Dưới áp suất, phân tử khí hydro H2 làm nứt kim loại thậm chí xuyên thủng thép. Sự phá vỡ của khí hydro làm yếu đi độ bền và dẻo của thép, làm giảm khả năng chống nứt vỡ và gây ra rạn nứt.

Van bi là một dòng van đóng-ngắt vượt trội. Van rất kín, phù hợp sử dụng cho chất khí và chất lỏng. Ảnh: Valmet

Van và các thiết bị tương tự là những bộ phận chịu ảnh hưởng lớn nhất khi xây dựng đường ống hydro. Trong quá trình này, 80% chi phí thường được chi cho van, máy nén, thiết bị đo lường và trao đổi nhiệt, vì đó là các bộ phận đòi hỏi khắt khe trong sản xuất. Các khớp nối cũng là những bộ phận dễ rò rỉ khí nhất.

Đối với ngành công nghiệp hydro, mỗi van được sản xuất theo yêu cầu của mỗi khách hàng, bởi vì các van lớn dùng trong ngành công nghiệp nặng thường riêng biệt, Mikko Tikka, Quản lý kinh doanh tại Valmet.

Chuyển đổi cơ sở hạ tầng khí tự nhiên có thể không đáng

Cách tiết kiệm nhất để vận chuyển lượng lớn khí hydro qua các châu lục thường thông qua ống dẫn khí. Hầu hết tại Châu Âu, có nhiều kế hoạch chuyển đổi từ ống dẫn khí tự nhiên cũ sang vận chuyển hydro. Theo ông Tikka, việc xin phê duyệt tại các địa điểm khác nhau có thể rất tốn kém.

Về khía cạnh vật liệu, các vật liệu sử dụng trong thiết bị – như van chẳng hạn – thường thích hợp với hydro. Vấn đề là các thiết bị cũ thường không đủ tốt hoặc không được duyệt đủ chuẩn hiện đại về an toàn và môi trường – ngay cả khi chúng được tân trang lại. Nói cách khác, việc nâng cấp van hoặc thiết bị cũ từ các thiết kế ban đầu cũng giống như việc chế tạo một chiếc Mercedes-Benz mới từ các bộ phận bên trong và khung xe của một chiếc ô tô cũ. Tikka lập luận rằng điều này vô nghĩa và kết quả cuối cùng không hợp lý về mặt kỹ thuật.

Chuyên môn của Valmet đến từ Neles

Sự thông thạo của Valmet về van đặc biệt đến từ di sản của Neles. Van Neles đã được tin dùng trong hàng chục nghìn ứng dụng hydro và oxy trên toàn thế giới. Việc sáp nhập giữa Neles và Valmet đã hoàn thành vào năm 2022.

Khí hydro luôn được dùng trong các ứng dụng lọc dầu. Giờ đây, với ngành công nghiệp hydro đang phát triển nhanh chóng, Valmet đang tận dụng những gì Neles đã nghiên cứu từ cung cấp van cho ngành công nghiệp dầu khí những năm 1960.

Ngày nay, Valmet cung cấp nhiều loại van phân đoạn, van bướm, van bi và các loại van cho ứng dụng hydro từ điện phân đến thu hồi carbon. Các van này vận hành cho cả thiết bị điện phân áp suất thấp và thiết bị điện phân áp suất cao ở nhiệt độ lên đến 700˚C.

Thiết bị điện phân thường cần phản ứng rất nhanh với các biến động khi xử lý năng lượng tái tạo. Điều này cũng đồng nghĩa rằng các quy trình nội bộ đòi hỏi sự điều chỉnh nhanh chóng, và van phải kiểm soát chính xác với thời gian phản hồi nhanh.

Tự động hóa khả dụng

Mục tiêu của Valmet là đưa tự động hóa Valmet vào nhà máy sản xuất hydro không phát thải (zero-emission).

Ví dụ, quy trình điện phân đòi hỏi các ứng dụng lập trình tùy chỉnh và hệ thống thu thập lịch sử hiệu quả từ hệ thống tự động hóa, Heikki Tanner, Quản lý Kinh doanh cho biết.

Nhà máy hydro có nhiều van an toàn, thiết yếu và chẩn đoán lỗi là một phần không thể thiếu trong chức năng hệ thống tự động hóa.

Oxy có thể gây hại hơn Hydro

Tikka và Tanner sẽ chứng minh quy trình sản xuất tại nhà máy sản xuất van ở Vantaa, và nhiều loại van khác nhau cũng sẽ được thử nghiệm theo nhiều cách khác nhau tại nhà máy lớn trong điều kiện được quản lý chặt chẽ.

Hydro thậm chí có thể không phải là loại khí gây hại nhất khi xây dựng nhà máy hydro – do vậy thiết bị sử dụng khí oxy trong thử nghiệm dường như được quan tâm nhiều hơn. Để tránh tai nạn, thiết bị và đường ống oxy được làm sạch lần cuối trước khi bắt đầu quy trình.

Khi làm việc với khí oxy, mọi thứ phải cực kỳ sạch sẽ, bởi vì khí oxy là một chất oxy hóa và cung cấp năng lượng dễ cháy. Các chất gây ô nhiễm trong đường ống oxy của nhà máy điện phân chẳng hạn, có thể gây ra một vụ nổ, Tikka chia sẻ.