“看着调试成功的氢燃料跨运车, 心里激动极了,一块石头终于落了地。” 振华重工电控设计工程师李凯如是说。一段时间以来,他和同事们的所有心血都凝聚在这台蓝色机器上。
近年来,我国港口除了港机设备的常规性“油改电”外,液化天然气(LNG)、氢能、风能、太阳能等新能源体系都在加快构建并尝试扩大应用。振华重工在节能减排的道路上紧跟时代步伐,积极探索绿色环保技术, 将自主研发的一过一混动跨运车换代升级,由原先“柴油机和锂电池”的混合动力系统成功升级为“氢燃料电池与锂电池”的纯绿色动力系统。
该款氢燃料跨运车是通过氢气和空气中的氧气将化学能转化成电能进行驱动,整个循环只产生水和热,不产生任何有害物质,真正实现“零碳排放”,填补了全球跨运车在“零碳” 领域的空白。同时氢燃料电池运行非常安静,大约55 分贝的噪声,相当于人们正常交谈的水平,大大降低了整个港口的环境噪音。
“这次系统升级是一次全新的尝试,没有经验可以借鉴。”作为项目主要负责人,邵诚佳携手团队成员开始攻克这一技术难题。他带领大家查阅诸多氢能源技术资料和国内外文献,前往氢能源厂家观摩,和厂家就氢能源特点、混动机型改造中氢气技术规程等问题进行深入探讨,经过反复的设计和修改,完成设计初稿。但是一项技术革新仅有理论研究是远远不够的, 实际运用才是最终目标。
电气调试的工作就是发现问题、解决问题,再优化系统设计的过程。但是调试还没开始,电气工程师李凯就被难住了,基地工人不敢安装氢燃料电池。“人们印象中氢气是易燃易爆气体,非常危险, 其实不然,氢气密度很小,万一发生泄露将快速挥发,危险系数比天然气还要低。”李凯介绍道,“跨运车的氢燃料电池也不在密闭空间,是安装在跨运车上部开放的平台上,并装有压力检测装置,能及时感应到氢气泄漏。”所以,公司氢燃料跨运车的安全性是有保障的。
经过一个多月的准备,年底前,氢燃料跨运车正式进行上电调试。寒风凛冽的冬日,调试工程师们在紧张忙碌着。然而第一次调试,很快就被叫停。
氢燃料电池发电机组启动时,瞬时输出功率远远达不到整机所需功率,而且要花费很长时间。“好比这边马上要用跨运车,它还在那边慢悠悠起步,太影响效率了。”工程师姚辉解释说。根据这次调试情况, 姚辉重新计算能量需求,修改相应程序,然后再次试验。一次试验不行,又进行了第二次、第三次,最后连他自己都不记得程序究竟修改了多少次。在严格的计算与反复测试下,通过合理的能量分配,调节锂电池组和氢燃料系统功率分配输出,达到二者的能量平衡,最终实现跨运车平稳运行。
调试过程中,移动加氢也是一个难点。目前,该台氢燃料跨运车采用联系加氢车到基地加氢的方式, 加氢成本高。“我们调试的次数很多,能不能想办法节约氢气的使用量?”邵诚佳问道。“可以采用充电机充电调试方案”“注意跨运车上要配备电池充电插座”,大家你一言我一语,想了不少点子。最终,通过使用盲充模式给跨运车充电,用于恢复设备功能, 节约了每次调试中的氢气使用量。
“加氢也是用户特别关心的问题。”邵诚佳说。氢能的运用是港口能源结构变革的重要方向,加氢站建设也会成为港口的必要工程。而且,跨运车具备较高的机动灵活性,比起其它港口设备,氢燃料跨运车能自行开到码头加氢站加氢,40 公斤的氢量只需要10 至15 分钟就可以加满,加满一次能跑9 至10 个小时。
经过无数次的现场调试,所有团队成员的努力得到了回报,氢燃料跨运车成功试车,也吸引了相关用户、大学科研团队等前来参观,世界权威杂志英国《WORLD CARGO NEWS》也第一时间报道了该产品。
“振华重工正以实际行动助力国家双碳目标的实现,打造绿色低碳港口有咱们的一份力量!”项目成员自豪地说道。
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