el carbón. Entre sus áreas de aplicación más destacadas se encuentran los vehículos de celda de combustible de hidrógeno y el almacenamiento de hidrógeno. Con los avances tecnológicos y la reducción de costos, el proceso de comercialización del hidrógeno se está acelerando, lo que exige mediciones precisas del flujo de hidrógeno. 

Características de la medición de flujo en la energía de hidrógeno

En los procesos de producción, almacenamiento y transporte de hidrógeno, la medición precisa del flujo de gas es crucial para garantizar la eficiencia y seguridad. El hidrógeno, siendo un gas extremadamente liviano, presenta varios desafíos en la medición de su flujo. Su baja densidad y alta difusividad requieren que los medidores de flujo tengan alta sensibilidad y un buen sellado. La alta difusividad del hidrógeno exige que el sistema de medición tenga un excelente sellado para evitar fugas de gas y la disminución de la precisión de medición.

La medición del hidrógeno a alta presión requiere que el medidor de flujo sea capaz de soportar presiones elevadas. El hidrógeno se produce y utiliza comúnmente en condiciones extremas, como entornos de alta presión y bajas temperaturas, lo que plantea requisitos adicionales para los equipos de medición de flujo. Por ejemplo, en un entorno de alta presión, el medidor de flujo debe soportar presiones de hasta varios cientos de bares, y en aplicaciones a bajas temperaturas (como el transporte de hidrógeno líquido), los equipos deben garantizar su funcionamiento preciso a temperaturas extremadamente bajas.

La industria del hidrógeno tiene requisitos muy estrictos de precisión en la medición del flujo, ya que esto afecta directamente la eficiencia, economía y seguridad del sistema. Mediciones imprecisas del flujo pueden resultar en desperdicio de energía, aumento de costos e incluso accidentes de seguridad. Por lo tanto, elegir la tecnología y el equipo de medición de flujo adecuado, así como asegurar una correcta instalación y mantenimiento del sistema, es crucial para cumplir con los estándares de la industria y garantizar la seguridad operativa.

Ventajas de la medición con medidores de flujo ultrasónicos

El uso de medidores de flujo ultrasónicos en la medición de hidrógeno está ganando atención, principalmente debido a sus ventajas únicas, como la medición no invasiva, alta precisión, bajo mantenimiento y estabilidad en condiciones extremas. En la industria del hidrógeno, la medición precisa del flujo es fundamental en todas las etapas de producción, transporte y almacenamiento.

A diferencia de los dispositivos de medición de flujo tradicionales que requieren contacto directo con el medio, los medidores de flujo ultrasónicos se instalan de manera no invasiva en el exterior de las tuberías. Miden el flujo a través de señales ultrasónicas transmitidas a través de las paredes de las tuberías y el medio. Esta característica no invasiva reduce la pérdida de presión en el sistema, evita posibles efectos sobre la pureza del hidrógeno y disminuye el desgaste y la corrosión de los equipos, lo que prolonga su vida útil.

Los medidores de flujo ultrasónicos pueden proporcionar resultados de medición de alta precisión y alta repetibilidad. Al usar tecnologías avanzadas de procesamiento de señales, estos dispositivos pueden capturar con precisión la diferencia en el tiempo de propagación de las ondas ultrasónicas en el hidrógeno, lo que permite calcular con exactitud la velocidad de flujo y el caudal. Esta precisión es esencial para garantizar la utilización eficiente del hidrógeno y optimizar los procesos de producción.

Los medidores de flujo ultrasónicos pueden adaptarse a una variedad de tamaños de tuberías y condiciones de flujo, incluidas las de alta presión y bajas temperaturas. Además de medir el flujo, algunos medidores ultrasónicos de alta gama también pueden medir parámetros como la velocidad del sonido, la temperatura y la densidad del medio, lo que proporciona más información para el análisis y la optimización del sistema.

Los medidores de flujo ultrasónicos se aplican con éxito en todas las etapas de la producción y el transporte de hidrógeno. En este proyecto, el hidrógeno se genera a partir de un electrolizador de agua y luego se transporta a través de tuberías hasta los tanques de almacenamiento. Durante este proceso, los medidores de flujo ultrasónicos se utilizan para monitorear en tiempo real el flujo de hidrógeno, asegurando el funcionamiento eficiente del sistema. Gracias a su alta precisión y estabilidad, los operadores pueden calcular con exactitud la cantidad de hidrógeno producido y la eficiencia del transporte, mejorando enormemente la gestión energética.

Innovación en la tecnología de medición del flujo de hidrógeno

MEZOLEN ha solicitado una patente para una nueva estructura de instalación de medidores de flujo de hidrógeno, que fue publicada y autorizada. Esta patente mejora la practicidad del medidor de flujo ultrasónico, aumenta su capacidad de resistir interferencias, su sensibilidad y la precisión de la medición.

La patente de modelo de utilidad está relacionada con la tecnología de medidores de flujo ultrasónicos, especialmente con una estructura de instalación para medidores de flujo ultrasónicos de hidrógeno de pequeño diámetro. La estructura incluye una caja blindada, un segmento de tubo de medición ubicado dentro de la caja blindada, y una cabeza de medidor de flujo ultrasónico ubicada en la parte superior de la caja. El segmento de medición incluye un tubo de entrada, un tubo de salida y un tubo recto conectados, con los tubos de entrada y salida conectados a los lados izquierdo y derecho del tubo recto. Estos tubos atraviesan las paredes de la caja blindada y se conectan con la tubería de hidrógeno externa. En los extremos del tubo recto se extienden ramificaciones de medición que se conectan a los sensores de flujo, los cuales están eléctricamente conectados a la cabeza del medidor de flujo ultrasónico.

Esta tecnología es adecuada para medir flujos en conductos de pequeño diámetro, reduciendo el ruido y las interferencias electromagnéticas, mejorando la precisión en la medición del flujo de hidrógeno y resolviendo problemas técnicos relacionados con la baja precisión en mediciones de pequeños diámetros de los medidores de flujo ultrasónicos de gas convencionales.