氢能市场正在增长？

螺杆式压缩机可应用于多种领域。（图片：MAN Energy Solutions）

MAN Energy Solutions (MAN ES) 生产螺杆压缩机已有 70 多年的历史。该公司生产的螺杆压缩机于 1974 年首次在中东一家炼油厂用于氢气应用。

现在，该公司为其技术找到了一个新的——而且可能非常巨大的——氢能市场。

MAN ES公司螺杆压缩机销售主管Dirk Woeckener表示，该公司最近收到了两份用于氢电解槽项目的螺杆压缩机技术订单。

其中一个项目是法国的一座 200 兆瓦电解槽，是可再生和低碳氢能领域发展的一部分，旨在为法国北部地区的工业脱碳做出贡献。

沃克纳表示，MAN螺杆压缩机将与往复式压缩机结合使用——这种组合将发挥两种技术的优势。

“螺杆压缩机的流量范围很广，但排气压力有限，”沃克纳说道。“根据具体需求，通常会将螺杆压缩机与往复式压缩机组合使用。当流量较大时，螺杆压缩机直接安装在低压电解槽的下游。这种配置避免了使用活塞直径1米或更大的往复式压缩机的难题。因此，由于螺杆压缩机直接在电解槽下游降低流量，而往复式压缩机则负责产生高排气压力。”

螺杆式压缩机的内部结构图。（图片：MAN Energy Solutions）

沃克纳表示，该公司的技术受到了业界的广泛关注。

沃克纳表示：“这对我们来说是一个新的商机。除了这两笔订单之外，我们还看到了很多研究报告，也收到了很多咨询。目前还有很多项目正在筹备中。”

该技术的优势

曼恩的无油螺杆压缩机广泛应用于化工、石油化工以及钢铁制造等行业。据沃克纳介绍，这些压缩机设计用于应对诸如受污染气体等恶劣工况。

沃克纳说：“它们是处理高污染和关键气体的理想解决方案。我们可以注入大量的水——比蒸发量还要多——这样压缩机内就有了液态水，从而保护它免受颗粒物的侵害。”

沃克纳解释说：“同样的技术也被应用于氢气领域，不是因为氢气是脏气体，而是因为氢气分子量低，所以需要提高效率。”

沃克纳提到，公司两款螺杆压缩机系列——CP系列和SKUEL系列——的流量范围在每小时200至10万立方米之间。CP系列专为较高压力（最高可达52巴）和中等流量（最高可达每小时2万立方米）而设计。SKUEL系列排气压力最高可达16巴，适用于高达每小时10万立方米的流量。

“螺杆压缩机是制氢电解槽的理想解决方案，因为它结合了往复式压缩机和离心式压缩机的优势，”沃克纳说道。“与往复式压缩机一样，它是一种容积式压缩机，因此在处理低分子量物料时具有优势，因为我们可以实现较高的单级压比。然而，与往复式压缩机不同，往复式压缩机的阀门容易磨损，并且还有往复运动的部件，而螺杆压缩机只有旋转部件，就像离心式压缩机一样。这使得螺杆压缩机具有极高的可靠性，可以不间断运行，与离心式压缩机不相上下。这些机器可以连续运行三到五年。”

密封技术

虽然 MAN ES 在氢气领域拥有丰富的经验，但该公司决定升级其密封技术，以用于电解槽应用。

“我们拥有适用于不同应用的各种密封件，”MAN ES螺杆压缩机工程主管Jan Schnitzler表示，“其中包括干式密封、机械接触式密封、碳环密封和迷宫式密封。针对氢气应用，我们与密封件供应商合作推出了一种新型密封设计。”

螺杆式压缩机可应用于多种领域。（图片：MAN Energy Solutions）

这种新型密封方案具有多项优势。施尼茨勒表示，运行过程中，该密封件可确保氢气零排放到环境中。此外，它还无需使用氮气或其他任何气体或液体作为缓冲剂。因此，只有水会进入氢气，从而保证氢气的完全纯净。该密封件通常可以使用电解槽所需的水，这非常有利，因为电解槽中本身就含有水。

施尼茨勒说：“在导电性方面，我们必须格外注意，它有特殊的要求，但总的来说，我们几乎可以使用相同的水。”

施尼茨勒还强调，新密封技术的泄漏“极少，从而降低了运营成本”。

氢能的未来

沃克纳表示，随着氢能经济的发展，螺杆压缩机将有更多发展机遇。

沃克纳说：“谈到氢气，大多数人只关注往复式压缩机。我认为往复式压缩机在氢气压缩领域仍将发挥重要作用，因为它们相对便宜、高效，而且市场应用广泛。”

当需要大流量时，挑战就出现了，这需要更大的活塞和更复杂的维护。当直径接近一米时，维护将变得既困难又昂贵。

沃克纳表示：“对于每小时流量约8000立方米以上的应用，螺杆压缩机是一个非常合理的选择。我们目前看到50至300兆瓦的应用案例，同时也收到一些更大项目的需求，这些项目都适合使用螺杆压缩机。”

沃克纳还提到，随着氢气供应量的进一步增加，该公司预计离心式压缩机未来将有更多应用，例如用于管道压缩机。目前正在开发的电解槽项目主要面向本地分销网络，而非管道供氢。

沃克纳认为，一旦氢气生产规模显著扩大，各种类型的压缩机技术都将需要。

沃克纳说：“氢气的需求量如此之大，而且氢气又是一种非常难处理的分子，我认为需要各种类型的压缩机才能满足这些需求。”