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作为重要的清洁能源之一，氢能广泛应用于交通运输、工业生产、航空航天等众多领域。据预测，到2050年，氢能在中国能源体系中占比将达10%，大量增长的氢气需求将刺激最为低碳的制氢技术，通过可再生能源电解水制氢迅速发展。

根据氢气的来源不同，我国的氢气产业分为灰氢、蓝氢和绿氢，其中电解水制得的绿氢能充分有效地利用可再生能源，制氢过程中零碳排放，被认为是实现氢能经济的最环保最有前途的方法。

碱性电解水（ALK）是目前技术最成熟、投资成本最低的电解水方法，它使用碱性溶液（如氢氧化钾）作为电解质，利用双极性电解槽，通过电流将水分解成氢气和氧气。主要工艺由电解水和氢气提纯两部分组成，控制要点包含碱液循环、电解槽控流、平衡分离器液位、氢氧状态监测和提纯顺序控制等。过程需要对精密复杂的电解槽进行温度、电流、水量、气量等参数的实时监测、调节与控制，其协同性与精准度对于氢气生产效率及安全性有较大的影响。

科远电解水制氢行业解决方案

科远智慧电解水制氢行业解决方案以NT6000分散控制系统为核心，以EmpoworX工业互联网平台为支撑，通过自动化设备实现信息数据自动采集与收集，实时传送到DCS系统，实现生产过程的全面自动化控制与运行优化，并可将生产数据上传至上层信息化系统，实现生产管理一体化协同作业，集团公司全周期、全方位业务管控、智能决策，以最高的效率和最低的寿命周期成本实现绿色制氢智能化生产。

方案价值

生产更高效：生产全过程管控、优化生产过程控制、提升装置自动化投入率，保证装置长期稳态运行，提升产品质量产量，真正实现绿氢企业安稳长满优的总体目标。

运行更经济：打破生产数据孤岛、整合产业上下游资源、灵活进行生产管理，提高企业周转效率，降低企业管理成本。生产能耗优化管控，提升能源使用效率和生产灵活性，不断降低生产成本，增强企业核心竞争力。

人员更安全：全流程自动化管控，确保绿氢生产装置安全稳定，保证装置安全水平，大大降低操作人员安全风险。通过安全环保一体化管控平台，显著提高企业事故预防和应急救援、环保能力，为企业安全生产保驾护航。

系统方案

电解水制氢主要包含水电解、氢气纯化两个主要工段。方案以NT6000智能控制系统为核心，由人机接口（HMI）、监控软件（GraphX）、控制网络（eNET）、分散处理单元（DPU）、I/O 网络（eBUS）和IO模件等部分组成。

主要控制点：

● 整流柜、电解槽电流、电压

● 碱液循环流量、温度

● 氢氧分离器液位、液位差

● 系统压力

● 氢中氧、氧中氢含量

● 干燥塔温度

● 脱氧塔温度

● 再生流量

● 露点、微氧含量

电解水自动化控制

电解水过程中，通过DCS指令启动碱液循环泵，使碱液处于稳定循环状态，通过整流柜给电解槽施加直流电源，使电极阴极在电流作用下产生氢气，阳极产生氧气，氢氧通过电解槽顶部不同的气孔溢出。使电极按照设定的上升曲线，逐步稳定上升至生产负荷。DCS自动控制调节氢/氧侧保压阀和调节阀以及补水阀，保持氢氧分离器液位平衡。

同时，在氢气分离过程中，实时自动检测气量、压力、氢中氧等参数，自动调节电流、冷却水等，保障系统的安全高效运行。NT6000系统支持多台电解槽同步运行控制。

通过实时检测氢中氧、氧中氢含量，自动调整纯化阀、放空阀开度，保证电解系统的压力稳定。电解制得的氢气转入纯化阶段，氧气放空或进入回收工段。

同步设置控制气源压力低联锁、系统压力高联锁、碱液温度高联锁、氢氧侧液位高低联锁、氢氧侧液位差联锁、氢中氧氧中氢高联锁、整流柜超压超流联锁、整流柜保护联锁、氢氧侧槽温高保护联锁等，任一联锁触发，急停整流柜和制氢系统，保障生产安全运行。

氢气纯化自动控制

氢气进入纯化阶段后，需经分离器-脱氧器-干燥器进一步提纯。通过脱氧器升温催化去除气体中的氧气，高纯氢气通过分子筛干燥塔吸附其中的水分子，进步一提纯，经过微氧、露点仪检测合格后，即可供给下游用氢工段或者存储外售。

常规干燥是采用三塔干燥流程，使用成品氢气作为再生气，再生效果好。三塔工作流程分别执行工作、再生、吸附，通过自动化系统实现整套装置的连续工作。单塔工作24小时，三塔整套工作一遍需72小时，纯度可达99.9%以上，为优质氢气。

同步设置脱氧塔加热进出口超温联锁、干燥塔进出口超温联锁、纯化压力高联锁、再生流量低联锁等，纯化压力高联锁触发，急停纯化系统。其他联锁触发不停顺控，仅关闭加热器，低于联锁再次打开。

SIS系统安全保障

科远为电解水制氢生产提供SIS安全仪表系统，用作紧急工况下保护性联锁，保证装置安全水平，SIS保护联锁包含：系统压力高高联锁、氢侧液位高高/低低联锁、氧侧液位高高/低低联锁、整流柜故障联锁、纯化压力高高联锁、急停等触发条件。

一体化平台全管控

科远还可为电解水制氢企业提供基于环境健康安全管理HSE体系的“工业互联网+安全生产”智慧管控平台，通过将工业互联网、物联网、三维定位、云计算、AI智能分析等先进技术应用到安全生产监督管理业务中，对感知数据进行统一管理，构建一个面向服务的智慧安环管理平台，为企业安全生产和安监部门的监督管理提供高效实时的智能应用与服务，实现全员参与的安全生产全要素、数字化管理，切实提升安全管理水平。

成功案例：目前，科远智慧电解水制氢行业解决方案已在宝丰能源“国家级太阳能电解水制氢综合示范项目”、上海联丰西宁阿斯特电解水制氢、山西阳泉康博特电解水制氢等项目中得到成功应用，为用户制氢生产高效、经济、安全运行保驾护航。

作为战略性新兴产业重点发展方向，氢能对于实现碳达峰、碳中和的目标具有重要支撑作用。科远智慧将进一步运用先进的自动化、信息化、智能化技术与解决方案，持续助力电解水制氢行业高效、安全、智慧运行，为推动电解水制氢系统和设备产业化，实现“双碳”目标下的氢能产业高质量发展贡献力量。