可再生或“绿”氢，由电解水产生，使用可再生电力，被描述为“未来燃料”。然而，像Plug Power这样的公司正在建立具有成本效益的绿氢生态系统，已经在快速推进其在脱碳行业和运输中的作用。Plug Power是世界上最大的液氢用户之一，并且还开发了自己的质子交换膜（PEM）电解槽ELX 电堆（Stack）技术，可以在自己的设施和第三方客户的设施中生产氢气。该公司目前在六大洲均有正在进行中的电解槽项目，其中包括世界上第一个海上浮式电解槽。
Plug Power公司的Vince van Goozen和Atri Biswal在Emerson Exchange EMEA 2024技术交流会上的演讲中概述了其中的一些项目，同时也解释说，该公司在整个氢生态系统中拥有丰富的内部经验。这使得他们能够为应对行业内的挑战提供建议。
在演讲中，Van Goozen聚焦于为PEM电解槽选择合适的调节阀时所面临的挑战。Plug Power提供几种不同尺寸的电解槽，包括1兆瓦，5兆瓦和10兆瓦的解决方案。Van Goozen展示了该公司标准化5兆瓦系统的典型布局。多功能组件包括水净化和控制面板，“过程组件”包含阳极分离器、阳极泵、热交换器、电堆、阴极分离器和氢脱氧剂/干燥器。连接空冷器和冷却装置即为整个系统。
图片：5兆瓦PEM电解槽工艺流程
为了保证安全高效的运行，需要不同类型的阀门。这些阀门根据流体或应用挑战进行分类。阀门包括超纯水阀门、氢气阀门、氧气阀门和多功能阀门。
超纯水阀门
对超纯水阀门来说，防止流体污染至关重要。为了避免这种情况，调节阀除了在启动、正常运行和调节阶段具有良好的可控性外，其材料和精加工也很关键。艾默生公司的Fisher™EZ阀门设计紧凑，Cv范围宽，可在潮湿表面上进行电抛光，并且结果证明其污染非常小。
氢气阀门
在氢气段，氢脱氧剂/干燥器的下游，阀门必须能够承受启动期间的全压降，并在正常运行期间保持小压差。由于氢气易燃，因此必须避免过度泄漏。采用具有BSPP法兰连接和ISO 15484认证填料的艾默生Fisher EZ阀门。这有助于减少启动时间，让生产速率更灵活。泄露也被降到很低。
Biswal解释说，阴极分离器中的超纯水被回收到系统中，流体由阴极分离器液位调节阀控制。阀门出现高压降，导致溶解在水中的氢突然释放(一种称为“气体脱出”的现象)。这造成了侵蚀风险，可能导致超纯水的污染。这种应用的解决方案是Fisher easy-e – ES调节阀，具有Micro-Flat气蚀阀内件、闪蒸阀笼、耐腐蚀Alloy6合金，并在浇铸潮湿表面进行电抛光。阀门针对气体脱出和气蚀提供必要的保护，该解决方案已被证明非常可靠，水污染非常小。另一个优点是其安装成本较低，与同类阀门相比，调节阀只需要更少的弯头和更小的执行器。
氧气阀门
纯氧可以点燃和氧化金属和有机化合物。为了控制阳极分离器的氧气排放，可以使用Fisher GX阀门，该阀门带有大尺寸CF3M阀体，以降低流速。它符合欧洲工业气体协会(EIGA)的设计，是一种具有高控制范围的紧凑型阀门，非常适合这种类型的应用。
多功能阀门
在空冷器和热交换器之间流动的冷却水流速大，压差小。这种应用需要具有高调节性的紧凑型阀门，可以控制大流量。另一个挑战是环境温度不是恒定的，产率也会变化。Fisher V型半球球阀是这种应用的理想选择，具有优化的阀门设计，可为该阀门尺寸提供大容量。高可控性是可能的，Fisher V型球可形成等比例流量特性，且具有球阀容量。
Van Goozen总结道，组件的最佳选择需要对过程有深入的了解。传统的基于数据表的尺寸和选择可能导致不可靠的设计、错误和缺乏优化的生产和供应链。像艾默生这样的供应商的早期参与是确保管道设计和工艺条件能够成为优化解决方案的关键。
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