应用背景

电解水制氢是利用电能将水分解生成氢气和氧气的重要制氢技术路线，广泛应用于新能源、绿色能源、工业气体供应、化工配套及综合能源利用等领域。
根据附图所示，电解水制氢系统主要由纯水制备装置、电解槽、气液分离器、洗涤器、冷却系统、气体干燥及储存单元组成。系统运行过程中，纯水经过处理后进入电解槽，在电能作用下产生氢气和氧气，随后经过气液分离、冷却、洗涤、干燥等环节，最终进入储气系统或后续应用设备。
整个工艺流程涉及水质、压力、温度、流量、液位等多个关键参数，需要通过过程仪表进行连续监测，实现设备运行状态管理及自动化控制。
针对电解水制氢过程中高压运行、碱液介质、高温环境、气液分离及安全联锁控制等特点，LEEG可提供压力变送器、差压变送器、电磁流量计、温度变送器及投入式液位变送器等产品，用于制氢系统关键工艺参数测量。

行业挑战

电解水制氢系统包含多个工艺环节，不同区域存在不同测量需求：
• 电解槽区域涉及高温、高压及电解液循环；
• 气液分离区域需要稳定控制气体压力和液位；
• 氢气、氧气管路需要持续监测压力变化；
• 循环冷却系统需要控制温度和流量；
• 碱液循环系统存在腐蚀性介质影响。
同时，制氢设备通常要求长期连续运行，仪表需要适应复杂工况，并提供稳定的数据输出，用于PLC、DCS及能源管理系统。

电解槽压力监测

应用难点

电解槽是制氢系统的核心设备，内部进行电解反应，会持续产生氢气和氧气。随着产气量变化，系统压力会发生波动。
如果压力控制不稳定，可能影响气液分离效果及后续气体处理流程，因此需要实时掌握电解槽运行压力。
此外，电解槽附近可能存在碱性电解液，对仪表接液材料提出要求。

LEEG解决方案

在电解槽氢侧、氧侧出口及相关管路安装压力变送器，连续监测气体压力变化。
根据介质特点，可选择适合的隔膜材质及过程连接方式，提高仪表在碱性环境中的适用性。
通过压力信号反馈，可参与系统压力调节及运行状态分析。
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氢气与氧气管路压力监测

应用难点

电解产生的氢气和氧气需要经过分离、冷却、洗涤及干燥处理后进入储存系统。
气体输送过程中，压力受到产气量、阀门调节、储罐压力变化等因素影响，需要持续监测管路压力。

LEEG解决方案

在氢气出口、氧气出口、气体缓冲罐及储气管路安装压力变送器，实时采集气体压力。
通过压力数据，可帮助分析气体输送状态，并为后续压缩、储存及使用环节提供运行数据。
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气液分离器液位监测

应用难点

电解产生的气体中通常夹带部分电解液，需要通过气液分离器进行分离。
分离器液位过高可能影响气液分离效果，液位过低可能影响循环系统运行，因此需要连续监测内部液位变化。
同时，分离器内部存在压力环境，对液位测量方式提出要求。

LEEG解决方案

采用差压变送器或投入式液位变送器对气液分离器液位进行测量。
通过压力差或静压力变化计算液位高度，将数据传输至控制系统，实现液位状态监测。
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碱液循环系统监测

应用难点

部分碱性电解水制氢系统采用碱液作为电解介质，碱液需要在电解槽与循环系统之间持续流动。
循环过程中，需要监测碱液流量、压力及储罐液位，保证系统运行参数处于合理范围。
同时，碱液具有腐蚀性，对仪表接液材料选择提出要求。

LEEG解决方案

在碱液循环管路安装电磁流量计，监测循环介质流量。
在循环泵出口及管路位置安装压力变送器，监测循环压力。
针对碱液储罐，可配置投入式液位变送器进行液位测量。
根据介质特点，可选择316L、哈氏合金等适合工况的接液材料配置。
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冷却系统温度与流量监测

应用难点

电解过程会产生热量，需要通过冷却水系统控制设备温度。
冷却效果受到循环流量、换热设备状态及环境温度影响，因此需要监测冷却介质温度和流量变化。

LEEG解决方案

在冷却水进出口管路安装温度变送器，监测冷却介质温度变化。
同时，在循环管路安装电磁流量计，监测冷却水流量。
通过温度与流量数据结合分析，可为冷却系统运行管理提供数据支持。
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纯水供应系统监测

应用难点

电解水制氢对进水质量有一定要求，纯水系统需要稳定向电解槽提供符合工艺要求的水源。
供水压力、流量及储水罐液位变化会影响电解系统连续运行。

LEEG解决方案

在纯水输送管路安装压力变送器和电磁流量计，监测供水压力及流量。
在纯水储罐安装投入式液位变送器，实时掌握储水量。
通过数据采集，可为纯水供应系统运行管理提供参考。
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制氢系统自动化监测方案

应用难点

电解水制氢设备通常采用PLC、DCS或能源管理系统进行集中控制，需要现场仪表持续提供压力、温度、流量及液位数据。
同时，系统涉及氢气、氧气、电解液等多个介质，需要对关键参数进行联动管理。

LEEG解决方案

LEEG过程测量产品支持：
• 4～20mA输出；
• HART通信；
• Modbus RTU（可选）。
可接入PLC、DCS及工业控制系统。
系统可实时监测：
• 电解槽压力；
• 氢氧气体压力；
• 气液分离器液位；
• 碱液循环流量；
• 冷却水温度及流量；
• 储罐液位。
通过运行数据采集，为设备运行分析、维护管理及工艺调整提供数据支持。

特殊工况适应方案

应用难点

电解水制氢设备存在以下测量挑战：
• 碱液介质具有腐蚀性；
• 气体压力变化频繁；
• 部分区域存在高温工况；
• 系统需要长期连续运行。
因此，仪表需要根据介质、压力等级和安装位置进行合理选型。

LEEG解决方案

LEEG可根据电解水制氢项目需求，对仪表：
• 接液材质；
• 隔膜材料；
• 过程连接；
• 防护等级；
• 输出方式；
进行配置。
适用于：
• 碱性电解水制氢系统；
• PEM电解水制氢辅助系统；
• 氢气纯化系统；
• 气液分离系统；
• 循环冷却系统。

为什么选择LEEG

针对电解水制氢系统高压气体监测、碱液循环、气液分离、冷却控制及自动化管理等应用特点，LEEG提供压力变送器、差压变送器、电磁流量计、温度变送器及投入式液位变送器等产品，覆盖电解槽、分离器、循环系统、纯水系统及储存系统等关键工艺环节。
通过压力、温度、流量及液位参数的综合监测，可帮助用户获取制氢设备运行数据，为系统控制、设备维护及运行管理提供支持。