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说明：区分 AEL 碱性电解槽 和 PEM 质子交换膜电解槽（SOEC 示范项目仪表逻辑类似，但增加高温热电偶）。整套系统分为：原水预处理单元、整流供电单元、电解槽堆本体、气液分离循环单元、氢气纯化干燥单元、氧气处理单元、安全放空 / 泄放、自控与 SIS 安全联锁。 仪表分为：过程仪表（DCS 监控）、SIS 安全仪表（独立联锁，SIL 评估）、在线分析仪表。
原水水箱、多介质过滤器、活性炭过滤器、RO 反渗透膜组件、EDI 模块（PEM 必须；AEL 可用软化除盐水）
纯水水箱、纯水输送泵、精密过滤器、水质在线监测组件
变压器、整流柜（AC→DC 低压大电流）、直流母线、直流隔离开关、直流分流器 / 直流传感器
整流冷却系统（水冷 / 风冷）
电解槽单槽片、电极组件、隔膜（AEL）/ 质子交换膜（PEM）、密封垫片、端板、紧固螺栓
集流板、流体分配流道；AEL 配套碱液循环回路；PEM 配套纯水供给回路
循环泵（AEL 碱液循环泵 / PEM 纯水循环泵）
板式换热器 / 管壳换热器、冷却循环水系统、膨胀罐、缓冲罐、过滤器（回路精细过滤）
氢分离器、氧分离器（AEL 标配；PEM 简化，小系统可集成在槽体）
液位缓冲、回流管路、碱雾洗涤塔（AEL 独有）
冷却器、汽水分离器、分子筛干燥塔（吸附式干燥）、过滤器、氢气缓冲罐
需求：降低露点、去除水汽；AEL 还需要除碱雾；PEM 仅除水
氧侧冷却、气液分离、放空 / 回收；氧阻火器
氧气如果回收给化工 / 冶金，增加纯化；多数项目直接放空
安全阀、爆破片、阻火器（氢气 / 氧气专用）、氮气置换吹扫管路、放空总管、火炬（高风险项目）
氢气泄漏探测器、可燃气体报警、氧含量分析仪
DCS 控制系统、SIS 安全仪表系统（独立于 DCS）、PLC、远程 IO、阀门（切断阀、调节阀、单向阀）
🟢通用｜🟡AEL 独有｜🔵PEM 独有｜🔴SIS 安全仪表（参与联锁，独立）
表格
| 仪表 | 用途 | 备注 |
|---|---|---|
| 在线电导率仪 | 监测产水电阻率，判断 RO/EDI 失效 | 🟢；PEM 要求≥18.2MΩ・cm；AEL≥1MΩ・cm |
| pH 计 | 监测原水 / 产水 pH | 🟢 |
| 浊度仪 | 进水悬浮物监测，保护膜件 | 🟢 |
| 流量变送器（FT） | 原水、产水、浓水流量计量 | 🟢 |
| 压力变送器（PT） | 过滤器前后压差，判断滤芯堵塞；RO 膜进出口压力 | 🟢；压差表监测过滤器堵 |
| 液位变送器（LT） | 原水箱、纯水箱液位 | 🟢；高低液位报警；SIS 高 / 低液位联锁🔴 |
| 温度变送器（TT） | 水温，补偿电导率测量 | 🟢 |
表格
| 仪表 | 用途 | 备注 |
|---|---|---|
| 直流电压变送器 | 电解槽堆总电压监测 | 🟢；槽电压异常代表膜 / 隔膜损坏，是核心故障指标 |
| 直流电流变送器（分流器） | 电解槽总电流，核算产氢量 | 🟢；产氢理论流量由电流计算 |
| 绕组温度 / 水冷温度 TT | 整流柜冷却监测 | 🟢 |
| 功率变送器 | 输入有功功率，计算系统电耗 kWh/Nm³ | 🟢，能耗核算 |
表格
| 仪表 | 用途 | 备注 |
|---|---|---|
| 槽体温度 TT | 电解槽进出口介质温度 | 🟢；超温联锁🔴 |
| 压力变送器 PT | 氢侧、氧侧槽内压力；氢氧差压监测 | 🟢；差压是 AEL 最关键安全指标，防止隔膜被压差撕裂，SIS 联锁🔴 |
| 液位 LT | 氢分离器、氧分离器液位 | 🟡AEL；高低液位联锁，防止碱液窜入氢气管路🔴 |
| 循环流量 FT | 碱液循环流量（AEL）/ 纯水循环流量（PEM） | 🟢；流量过低导致局部过热，SIS 低流量联锁🔴 |
| 在线 KOH 浓度计 | 监测碱液浓度，补碱 / 排污 | 🟡AEL 独有 |
| 回路压差 PT | 循环过滤器进出口压差，判断滤芯堵塞 | 🟢 |
💡重点：氢氧两侧差压仪表，AEL 对差压控制极其严格，一般控制 ±500Pa 以内；一旦压差过大，隔膜撕裂，氢氧互串爆炸风险。PEM 膜强度更高，但依然需要差压保护。
表格
| 仪表 | 用途 | 备注 |
|---|---|---|
| 氢气压力 PT | 分离器、干燥塔、氢气缓冲罐压力 | 🟢；高压超压 SIS 联锁🔴 |
| 氢气流量 FT | 产氢总流量，贸易 / 产量统计；推荐质量流量计 | 🟢；温压补偿 |
| 氢气温度 TT | 冷却器进出口温度 | 🟢 |
| 在线氢气露点仪 | 干燥后氢气露点，判断分子筛失效 | 🟢；一般要求≤-60℃ |
| 在线氢纯度分析仪 | H₂体积百分比纯度 | 🟢；AEL 99.7%，干燥后 99.99%；PEM 原生更高 |
| 在线氧含量分析仪（氢侧） | 监测氢气中 O₂含量，判断是否氢氧串气 | 🟢🔴；最重要安全分析仪表，O₂超标立即联锁停机；氢中氧超过阈值（一般 2% vol）触发 SIS 停机 |
| 液位 LT | 氢气汽水分离器液位 | 🟢 |
表格
| 仪表 | 用途 | 备注 |
|---|---|---|
| 氧气压力 PT | 氧分离器、氧放空管线压力 | 🟢；氧侧压力与氢侧做差压控制🔴 |
| 氧气流量 FT | 产氧流量，配比核算 | 🟢 |
| 在线氧纯度分析仪 | 氧浓度 | 🟢 |
| 在线氢含量分析仪（氧侧） | 氧气中 H₂含量，判断膜 / 隔膜破损串气 | 🟢🔴；氧中氢超标，SIS 联锁停机 |
| 温度 TT、液位 LT | 氧分离器温度、液位 | 🟡AEL |
⚠️氧气仪表选型：禁油！ 压力变送器、阀门、流量计必须脱脂处理，不能有油脂，防止氧自燃。
表格
| 仪表 | 用途 | 备注 |
|---|---|---|
| 冷却水流量 FT、压力 PT、温度 TT | 循环冷却水监测 | 🟢 |
| 可燃气体探测器（氢气） | 厂房、阀组区氢气泄漏检测 | 🟢🔴；多点布置，SIS 报警 + 联锁切断 |
| 有毒 / 腐蚀性气体探测器 | AEL：碱雾氨气等 | 🟡AEL |
| 氮气压力 PT | 置换吹扫氮气气源压力 | 🟢 |
SIS 和 DCS 仪表分离：氢氧差压、氢中氧、氧中氢、氢气可燃探测、高低液位、超温超压，SIS 必须独立传感器，不能和 DCS 共用一支变送器，满足 SIL2 常用要求。
介质特殊选型
氢气：变送器壳体防爆 Ex d IIC T4/T6；氢气会渗透普通传感器膜片，氢脆风险，选哈氏合金 / 蒙乃尔膜片
氧气：全部脱脂禁油，严禁油脂；传感器膜片选用 316L 或哈氏合金
AEL 碱液回路：KOH 强腐蚀，选哈氏合金、PTFE 衬里；普通不锈钢会腐蚀
流量仪表选型推荐
氢气成品计量：热式质量流量计优先，不受压力温度影响；小口径也可用涡街；贸易计量考虑科里奥利质量流量计
液体回路（纯水 / 碱液）：电磁流量计（导电介质）；纯水低电导可选涡轮 / 超声
在线分析仪表维护
氢中氧、氧中氢、露点仪需要样气预处理系统（过滤、除水、减压）；样气管路材质选择适配氢气 / 氧气，定期校准。
KOH 碱液浓度在线监测
氢 / 氧分离器液位变送器（大量）
碱液回路腐蚀工况变送器（PTFE 衬里、哈氏合金）
碱雾相关监测
EDI 超纯水电阻率严格监测（18.2MΩ・cm）
进水微量金属离子监测（部分项目离线 + 在线 TOC）
PEM 没有碱液回路，省去碱液相关仪表；但水质分析仪表等级更高。
氢氧差压超限 → SIS 切断直流电源，切断进出料，氮气吹扫
氢中氧超标 / 氧中氢超标 → SIS 紧急停机
槽温超高、循环流量过低 → SIS 停机
氢罐压力超高 → 安全阀打开，联锁放空
厂房氢气泄漏高报 → 切断电源、氮气置换
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