氢能全链条仪表配置指南｜电解槽 + 储氢瓶组 + 加氢站（压力 / 流量 / 温度）

适用：碱性电解、PEM 电解、氢气增压、储氢管束、70MPa 加氢站；兼顾工艺监控、SIS 安全联锁、能耗 / 碳核算计量、加氢贸易结算；品牌主线延续基尔普朗克 KP‑PT 单晶硅、KPWJ 涡街、科氏质量流量计，配套川仪、麦克梯队。

统一前置规则：氢气 ⅡC T1；涉湿氢 / 高压氢优先镀金膜片 + FFKM 全氟醚密封；联锁测点 SIL2，计量测点 CPA（介质含氢气）；碳核算采集要求累积存储、时间戳、Modbus/HART。

一、电解水制氢单元（PEM / AEL 碱性电解槽）

风险核心：氢氧侧压差超限、膜击穿、氢窜氧爆炸；压差是第一安全参数。

压力 / 差压

1. 阴极氢侧压力变送器：0.075 级单晶硅 KP‑PT，镀金膜片，Ex ia IIC T1，SIL2

2. 阳极氧侧压力变送器：同型号、同精度、SIL2

3. 氢氧微差压变送器（SIS 联锁核心）：单晶硅差压，小量程（0~±50kPa），差动零点稳定，联锁动作阈值由 HAZOP 确定

4. 纯水供水、循环冷却、碱液回路：扩散硅压力（非 SIS，降本）

流量

1. 产氢总管（电解出口，低压湿氢）：氢气标定热式质量流量计，宽量程比，适配变负荷；不建议涡街

2. 纯水进料、碱液循环：电磁流量计（导电介质），0.5 级，CPA，用于能耗计量

3. 氮气吹扫支路：热式或涡街

温度

1. 电解槽本体测温：A 级 PT100 铠装热电阻

2. 气液分离器、换热器：B 级 PT100

配套积算

产氢量、水耗接入能源碳平台，统计制氢电耗、水耗，支撑绿氢溯源、碳核算。

备注：湿氢严禁普通差压，必须抗氢渗透配置；定期校验压差零点。

二、增压压缩机单元（隔膜压缩机 / 液驱增压）

介质：干燥氢气，压力逐级抬升至 20/45/90MPa

压力

1. 各级进出口压力、缓冲罐压力：单晶硅 KP‑PT，高压款，镀金膜片；联锁测点 SIL2

2. 超压 SIS 停机测点独立设置，一取二 / 二取二冗余，不与 DCS 共用一台变送器

流量

1. 增压后高压总管（稳定大流量、能耗考核）：孔板 + KP‑PT 单晶硅差压成套，AGA8 模型

2. 贸易交接、流量波动大：氢气专用科里奥利质量流量计，氢气实流标定、CPA 氢气介质

温度

压缩机缸体、冷却器出口 PT100；高温报警联锁

三、储氢瓶组 / 储氢管束（20MPa / 45MPa / 90MPa）

重点：瓶组压力均衡、超压泄放、温度升高（绝热压缩升温）监测

压力

1. 瓶组总管压力：高压单晶硅 KP‑PT，镀金膜片；SIS 超压联锁

2. 分组歧管压力：单晶硅，做瓶组均压监控

禁止普通扩散硅长期用于 90MPa 储氢，静压漂移、氢渗透风险高

流量

储氢进出总管：同增压出口方案；科氏优先用于对外转供计量

温度

瓶组外壁 / 气相 PT100；快速充氢时温升明显，温度参与安全逻辑（充氢限流、暂停）

补充

安全阀前压力不单独配计量表；只做安全监测。

四、加氢站（35MPa / 70MPa，对外加氢贸易结算）

分：进站高压氢、储氢瓶组、加氢机、回氢、冷却回路；加氢枪计量是强监管贸易点

压力

1. 进站总管、储氢井 / 瓶组、顺序盘：高压单晶硅 KP‑PT，Ex ia IIC T1，SIL2

2. 加氢机内部压力传感器：高压氢兼容型，参与压力闭环、过压保护

3. 回氢管路压力：单晶硅

流量（加氢站最核心）

1. 加氢机贸易计量（强检、CPA）：氢气专用科氏质量流量计（行业主流方案），氢气实流标定，可溯源、市场监管强制检定；不使用差压式做加氢结算

2. 站内内部能耗考核总管：孔板 + 单晶硅差压成套，用于站内能耗、碳台账，不作为对外结算

3. 氮气吹扫：热式流量计

温度

预冷回路温度、储氢瓶温度、加氢枪出口 PT100；70MPa 加氢必须温控，控制加注温升。

五、全链条仪表选型速览总表

表格

六、氢能仪表统一技术硬性规范（可直接进技术协议）

1. 涉氢接液：高压＞10MPa、湿氢工况：316L 镀金膜片≥2μm + FFKM 密封，氦检 + 氢渗透老化报告；干燥低压氢可 316L

2. 防爆：氢气优先 Ex ia IIC T1 Ga；次选 Ex d IIC T1；不建议仅 T4/T6

3. SIL：参与 SIS 联锁压力 / 差压：SIL2，全套 FMEDA、PFDavg，HAZOP 可提交

4. 计量：贸易关口科氏，CPA 证书介质包含氢气；差压成套配 AGA8 真实气体模型；电磁 / 涡街对应介质 CPA

5. 通讯：HART7 + Modbus‑RTU；累积断电保存、≥12 个月历史日志，对接绿氢溯源、碳双控平台

6. 标定：科氏、热式贸易表要求氢气实流标定，禁止氮气 / 空气换算作为结算依据

七、品牌分工（国产化替换方案）

• 安全联锁压力 / 微差压：基尔普朗克 KP‑PT 单晶硅谐振（主力）、麦克 MDM7000

• 高压差压流量成套：节流件 + KP‑PT + AGA8 积算仪

• 氢气贸易结算：基尔普朗克氢气科氏、川仪科氏

• 低压产氢小流量：氢气标定热式

• 水、碱液回路计量：川仪 / 迅尔电磁

• 蒸汽公用工程：KPWJ 一体化温压涡街（IAPWS‑IF97）