涉氢控制阀是氢能全产业链中保障运行安全、调节工况参数的核心关键部件,相关特性、应用场景、行业进展等情况如下:
- 核心定位与性能要求
涉氢控制阀是贯穿制氢、储运、供氢到用氢全流程的核心基础部件,不同场景对阀门的耐压、耐低温、抗氢脆、密封性能都有极致要求。由于氢气易渗透、低温高压的特殊属性,这类阀门还要应对氢气易从阀体/盖、密封垫片、阀杆填料等位置渗漏,低温环境下材料收缩变形不协调引发密封失效、材料韧性下降裂纹敏感性提升,以及高温高压氢环境下钢材脱碳微裂纹、金属氢脆劣化等诸多可靠性挑战 【1】 【3】 。
- 全产业链典型应用场景
- 上游制氢环节:主要用到高循环转换阀,适配制氢装置的工况切换需求 【1】 。
- 中游储运环节:覆盖高压气态氢瓶口阀、低温液氢加注阀、氢气调压器、轴流调节阀等品类,其中轴流指挥器式氢气调压器及轴流调节阀可维持下游压力稳定、保障持续流量供应,适用于纯氢及掺氢天然气管道,是我国规划的超1400km纯氢输氢网络的关键“咽喉”部件,目前已在新疆绿氢掺氢项目、唐山南星新能源古冶门站掺氢项目落地应用 【1】 【2】 。
- 下游供氢与用氢环节:主要用到减压阀、电磁阀等部件,为燃料电池等终端用氢场景稳定调控氢压与流量 【1】 。
- 国内已落地的代表性产品进展
目前国内多家企业已实现多款涉氢相关高端控制阀的技术突破与落地:
- 伯肯节能已量产35MPa/70MPa氢瓶阀、35MPa/70MPa加氢口等氢能阀门类产品,其中70MPa氢瓶阀额定工作压力达70MPa、工作温区覆盖-40℃~85℃,过滤精度可达10μm 【4】 。
- 新地佩尔的DN350Class2500轴流式止回阀已在镇海炼化560万吨/年渣油加氢装置投用,突破了国产高压加氢轴流式止回阀在加氢装置的应用空白,同时其研制的多款大口径高端阀门也已在国内21套百万吨级乙烯装置中落地 【5】 。
- 相关产业支撑背景
当前国内氢能储运环节的专利技术占中国涉氢全球专利的40%,技术焦点集中在70MPa储氢瓶、管道输氢等方向,也为涉氢控制阀的技术迭代提供了产业研发基础 【9】 。同时国内工业控制阀市场规模稳步增长,2023年国内控制阀市场规模达380.47亿元,其中石油炼化及化工领域的需求占比达49%,也为涉氢控制阀的商业化落地提供了充足的市场空间 【8】 。