10 декабря во Внутренней Монголии успешно завершились первые полномасштабные испытания на сброс давления водородного трубопровода высокого давления 10 МПа с диаметром стояка DN250 мм, организованные и проведенные Национальной трубопроводной группой. Успех этого испытания ознаменовал значительный технологический прорыв Китая в области безопасного сброса давления водородопроводов высокого давления, предоставив ключевую поддержку данными и инженерную основу для безопасного проектирования новых чистых водородопроводов и модификации существующих газопроводов для транспортировки водорода, решив ключевые проблемы безопасности крупномасштабной транспортировки и хранения водорода на большие расстояния.
Валидация в экстремальных условиях: преодоление технических вызовов мирового уровня
Как первые в Китае полномасштабные испытания по валидации сброса водорода в условиях высокого давления, данный эксперимент напрямую решал три основные технические проблемы: чрезвычайно малый размер молекул водорода, способный легко вызывать «водородное охрупчивание», широкий предел воспламеняемости (4%-75%) с очень низкой энергией зажигания, а также значительные трудности контроля безопасности в полномасштабных сценариях. Испытательная команда применила системный подход «теоретические исследования + численное моделирование + физические испытания», чтобы глубоко проанализировать механизмы диффузии и горения во время процесса сброса водорода, создав комплексный план проверки, охватывающий множественные уровни давления от 1 МПа до 10 МПа, различную высоту стояков и конфигурации огнепреградителей.
Примечательно, что в испытаниях использовался реальный диаметр стояка DN250 мм, а их технические результаты могут быть напрямую применены для нужд сброса давления водородопроводов с диаметром магистрали DN700 мм и выше. Посредством мониторинга диффузии при холодном сбросе и испытаний на горение при подожжённом сбросе команда всесторонне получила ключевые данные о распределении концентрации водорода, morphology пламени и интенсивности теплового излучения, чётко определив траекторию потока и границы безопасности сброса водорода при различном давлении, что коренным образом изменило прежнюю пассивную ситуацию зависимости от теоретических расчётов или зарубежных стандартов.
Тройная ключевая ценность для масштабного развития водородной энергетики
Данный технологический прорыв приносит múltiples существенные выгоды для развития водородной энергетики, выделяя три основные ценности:
- Укрепление основ безопасного проектирования: Точные данные, накопленные в ходе испытаний, предоставляют научную основу для проектирования высоты сбросных стояков, выбора огнепреградителей и определения расстояний безопасности для новых чистых водородопроводов, переводя проектирование трубопроводов от «оценки на основе опыта» к «подтверждённому данными», что значительно повышает уровень внутренней безопасности водородных трубопроводов.
- Возрождение существующих активов трубопроводной сети: учитывая, что в Китае уже проложено более десяти тысяч километров магистральных нефте- и газопроводов, результаты испытаний могут быть напрямую использованы для оценки пригодности вентиляционных систем действующих газопроводов, переоборудованных для транспортировки водорода, что позволит уточнить стандарты и масштабы модификаций, избежать необоснованной реконструкции и сэкономить огромные инвестиционные затраты на «водородную трансформацию нефтегазопроводных сетей».
- Создание автономной системы стандартов: на основе данных испытаний будут ускорены усилия по разработке китайских технических стандартов для вентиляции водородных трубопроводов, что заполнит внутренний пробел в смежных областях, нарушит монополию зарубежных технологий, предоставит единый ориентир безопасности для всей производственной цепочки и будет способствовать переходу хранения и транспортировки водорода от «пилотных демонстраций» к «широкомасштабному внедрению».
Стимулирование энергетического перехода и укрепление основ новой энергетической системы
Как чистый энергоноситель с выраженными нулевыми углеродными характеристиками, водород наиболее эффективно транспортировать на большие расстояния между регионами по магистральным водородным трубопроводам. Безопасный сброс давления является ключевым элементом защиты на этапах трубопроводной транспортировки, хранения и эксплуатационного обслуживания. Представитель Государственной трубопроводной корпорации заявил, что результаты данного испытания позволят further усовершенствовать технологическую систему хранения и транспортировки водорода в Китае, создав условия для реализации крупных национальных проектов, таких как «Водород с Запада на Восток». В будущем компания продолжит концентрироваться на сфере хранения и транспортировки водорода, продвигать технологические инновации и инженерные применения, ускорять строительство новой энергетической инфраструктуры, обеспечивая прочную основу для зеленого и низкоуглеродного перехода в энергетике и достижения целей «двойного углерода».
Отраслевые эксперты отмечают, что с прорывом в технологии безопасного сброса давления для высоконапорных водородных трубопроводов «узкое место хранения и транспортировки» в китайской водородной цепочке создания стоимости существенно смягчено, что ускорит замещение и применение зеленого водорода в таких отраслях, как производство и транспорт, придавая мощный импульс построению новой энергетической системы.
