纯水氢气发生器：避免“过压停机”与“产氢不足”的方案

　　纯水氢气发生器通过电解超纯水（电阻率≥10MΩ・cm）产生高纯度氢气（额定产氢量通常100-1000mL/min），广泛应用于实验室分析、工业辅助供气等场景。“过压停机”由系统压力超安全阈值（通常0.8-1.2MPa）触发，“产氢不足”则因电解效率下降导致，需通过“压力精准控制-电解系统维护-原料水优化-状态实时监测”协同预防，保障设备连续稳定运行。

　　一、压力控制优化：避免过压停机的核心

　　通过多级压力调节与安全防护，确保系统压力稳定在安全范围：

　　双级压力阀联动控制：在氢气输出端串联“先导压力阀+背压阀”——先导压力阀设定工作压力（如0.4MPa，适配气相色谱载气需求），实时调节氢气输出量；背压阀设定安全阈值（如1.0MPa，低于设备停机压力0.2MPa），当先导阀故障导致压力升高时，背压阀自动泄压（泄压速率≥500mL/min），避免压力触及停机阈值。定期（每月1次）校准压力阀，确保误差≤±0.02MPa。

　　流量匹配与缓冲设计：根据下游用氢设备的实时耗氢量（如气相色谱瞬时耗氢量50mL/min），通过设备内置流量传感器（精度±2%）调节产氢速率，避免“产氢＞耗氢”导致压力累积；在储氢腔加装缓冲罐（容积≥设备10分钟产氢量），平衡压力波动（如用氢设备启停时，缓冲罐可吸收压力冲击，压力波动≤0.05MPa），减少过压风险。

　　二、电解系统维护：保障产氢效率的关键

　　电解槽与电极的状态直接影响产氢量，需定期维护避免性能衰减：

　　电解槽清洁与活化：每3-6个月拆解电解槽，用5%稀硫酸溶液（温度25-30℃）浸泡电极板（钛基涂层电极）30分钟，清除表面析出的氢氧根杂质（如NaOH结晶），再用超纯水冲洗至中性；若电极涂层出现剥落（如钛基涂层露出基底），需及时更换电极板（避免电解效率下降30%以上），确保产氢量稳定。

　　电源与膜组件检查：检查电解电源输出电压（通常1.8-2.2V）与电流（根据产氢量匹配，如100mL/min产氢对应电流1.5A），若电压异常升高（超2.5V），可能是膜组件老化（质子交换膜渗透率下降），需更换膜组件（建议每1-2年更换1次）；电源模块定期（每季度）除尘，避免散热不良导致输出电流波动，影响产氢量。
 

　　三、原料水管理：预防产氢不足的基础

　　纯水纯度与用量不足会直接导致电解效率下降，需严格管控：

　　原料水纯度把控：仅使用超纯水（电阻率≥10MΩ・cm，总有机碳≤5ppb），避免自来水或低纯度水含有的离子（如Ca²⁺、Cl⁻）在电极表面结垢，导致电解电阻增大（产氢量下降10%-20%）；在进水口加装0.22μm滤膜，过滤水中颗粒物，防止堵塞电解槽流道。

　　水位与补水控制：设备运行时保持水箱水位在60%-80%（通过液位传感器实时监测），水位低于50%时自动停机补水（避免空烧导致电解槽干烧损坏）；补水时采用“慢充模式”（补水速率≤100mL/min），防止水位骤升导致电解槽内水流紊乱，影响产氢稳定性。

　　四、状态监测与预警：提前规避故障风险

　　通过实时监测与预警，及时发现异常并处理：

　　参数实时监控：启用设备智能监测功能，实时显示压力（精度±0.01MPa）、产氢量（精度±5mL/min）、水温（电解槽温度≤40℃）等参数，当压力超0.9MPa或产氢量低于额定值90%时，触发声光报警（报警响应时间≤1秒），提醒操作人员干预。

　　定期性能校验：每季度用皂膜流量计校准产氢量（如额定100mL/min的设备，实测值应≥95mL/min），若偏差超5%，需排查电解系统或压力控制环节；同时检测氢气纯度（用气相色谱分析，纯度应≥99.999%），纯度下降可能是空气泄漏（如管路接口密封不良），需用肥皂水检测泄漏点并密封，避免杂质影响产氢效率。

　　通过以上方案，可使纯水氢气发生器“过压停机”频率降低80%以上，产氢量稳定在额定值95%以上，适配下游设备的连续用氢需求，同时延长设备使用寿命（从2-3年延长至3-5年），降低维护成本。