电解测试台的进水、产氢、冷却水三段流量分别怎么测？我们实验室电解槽功率 5 kW，产氢大概 1 Nm³/h，冷却水流量 200 L/h 左右，用一台流量计能搞定吗？

Question

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先说结论：一台搞不定，而且不是量程的问题，是介质和工况差异太大。我们去年帮某高校实验室搭过一套 5 kW PEM 电解测试台，进水、产氢、冷却水三段最后用了三台不同配置的 Alicat，下面把排查和选型过程写清楚。
第一步先分清三段的物理性质。进水是去离子水，流量很小，大概 0.5～2 L/h，压力 1～3 bar，温度 60～80 ℃；产氢是常压或微正压的氢气，1 Nm³/h 左右，带饱和水汽，温度 60～80 ℃；冷却水是闭式循环的纯水或乙二醇溶液，200 L/h，压力 2～4 bar，温度 25～50 ℃。三者量程差 100 倍以上，介质从液体到湿氢，不可能共用一台表。
进水段我们一开始想用涡轮，结果低流量下（0.5 L/h）直接丢脉冲，换成 Alicat 的液体科氏力微流量型，量程 0～5 L/h，精度 ±0.5% 读数，耐压 10 bar 以内，接在泵后、电解槽前，注意排气泡——去离子水容易析气，我们在表前加了一个 5 μm 过滤加脱气支路，读数才稳。
产氢段是重点。客户最初拿了一台热式质量流量计，量程 0～5 Nm³/h，结果一上电就漂，原因是氢气带饱和水汽，热式对湿度敏感。后来换成 Alicat 的科氏力质量流量计，量程 0～2 Nm³/h，精度 ±0.5% 读数 ±0.1% 满量程，接在气液分离罐之后、背压阀之前，压力控制在 0.2～0.5 bar 微正压，温度补偿到 80 ℃。这里有个细节：氢气密度低，科氏力信号弱，量程不能选太大，否则低负荷时信噪比差，我们特意把满量程压到 2 Nm³/h，实际常用 0.3～1.2 Nm³/h，读数很稳。
冷却水段相对简单，200 L/h、2～4 bar、25～50 ℃，用 Alicat 的液体涡轮或科氏力都行，我们选的是 0～500 L/h 科氏力型，精度 ±1% 读数，接在板换出口。注意乙二醇溶液会改变粘度，如果浓度超过 30%，标定要按实际介质做，不然会有 2～3% 偏差。
什么情况下这套做法不成立：一是产氢压力超过 10 bar，科氏力表的耐压和密封要重新选，成本会上去；二是进水流量低于 0.1 L/h，微流量科氏力也吃力，得考虑计量泵加称重法；三是冷却水如果含颗粒或藻类，科氏力管容易堵，得先过滤。另外三段表的信号最好统一走 4～20 mA 或 Modbus，接到同一套数据采集，不然时间戳对不齐，算效率会乱。
我们最后给那套台子配的是：进水 0～5 L/h 液体科氏力，产氢 0～2 Nm³/h 科氏力，冷却水 0～500 L/h 科氏力，三台都带温度和压力补偿，调试花了大概两天，主要是排气泡和设背压。运行半年，产氢段重复性在 ±0.8% 以内，客户拿这个数据发了一篇小论文。
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电解测试台的进水、产氢、冷却水三段流量分别怎么测？我们实验室电解槽功率 5 kW，产氢大概 1 Nm³/h，冷却水流量 200 L/h 左右，用一台流量计能搞定吗？

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