氫氣站設(shè)計(jì)規(guī)范

1、總 則 101 本條是本規(guī)范的宗旨。鑒于氫氣是可燃?xì)怏w，且著火、爆炸范圍寬，下限低，氫氣站的安全生產(chǎn)十分重要。各種制氫方法均需消耗一定數(shù)量的能量，有的制氫方法需消耗比較多的一次能源或二次能源，如水電解制氫需消耗較多的電能，因此，應(yīng)十分注意降低能量消耗，節(jié)約能源。氫氣目前主要廣泛應(yīng)用于冶金、電子、化工、電力、輕工、玻璃等行業(yè)，用作保護(hù)氣體、還原氣體、原料氣體等，由于在生產(chǎn)過程中的作用不同，對(duì)氫氣的質(zhì)量要求也各不相同，應(yīng)充分滿足生產(chǎn)對(duì)氫氣質(zhì)量的要求。氫能被譽(yù)為21世紀(jì)的“清潔能源”，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，氫能的應(yīng)用將會(huì)逐步得到推廣。因此，氫氣站、供氫站設(shè)計(jì)，必須認(rèn)真貫徹各項(xiàng)方針政策，切實(shí)采取防火、防

2、爆安全技術(shù)措施；認(rèn)真分析比較，采用先進(jìn)、合理的氫氣生產(chǎn)流程和設(shè)備；認(rèn)真執(zhí)行本規(guī)范的各項(xiàng)規(guī)定，使設(shè)計(jì)做到安全可靠，節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境，滿足生產(chǎn)要求，達(dá)到技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理。1 近年來，國內(nèi)工業(yè)氫氣制取方法主要有：水電解制氫、含氫氣體為原料的變壓吸附法提純氫氣、甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化制氫以及各種副產(chǎn)氫氣的回收利用等。各種制氫方法因工作原理、工藝流程、單體設(shè)備的不同，各具特色和不同的優(yōu)勢，各地區(qū)、行業(yè)和企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身的實(shí)際情況和具體條件，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后合理選擇氫氣制取方法。如上海××鋼鐵公司，在一期工程時(shí)，采用水電解制氫方法，裝設(shè)2臺(tái)氫氣產(chǎn)量為200Nm3h的水電解制氫裝置，由于生產(chǎn)發(fā)

3、展的需要，氫氣需求量大幅度增加，該公司在擴(kuò)建工程中采用于利用公司內(nèi)焦化廠的副產(chǎn)焦?fàn)t煤氣(含氫氣5060)為原料氣的變壓吸附提純氫氣系統(tǒng)，氫氣產(chǎn)量為2000Nm3h、氫氣純度大于99.99。變壓吸附提純氫氣技不及裝置已在我國石化、冶金、電子等行業(yè)推廣應(yīng)用，取得了良好的能源效益、經(jīng)濟(jì)效益。甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化制氫也在國內(nèi)外得到積極應(yīng)用，據(jù)了解國內(nèi)有多家制造單位已商品化生產(chǎn)，僅北京、天津就有多套500Nm3h左右的甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化制氫系統(tǒng)正在運(yùn)行中。各種制氫方法以不同的規(guī)模在各行業(yè)設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，制氫以及氫氣純化、壓縮、灌裝技術(shù)日臻完善。據(jù)了解，國內(nèi)設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行中的產(chǎn)氫量15萬Nm3h的

4、變壓吸附提純氫氣系統(tǒng)、產(chǎn)氫量350Nm3h的水電解制氫系統(tǒng)等正在良好地運(yùn)轉(zhuǎn)中。實(shí)踐證明，采用各種制氫方法的氫氣站在我國已有成熟的設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，為此本規(guī)范應(yīng)該適應(yīng)這種實(shí)際情況和需求，從只適用于水電解制氫的氫氧站擴(kuò)大為適用于各種制氫方法的氫氣站，并按此要求將各章、節(jié)和條文作相應(yīng)的修改和補(bǔ)充。2 本條所指的供氫站是不含氫氣發(fā)生設(shè)備，以氫氣鋼瓶或氫氣長管鋼瓶拖車或管道輸送供應(yīng)氫氣的建筑物、構(gòu)筑物的統(tǒng)稱。本條所指的氫氣，應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)氫、純氫、高純氫和超純氫中規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)及要求。據(jù)調(diào)查，目前國內(nèi)電子、冶金、石化、電力、機(jī)械、輕工等行業(yè)使用的氫氣，除了工廠自建氫氣站外，瓶裝或鄰近工廠

5、用管道輸送供應(yīng)的氫氣，均符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。國家標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)指標(biāo)如表1。供氫站根據(jù)氫氣來源、規(guī)模、技術(shù)參數(shù)的不同，可包括：氫氣匯流排間、實(shí)瓶間、空瓶間、氫氣純化間、氫氣加壓間等。103 本條規(guī)定的依據(jù)為：1 氫氣的主要特性。(1)主要特征數(shù)據(jù)：比重：20時(shí)(空氣1)為0.06953；燃燒溫度；在空氣中為574，在氧氣中為560；燃燒界限：在空氣中為475(體積)，在氧氣中為4.594(體積)；爆轟界限：在空氣中為18.359(體積)，在氧氣中為1590(體積)；不燃范圍：空氣-氫-二氧化碳中O28，空氣氫氧中O25；最大點(diǎn)火能量(大氣壓力)：在空氣中為0.000019J，在氧氣中為0.0

6、00007J；最高燃燒溫度(氫氣與空氣的體積比為0.462)為2129。(2)氫氣無色無嗅，人們不能憑感覺發(fā)現(xiàn)。(3)氫氣比空氣輕，呈上升趨勢。(4)當(dāng)氫氣與空氣或氧氣混合時(shí)，形成一種混合比范圍很寬的易燃易爆混合物。(5)點(diǎn)燃爆炸混合物所需能量低，僅為汽油空氣混合物點(diǎn)火能的110。一個(gè)看不見的小火花就能引燃。(6)氫氣易擴(kuò)散，約比空氣擴(kuò)散快3.8倍。(7)氫氣易泄漏，由于分子量小和粘度低，氫氣的泄漏約為空氣的2倍。2 按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范的規(guī)定，氫氣站、供氫站屬于甲類生產(chǎn)。3 按照爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范中的有關(guān)條款規(guī)定，確定氫氣站、供氫站內(nèi)有爆炸危險(xiǎn)區(qū)域?yàn)?區(qū)或2區(qū)的主要

7、依據(jù)是： (1)有爆炸危險(xiǎn)的制氫間、氫氣純化間、氫氣壓縮機(jī)間等的空間都不大，設(shè)備布置間距最大僅4m，因此本規(guī)范規(guī)定，建筑物內(nèi)部的爆炸危險(xiǎn)區(qū)域范圍，一般以房間為單位。(2)規(guī)范規(guī)定，“1區(qū)：在正常運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境；”并在注中明確：“正常運(yùn)行是指正常的開車、運(yùn)轉(zhuǎn)、停車，易燃物質(zhì)產(chǎn)品的裝卸，密閉容器蓋的開閉，安全閥、排放閥以及所有工廠設(shè)備都在其設(shè)計(jì)參數(shù)范圍內(nèi)工作的狀態(tài)?！睔錃庹緝?nèi)有爆炸危險(xiǎn)的房間內(nèi)的生產(chǎn)設(shè)備在開車、停車時(shí)，均有可能出現(xiàn)爆炸性混合氣體環(huán)境。(3)對(duì)“第一級(jí)釋放源”的規(guī)定是：“預(yù)計(jì)正常運(yùn)行時(shí)周期或偶爾釋放的釋放源在正常運(yùn)行時(shí)會(huì)釋放易燃物質(zhì)的泵、壓縮機(jī)和閥門等的密封處”

8、鑒于目前閥門等附件的密封性能難以保證易于泄漏的氫氣不外泄，所以，氫氣站有爆炸危險(xiǎn)房間內(nèi)，在正常運(yùn)行時(shí)，存在著周期或偶爾釋放的釋放源，即屬于第一級(jí)釋放源。(4)根據(jù)規(guī)定，釋放源級(jí)別和通風(fēng)方式與爆炸危險(xiǎn)區(qū)域劃分和范圍之間的關(guān)系是：在自然通風(fēng)和一般機(jī)械通風(fēng)的情況下，第一級(jí)釋放源可劃為1區(qū)；當(dāng)通風(fēng)良好時(shí)，應(yīng)降低爆炸危險(xiǎn)區(qū)域等級(jí)；局部機(jī)械通風(fēng)，在降低爆炸性氣體混合物濃度方面比自然通風(fēng)和一般機(jī)械通風(fēng)更為有效時(shí)，可采用局部機(jī)械通風(fēng)使等級(jí)降低。根據(jù)對(duì)各種類型氫氣站的調(diào)查了解，有爆炸危險(xiǎn)房間內(nèi)均設(shè)置自然通風(fēng)和一般的機(jī)械通風(fēng)，未設(shè)局部通風(fēng)。因此，在氫氣站的制氫間、氫氣純化間、氫氣壓縮機(jī)間、氫氣灌裝間等房間內(nèi)爆炸危

9、險(xiǎn)物質(zhì)的釋放屬于第一級(jí)釋放源，其爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的劃分應(yīng)定為1區(qū)。(5)按照爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范中的有關(guān)條款的規(guī)定和對(duì)現(xiàn)有氫氣站的調(diào)查了解，本次規(guī)范修訂中，將有爆炸危險(xiǎn)為l區(qū)的各類房間的相鄰區(qū)域、空間和氫氣排氣口周圍空間等規(guī)定為2區(qū)有爆炸危險(xiǎn)場所。氫氣站室外制氫設(shè)備、氫氣罐的周圍空間和氫氣放空管周圍空間規(guī)定為2區(qū)有爆炸危險(xiǎn)場所。(6)本規(guī)范附錄A是根據(jù)前面的敘述和現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范中的有關(guān)規(guī)定，對(duì)氫氣站爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的等級(jí)范圍劃分作了規(guī)定，并附圖說明。104 與本規(guī)范有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范主要有：建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范、爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范、供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

10、規(guī)范、電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范、建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范、氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程、10kV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范、低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范、工礦企業(yè)總平面設(shè)計(jì)規(guī)范、氧氣站設(shè)計(jì)規(guī)范、氫氣使用安全技術(shù)規(guī)程、壓縮空氣站設(shè)計(jì)規(guī)范、工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)等。3 總平面布置301 本條規(guī)定是在工廠總平面布置時(shí)，確定氫氣站、供氫站、氫氣罐及其附屬構(gòu)筑物等的位置的基本原則。確定這些原則的目的，是為了確保安全生產(chǎn)，保障國家財(cái)產(chǎn)和人身安全。1 根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)工礦企業(yè)總平面設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：“煤氣站和天然氣配氣站宜布置在主要用戶的常年最小風(fēng)向頻率的下風(fēng)側(cè)，并應(yīng)遠(yuǎn)離有明火或散發(fā)火花的地點(diǎn)”，“乙炔站應(yīng)位于明火或散發(fā)火花地點(diǎn)常年最小風(fēng)向頻率的下風(fēng)側(cè)

11、”。氫氣與煤氣、天然氣、乙炔均屬可燃?xì)怏w。為確保工廠的生產(chǎn)安全，所以作本條規(guī)定。 2 按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范規(guī)定：“有爆炸危險(xiǎn)的甲、乙類廠房宜獨(dú)立設(shè)置”。對(duì)運(yùn)行中的各類制氫方法的氫氣站的調(diào)查了解，基本上為獨(dú)立建筑；另對(duì)電力部門作為發(fā)電機(jī)氫冷用氫，裝設(shè)的水電解槽的小型氫氧站的調(diào)查，也都采用獨(dú)立建筑，因此，本條的規(guī)定是必要的，也是基本符合實(shí)際情況的。3 工礦企業(yè)總平面設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定：“易燃、易爆、危險(xiǎn)品生產(chǎn)設(shè)施，應(yīng)布置在企業(yè)的偏僻地帶”。火力發(fā)電廠總圖布置及交通運(yùn)輸設(shè)計(jì)規(guī)定中規(guī)定：“生產(chǎn)過程中有爆炸危險(xiǎn)的建筑物、構(gòu)筑物一般布置在廠區(qū)的邊緣地段”。氫氣站、供氫站、氫氣罐可能發(fā)生燃燒和爆炸，為

12、了盡量減少事故的發(fā)生以及避免發(fā)生爆炸等事故造成較大的人身傷亡及經(jīng)濟(jì)損失，因此規(guī)定不宜布置在人員密集地段和主要交通要道鄰近處。4 氫氣站屬于有爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)的場所，是企業(yè)的重要能源供應(yīng)站之一。有的單位若中斷供氫將會(huì)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失或工廠停產(chǎn)。因此，應(yīng)作為工廠的重要安全保衛(wèi)場所。據(jù)調(diào)查，設(shè)有圍墻者占有較大比例，有的單位在建設(shè)過程中未設(shè)圍墻，投產(chǎn)運(yùn)行后，為防止事故的發(fā)生，確保安全生產(chǎn)，后增設(shè)了圍墻。為此，制定本條規(guī)定。 302304 為明確氫氣站、供氫站、氫氣罐與建筑物、構(gòu)筑物的防火間距，將現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范中的有關(guān)規(guī)定具體化。表302的注2規(guī)定：固定容積的氫氣罐，總?cè)莘e按其水容量(m3

13、)和工作壓力(絕對(duì)壓力)的乘積計(jì)算。氫氣罐總?cè)莘e計(jì)算時(shí)，工作壓力的單位為(kgcm2)，如某氫氣罐的水容量為4m3、工作壓力為1.5 MPa(絕對(duì)壓力)，則氫氣罐總?cè)莘e4×1560m3 。305 在氫氣站設(shè)計(jì)中，有時(shí)受占地面積和具體用地條件的限制，使氫氣站的站區(qū)布置較為困難；有時(shí)為了氫氣供應(yīng)方便，與用氫車間毗連布置。為此，在遵守現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范的前提下，且符合本條各款的規(guī)定時(shí)，允許氫氣站與其他車間呈L形、形、形毗連布置。1 按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范的規(guī)定，甲類生產(chǎn)類別、單層廠房、二級(jí)耐火等級(jí)時(shí)，防火分區(qū)的最大允許占地面積為3000m2?？紤]到氫氣的爆炸著火范圍寬，點(diǎn)

14、火能低，爆炸威力大，為了保證氫氣生產(chǎn)的安全和一旦發(fā)生事故后減少損失，本條規(guī)定毗連的氫氣站站房面積不應(yīng)超過1000m2，為防火分區(qū)最大允許占地面積的13。2 氫氣生產(chǎn)過程中，有氫氣泄漏的可能，為確保安全生產(chǎn)，氫氣站不得同明火或散發(fā)火花的生產(chǎn)車間、場所布置在同一建筑物內(nèi)，如：熱處理車間、焊接車間、鍛壓車間、汽車庫、鍋爐房等。與氫氣站毗連的其他車間的建筑耐火等級(jí)，應(yīng)與氫氣站一致，不應(yīng)低于二級(jí)。3 據(jù)對(duì)國內(nèi)已經(jīng)建成投產(chǎn)的氫氣站的調(diào)查，一些單位為了減少占地面積，方便運(yùn)行和管理，降低基本建設(shè)投資，在符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范的規(guī)定的前提下，經(jīng)有關(guān)部門的審查批準(zhǔn)，將氫氣站與冷凍站、壓縮空氣站、氮氧站等

15、動(dòng)力站或其他車間以L形、形、形毗連布置。306 制定本條的依據(jù)是：1 按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)氫氣使用安全技術(shù)規(guī)程中規(guī)定：當(dāng)氫氣實(shí)瓶數(shù)量不超過60瓶時(shí)，可與耐火等級(jí)不低于二級(jí)的用氫廠房毗連；2 美國防火標(biāo)準(zhǔn)NFPA51中規(guī)定：在建筑物內(nèi)儲(chǔ)存的燃?xì)鈿馄?，除正在使用或連接后準(zhǔn)備使用者外，乙炔及非液化氣體的儲(chǔ)存量不應(yīng)超過2500立方英尺(約70m3)；3 根據(jù)對(duì)一些用氫量較小的用氫單位的調(diào)查，許多單位在用氫車間設(shè)有氫氣匯流排和儲(chǔ)存少量氫氣鋼瓶，其布置方式是設(shè)在廠房端部或靠外墻或與用氫車間毗連的專用房間內(nèi)。當(dāng)使用氫氣的工廠采用鄰近工廠管道輸送氫氣供應(yīng)時(shí)，是按供應(yīng)氫氣和使用氫氣的技術(shù)參數(shù)，在供氫站內(nèi)設(shè)置必要的增壓

16、、儲(chǔ)存、純化裝置。若供氫站的占地面積不超過500m2時(shí)，為了方便管理，減少占地面積，可與耐火等級(jí)不低于二級(jí)的用氫車間或其他非明火作業(yè)的丁、戊類車間毗連。由于此類供氫站內(nèi)設(shè)備布置較緊湊，廠房不高，一般通風(fēng)條件較制氫間差，為從嚴(yán)控制，本條規(guī)定毗連布置的站房面積不得超過500m2，比本規(guī)范第305條減少12。據(jù)調(diào)查，國內(nèi)此類供氫站運(yùn)行中采取如下做法：南京某廠使用鄰近的某化肥廠用管道輸送的氫氣，在廠內(nèi)的用氫車間內(nèi)設(shè)有穩(wěn)壓裝置和氫氣壓縮機(jī)；自貢某廠從鄰近氯堿廠用管道輸送氫氣，在廠內(nèi)用氫車間設(shè)有增壓、凈化裝置的供氫站；北京某廠從鄰近工廠用管道輸送的氫氣，在廠內(nèi)設(shè)有氫氣純化裝置等的供氫站。這些供氫站的占地面

17、積均未超過500m2 。3 總平面布置301 本條規(guī)定是在工廠總平面布置時(shí)，確定氫氣站、供氫站、氫氣罐及其附屬構(gòu)筑物等的位置的基本原則。確定這些原則的目的，是為了確保安全生產(chǎn)，保障國家財(cái)產(chǎn)和人身安全。1 根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)工礦企業(yè)總平面設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：“煤氣站和天然氣配氣站宜布置在主要用戶的常年最小風(fēng)向頻率的下風(fēng)側(cè)，并應(yīng)遠(yuǎn)離有明火或散發(fā)火花的地點(diǎn)”，“乙炔站應(yīng)位于明火或散發(fā)火花地點(diǎn)常年最小風(fēng)向頻率的下風(fēng)側(cè)”。氫氣與煤氣、天然氣、乙炔均屬可燃?xì)怏w。為確保工廠的生產(chǎn)安全，所以作本條規(guī)定。 2 按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范規(guī)定：“有爆炸危險(xiǎn)的甲、乙類廠房宜獨(dú)立設(shè)置”。對(duì)運(yùn)行中的各類制氫方法的氫氣站的調(diào)

18、查了解，基本上為獨(dú)立建筑；另對(duì)電力部門作為發(fā)電機(jī)氫冷用氫，裝設(shè)的水電解槽的小型氫氧站的調(diào)查，也都采用獨(dú)立建筑，因此，本條的規(guī)定是必要的，也是基本符合實(shí)際情況的。3 工礦企業(yè)總平面設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定：“易燃、易爆、危險(xiǎn)品生產(chǎn)設(shè)施，應(yīng)布置在企業(yè)的偏僻地帶”?；鹆Πl(fā)電廠總圖布置及交通運(yùn)輸設(shè)計(jì)規(guī)定中規(guī)定：“生產(chǎn)過程中有爆炸危險(xiǎn)的建筑物、構(gòu)筑物一般布置在廠區(qū)的邊緣地段”。氫氣站、供氫站、氫氣罐可能發(fā)生燃燒和爆炸，為了盡量減少事故的發(fā)生以及避免發(fā)生爆炸等事故造成較大的人身傷亡及經(jīng)濟(jì)損失，因此規(guī)定不宜布置在人員密集地段和主要交通要道鄰近處。4 氫氣站屬于有爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)的場所，是企業(yè)的重要能源供應(yīng)站之一。有的單

19、位若中斷供氫將會(huì)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失或工廠停產(chǎn)。因此，應(yīng)作為工廠的重要安全保衛(wèi)場所。據(jù)調(diào)查，設(shè)有圍墻者占有較大比例，有的單位在建設(shè)過程中未設(shè)圍墻，投產(chǎn)運(yùn)行后，為防止事故的發(fā)生，確保安全生產(chǎn)，后增設(shè)了圍墻。為此，制定本條規(guī)定。 302304 為明確氫氣站、供氫站、氫氣罐與建筑物、構(gòu)筑物的防火間距，將現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范中的有關(guān)規(guī)定具體化。表302的注2規(guī)定：固定容積的氫氣罐，總?cè)莘e按其水容量(m3)和工作壓力(絕對(duì)壓力)的乘積計(jì)算。氫氣罐總?cè)莘e計(jì)算時(shí)，工作壓力的單位為(kgcm2)，如某氫氣罐的水容量為4m3、工作壓力為1.5 MPa(絕對(duì)壓力)，則氫氣罐總?cè)莘e4×1560m3

20、。305 在氫氣站設(shè)計(jì)中，有時(shí)受占地面積和具體用地條件的限制，使氫氣站的站區(qū)布置較為困難；有時(shí)為了氫氣供應(yīng)方便，與用氫車間毗連布置。為此，在遵守現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范的前提下，且符合本條各款的規(guī)定時(shí)，允許氫氣站與其他車間呈L形、形、形毗連布置。1 按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范的規(guī)定，甲類生產(chǎn)類別、單層廠房、二級(jí)耐火等級(jí)時(shí)，防火分區(qū)的最大允許占地面積為3000m2?？紤]到氫氣的爆炸著火范圍寬，點(diǎn)火能低，爆炸威力大，為了保證氫氣生產(chǎn)的安全和一旦發(fā)生事故后減少損失，本條規(guī)定毗連的氫氣站站房面積不應(yīng)超過1000m2，為防火分區(qū)最大允許占地面積的13。2 氫氣生產(chǎn)過程中，有氫氣泄漏的可能，為確保

21、安全生產(chǎn)，氫氣站不得同明火或散發(fā)火花的生產(chǎn)車間、場所布置在同一建筑物內(nèi)，如：熱處理車間、焊接車間、鍛壓車間、汽車庫、鍋爐房等。與氫氣站毗連的其他車間的建筑耐火等級(jí)，應(yīng)與氫氣站一致，不應(yīng)低于二級(jí)。3 據(jù)對(duì)國內(nèi)已經(jīng)建成投產(chǎn)的氫氣站的調(diào)查，一些單位為了減少占地面積，方便運(yùn)行和管理，降低基本建設(shè)投資，在符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范的規(guī)定的前提下，經(jīng)有關(guān)部門的審查批準(zhǔn)，將氫氣站與冷凍站、壓縮空氣站、氮氧站等動(dòng)力站或其他車間以L形、形、形毗連布置。306 制定本條的依據(jù)是：1 按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)氫氣使用安全技術(shù)規(guī)程中規(guī)定：當(dāng)氫氣實(shí)瓶數(shù)量不超過60瓶時(shí)，可與耐火等級(jí)不低于二級(jí)的用氫廠房毗連；2 美國防火標(biāo)準(zhǔn)

22、NFPA51中規(guī)定：在建筑物內(nèi)儲(chǔ)存的燃?xì)鈿馄浚谑褂没蜻B接后準(zhǔn)備使用者外，乙炔及非液化氣體的儲(chǔ)存量不應(yīng)超過2500立方英尺(約70m3)；3 根據(jù)對(duì)一些用氫量較小的用氫單位的調(diào)查，許多單位在用氫車間設(shè)有氫氣匯流排和儲(chǔ)存少量氫氣鋼瓶，其布置方式是設(shè)在廠房端部或靠外墻或與用氫車間毗連的專用房間內(nèi)。當(dāng)使用氫氣的工廠采用鄰近工廠管道輸送氫氣供應(yīng)時(shí)，是按供應(yīng)氫氣和使用氫氣的技術(shù)參數(shù)，在供氫站內(nèi)設(shè)置必要的增壓、儲(chǔ)存、純化裝置。若供氫站的占地面積不超過500m2時(shí)，為了方便管理，減少占地面積，可與耐火等級(jí)不低于二級(jí)的用氫車間或其他非明火作業(yè)的丁、戊類車間毗連。由于此類供氫站內(nèi)設(shè)備布置較緊湊，廠房不高，一

23、般通風(fēng)條件較制氫間差，為從嚴(yán)控制，本條規(guī)定毗連布置的站房面積不得超過500m2，比本規(guī)范第305條減少12。據(jù)調(diào)查，國內(nèi)此類供氫站運(yùn)行中采取如下做法：南京某廠使用鄰近的某化肥廠用管道輸送的氫氣，在廠內(nèi)的用氫車間內(nèi)設(shè)有穩(wěn)壓裝置和氫氣壓縮機(jī)；自貢某廠從鄰近氯堿廠用管道輸送氫氣，在廠內(nèi)用氫車間設(shè)有增壓、凈化裝置的供氫站；北京某廠從鄰近工廠用管道輸送的氫氣，在廠內(nèi)設(shè)有氫氣純化裝置等的供氫站。這些供氫站的占地面積均未超過500m2 4 工藝系統(tǒng)401 本條規(guī)定了確定氫氣站制氫系統(tǒng)類型的主要因素。1 氫氣廣泛用于電子、冶金、電力、建材、石油化工等行業(yè)，由于用途不同，要求供應(yīng)的氫氣純度、壓力等技術(shù)參數(shù)均不相

24、同，表2是各行業(yè)使用氫氣的主要技術(shù)參數(shù)。2 各行各業(yè)使用氫氣的企業(yè)，由于產(chǎn)品品種、產(chǎn)能規(guī)模的不同和電力供應(yīng)、含氫原料氣供應(yīng)的差異，需要經(jīng)過比較選擇合適的制氫方法和適用的制氫工藝系統(tǒng)，所以本條提供了確定制氫工藝系統(tǒng)類型的基本因素，供氫氣站設(shè)計(jì)人員參照?qǐng)?zhí)行。如：某用氫企業(yè)地處水力發(fā)電十分豐富的地區(qū)或者當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)谷段電價(jià)低廉，而該單位的氫氣用量不大，若自建氫氣站時(shí)，可選用比小時(shí)用氫量大的壓力型水電解制氫系統(tǒng)，在電網(wǎng)谷段生產(chǎn)氫氣儲(chǔ)存在壓力氫氣罐內(nèi)，利用水電價(jià)廉或峰谷電價(jià)差，降低氫氣成本，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較可在較短時(shí)間回收所增加的建設(shè)投資時(shí)，宜選用工作壓力大于1.6MPa的壓力型水電解制氫裝置。同上一例，若該

25、用氫企業(yè)鄰近處有豐富、低廉的副產(chǎn)氫氣(焦?fàn)t煤氣、氯堿廠副產(chǎn)氫等)時(shí)，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，也可采用變壓吸附法提純氫獲得所需的氫氣。目前國內(nèi)商業(yè)化的制氫系統(tǒng)主要有兩大類，一是水電解制氫系統(tǒng)，這是采用水電解法制取氫氣、氧氣。此類系統(tǒng)按操作壓力劃分為常壓型、壓力型，按產(chǎn)品氫氣純度劃分為普氣型、純氣型。目前水電解制氫系統(tǒng)氫產(chǎn)量最大為350Nm3h，但制氣能力可達(dá)500Nm3h。水電解制氫系統(tǒng)具有氫氣純度高、維護(hù)操作方便，但電能消耗較大；二是變壓吸附法(簡稱PSA法)提純氫系統(tǒng)，這類系統(tǒng)因原料氣的不同，其提純氫系統(tǒng)有不同的設(shè)備配置。PSA提純氫系統(tǒng)有普氣型、純氣型，國產(chǎn)PSA提純氫系統(tǒng)的最大處理能力達(dá)20萬3

26、0萬Nm3h。只要需用氫氣的企業(yè)、地區(qū)有合適的原料氣，如煤制合成氣、天然氣、煤層氣、焦?fàn)t煤氣、氯堿廠副產(chǎn)氫氣、石油煉廠含氫氣體和甲醇轉(zhuǎn)化氣等，且氫氣用量較大，均以采用PSA提純氫系統(tǒng)為宜。鑒于上述兩大類制氫系統(tǒng)的特點(diǎn)，本條規(guī)定：氫氣站的制氫系統(tǒng)類型的選擇，應(yīng)按氫氣站的規(guī)模；當(dāng)?shù)氐馁Y源或含氫原料氣狀況；產(chǎn)品氫的純度、雜質(zhì)含量和壓力等要求。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。402 本條是水電解制氫系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有的裝置要求。1 水電解制氫過程中，目前還主要采用石棉隔膜布將氫電解小室和氧電解小室分別制取的氫氣、氧氣分隔，使水電解制氫裝置不會(huì)發(fā)生氫氣、氧氣相互摻混形成爆鳴氣。但石棉布必須浸泡在電解液中，呈現(xiàn)濕潤狀態(tài)方能

27、起到分隔氫氣、氧氣的作用。因此，在水電解制氫裝置運(yùn)行中，必須確保氫、氧側(cè)(陰極、陽極側(cè))的壓力差不能過大，若超過某一設(shè)定值后，就會(huì)造成某一電解小室或多個(gè)電解小室的“干槽”現(xiàn)象，從而使氫氣、氧氣互相摻混，降低氫氣或氧氣的純度，嚴(yán)重時(shí)形成爆炸混合氣。這是十分危險(xiǎn)的，極易引起事故的發(fā)生。所以本款規(guī)定：應(yīng)設(shè)置壓力調(diào)節(jié)裝置，以確保氫氣、氧氣之間的壓差設(shè)定值。氫、氧氣之間的壓差值的規(guī)定，與水電解制氫裝置的氣道與隔膜框的結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)。我們在調(diào)查統(tǒng)計(jì)國內(nèi)外商品化生產(chǎn)的水電解槽有關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸的基礎(chǔ)上，在本款中規(guī)定水電解槽出口氫氣、氧氣之間的壓差值宜小于0.5kPa。此值均小于現(xiàn)有水電解槽氣道至隔膜框上石棉布的距離

28、，并有一定的富裕度。2 鑒于水電解制氫裝置在開車、停車或發(fā)生事故時(shí)，都應(yīng)將純度不合格的氣體或置換氣體排入大氣，只有在經(jīng)過取樣分析，氣體純度符合規(guī)定后，才能把氣體送入氣體總管。為此，本款規(guī)定：每套水電解制氫裝置的氫氣、氧氣出氣管與氫氣、氧氣總管之間，應(yīng)設(shè)置放空管、切斷閥和取樣分析閥。3 本款規(guī)定：在水電解制氫系統(tǒng)中，應(yīng)設(shè)有原料水制備裝置，包括原料水箱、原料水泵等。水電解制氫的原料水系統(tǒng)與其工作壓力有關(guān)，常壓水電解制氫系統(tǒng)的原料水都是定期用原料水泵注入高位水箱，再由高位水箱定期或連續(xù)地流入水電解槽，補(bǔ)充原料水；壓力型水電解制氫系統(tǒng)的原料水是定期或連續(xù)(手動(dòng)或自動(dòng))地用原料水泵直接注入或注入平衡水箱

29、，在平衡水箱內(nèi)接有氣體平衡管，使平衡水箱內(nèi)的壓力與制氫系統(tǒng)內(nèi)氣體壓力一致，確保原料水順利流入水電解槽。致于原料水箱中的原料水從何處引入，則與各企業(yè)的具體條件有關(guān)，各行各業(yè)的用氫企業(yè)差異較大，所以本規(guī)范對(duì)原料水來源不作規(guī)定。但是無論是何種情況、何種水電解制氫裝置，均需設(shè)有原料水箱、原料水泵，而原料水泵出口壓力只與水電解制氫系統(tǒng)的工作壓力有關(guān)，為此本條對(duì)原料水供應(yīng)只作基本內(nèi)容的規(guī)定。4 水電解制氫系統(tǒng)所需堿液(電解液)都是在氫氣站內(nèi)進(jìn)行配制；在水電解槽檢修時(shí)，為減少消耗和改善環(huán)境，都是將水電解槽中的堿液回收后重復(fù)使用，因此，本款規(guī)定：水電解制氫系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有堿液配制、回收裝置。水電解槽運(yùn)行時(shí)，電解液(

30、堿液)在水電解槽、分離器、冷卻器之間不斷循環(huán)，帶走水電解過程產(chǎn)生的熱量。為避免電解液中過多的雜質(zhì)堵塞進(jìn)液孔或出氣孔或在電解小室內(nèi)沉積機(jī)械雜質(zhì)，為提高水電解槽使用壽命和電能效率，在水電解制氫系統(tǒng)的堿液循環(huán)管道上，均設(shè)有堿液過濾器。為確保水電解槽的正常運(yùn)行，本款規(guī)定：“水電解槽入口應(yīng)設(shè)堿液過濾器”。在一些企業(yè)的水電解制氫系統(tǒng)的堿液制備、循環(huán)管路上，不僅在水電解槽入口設(shè)有堿液過濾器，還在堿液配制箱出口管路等處設(shè)有堿液過濾器。403 制定本條的依據(jù)是： 1 水電解制氫系統(tǒng)在制取氫氣的同時(shí)也產(chǎn)生氧氣，產(chǎn)量為氫氣量的一半。氧氣若回收使用，可提高氫氣站的經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)約電能，相應(yīng)降低氫氣的單位能耗。當(dāng)氫氣站所

31、在單位使用氧氣時(shí)，可采用中壓或低壓氧氣管道輸送；當(dāng)所在單位不使用或少量使用氧氣時(shí)，則需將氧氣加壓灌瓶外銷。據(jù)調(diào)查了解，近年來許多采用水電解制氫的氫氣站都回收氧氣使用或灌瓶外銷。如：上海某廠氫氣站，氫氣生產(chǎn)能力為150m3h，氧氣生產(chǎn)能力為75m3h，在進(jìn)行氫氣站技術(shù)改造時(shí)，增加了氧氣回收灌瓶系統(tǒng)，增加建筑面積300m2和600m3氧氣罐1只、氧氣壓縮機(jī)2臺(tái)，每天可提供360瓶氧氣，既增加了收入，每年又可節(jié)約電能75萬kW·h。江蘇××化工廠氫氣站副產(chǎn)氧氣回收灌瓶多年，氧氣灌瓶可達(dá)1500瓶d，取得了較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。為此本條規(guī)定，可根據(jù)工廠的具體情況，采用

32、不同方式回收利用。2 目前許多工廠已將氧氣灌瓶外銷，并積累了許多有益的經(jīng)驗(yàn)。但嚴(yán)格控制水電解氧氣的純度至關(guān)重要，若純度降低或不穩(wěn)定，將使瓶裝氧氣質(zhì)量下降。嚴(yán)重時(shí)，還可能造成氧氣純度較大幅度降低，以至形成爆炸混合氣，將會(huì)發(fā)生爆炸事故。據(jù)了解，與電解氧回收利用相關(guān)的爆炸事故時(shí)有發(fā)生。為防止電解氧氣灌瓶及使用中爆炸事故的發(fā)生，本條規(guī)定：當(dāng)回收電解氧氣時(shí)，必須設(shè)置氧中氫自動(dòng)分析和手工分析儀裝置。之所以還須設(shè)手工分析裝置，是為了更為嚴(yán)格地、可靠地確保安全；定期采用手工分析，既能校核自動(dòng)儀表可靠性，又可提高操作人員的安全生產(chǎn)意識(shí)。同時(shí)，還應(yīng)設(shè)氧中氫含量報(bào)警裝置。3 若氧氣不回收直接排入大氣時(shí)，對(duì)常壓型水電

33、解制氫系統(tǒng)需設(shè)置氧氣調(diào)節(jié)水封；利用水封高度，保持氫側(cè)、氧側(cè)的壓力平衡；壓力型水電解制氫系統(tǒng)可設(shè)氧氣排空水封，以便壓力調(diào)節(jié)裝置的正常運(yùn)行，保持氫側(cè)、氧側(cè)壓力平衡。水封高度約為1500mm。如：在電力系統(tǒng)用于氫冷火力發(fā)電機(jī)組供應(yīng)氫氣的氫氣站，通常裝設(shè)產(chǎn)氫量510Nm3h水電解制氫裝置制取氫氣；氧氣產(chǎn)量較小，各發(fā)電廠氫氣站都不回收電解氧氣，均設(shè)有氧氣排空水封，其水封高度約1500mm。404 變壓吸附提純氫系統(tǒng)設(shè)置通常應(yīng)根據(jù)下列因素確定：1 變壓吸附的原理是基于不同的氣體組分在相同的壓力下在吸附劑上的吸附能力有差異，同一氣體組分在不同的壓力下在吸附劑上的吸附能力亦有差異的特性。通常周期性的壓力變化，

34、實(shí)現(xiàn)氣體的分離提純和被吸附氣體的解吸。原料氣組成的差異直接影響系統(tǒng)的配置，組成復(fù)雜的原料氣，根據(jù)其雜質(zhì)的成分及含量應(yīng)增設(shè)預(yù)處理設(shè)施，且雜質(zhì)組成將直接影響產(chǎn)品氫的收率。原料氣的壓力、組成決定選用吸附劑的類型、配比及用量。2 產(chǎn)品氫氣的壓力取決于吸附壓力的選擇，若超出吸附壓力，需增設(shè)產(chǎn)品增壓系統(tǒng)。氫氣的純度決定系統(tǒng)設(shè)置，一般氫氣純度要求可通過變壓吸附分離直接得到滿足，對(duì)雜質(zhì)含量有特殊要求者還應(yīng)增設(shè)產(chǎn)品氫純化系統(tǒng)。如焦?fàn)t煤氣變壓吸附制氫裝置的脫氧及干燥系統(tǒng)。3 氫氣使用的連續(xù)性決定設(shè)備的配置，連續(xù)性較強(qiáng)的變壓吸附提純氫氣系統(tǒng)中配置的活塞式壓縮機(jī)、真空泵等配套設(shè)備均應(yīng)設(shè)備用，吸附器及閥門的配置應(yīng)實(shí)現(xiàn)程

35、序控制閥及儀表等的在線維修。氫氣負(fù)荷變化可通過多床吸附器的切換及調(diào)整吸附時(shí)間來實(shí)現(xiàn)。4 變壓吸附提純氫系統(tǒng)的配置和壓力的選擇，在一定的范圍內(nèi)吸附壓力高有利于吸附過程向正方向進(jìn)行，可減少吸附劑的用量，但是增加了設(shè)備的成本及能耗。采用抽真空解吸的變壓吸附提氫工藝與常壓解吸工藝比較，前者可增加氫氣的回收率，但同時(shí)又增加設(shè)備的投資及能耗。所以，變壓吸附提純氫工藝的設(shè)置在滿足工藝要求的同時(shí)應(yīng)考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素。405 變壓吸附提純氫系統(tǒng)，通常應(yīng)設(shè)有下列裝置：1 原料氣中一些在變壓吸附系統(tǒng)吸附劑上通過常規(guī)降壓手段難于解吸或可使吸附劑中毒失效的雜質(zhì)組分，必須在變壓吸附前增設(shè)預(yù)處理系統(tǒng)。如通過在變壓吸附前設(shè)變溫

36、吸附預(yù)處理裝置可脫除高碳烴類的雜質(zhì)；增加脫硫工序可脫除原料氣中的硫化物等。2 變壓吸附提純氫氣的吸附壓力通常為0.73.0 MPa，若低于0.7MPa，吸附劑吸附雜質(zhì)的能力降低，不能保證提純氫氣的純度及裝置的處理能力，對(duì)提高氫氣收率也不利。需增加原料氣增壓設(shè)施，以保證吸附壓力，或滿足用戶對(duì)氫氣壓力的需求。3 變壓吸附提純氫氣裝置包括吸附器組、吸附劑、程序控制閥及控制系統(tǒng)。吸附器組及程序控制閥是變壓吸附提純氫裝置的主要組成部分。4 變壓吸附提純氫裝置氫氣的輸出雖然是連續(xù)的，但隨著時(shí)序的變化，每個(gè)周期輸出的氫氣氣量和壓力均有一定的波動(dòng)，故增設(shè)氫氣緩沖罐可使輸出氫氣的壓力波動(dòng)減少、流量穩(wěn)定。每個(gè)周期

37、內(nèi)輸出的解吸氣是不連續(xù)的，如果對(duì)解吸氣有連續(xù)性和穩(wěn)定性的要求，則應(yīng)增設(shè)解吸氣緩沖罐。5 視原料氣的組成情況，通常提純氫氣后的解吸氣熱值增高，可通過增壓返回到廠區(qū)燃料氣管網(wǎng)作氣體燃料，回收能量。406 甲醇制氫系統(tǒng)，通常應(yīng)設(shè)有下列裝置：1 原料甲醇及脫鹽水的儲(chǔ)存、輸送裝置。甲醇裂解制氫的原料是甲醇和脫鹽水，甲醇儲(chǔ)罐是必不可少的設(shè)備。甲醇裂解反應(yīng)在1.0 MPa、220280下，在專用催化劑上進(jìn)行，所以甲醇或脫鹽水均需通過泵輸送到反應(yīng)器中；2 甲醇裂解裝置的主要設(shè)備是甲醇轉(zhuǎn)化反應(yīng)器，甲醇轉(zhuǎn)化反應(yīng)在此進(jìn)行。根據(jù)反應(yīng)溫度的要求，外部供熱一般采用加熱導(dǎo)熱油為反應(yīng)器提供熱量；通過增設(shè)換熱器回收轉(zhuǎn)化器的熱量

38、，以達(dá)到熱量的合理利用。因此，甲醇轉(zhuǎn)化制氫系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有甲醇轉(zhuǎn)化反應(yīng)器及其輔助裝置，如加熱爐或加熱器、熱回收設(shè)備等；3 甲醇轉(zhuǎn)化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化氣組成：H2為7374，C02為2324.5，CO為01.O，其余為甲醇及飽和水。為獲得純氫產(chǎn)品應(yīng)設(shè)置變壓吸附裝置，經(jīng)分離可獲得9999.999純度的氫氣。407 為防止氫氣壓縮機(jī)的吸氣管道產(chǎn)生負(fù)壓和制氫裝置出口氫氣壓力波動(dòng)，并由此引起制氫裝置不能正常運(yùn)行或發(fā)生空氣滲入氫氣系統(tǒng)形成爆炸混合氣。為此，本條規(guī)定氫氣壓縮機(jī)前應(yīng)設(shè)氫氣緩沖罐。據(jù)調(diào)查了解，氫氣站內(nèi)設(shè)有多臺(tái)氫氣壓縮機(jī)時(shí)，許多單位都是采用從同一氫氣管道吸氣，所以本條作了“數(shù)臺(tái)氫氣壓縮機(jī)可并聯(lián)從同一氫氣管道吸氣

39、”的規(guī)定。同時(shí)為確保安全生產(chǎn)，本條還規(guī)定凡數(shù)臺(tái)氫氣壓縮機(jī)經(jīng)同一根吸氣管吸氣時(shí)，應(yīng)裝設(shè)確保氫氣保持正壓的措施，如設(shè)氫氣壓力報(bào)警、回流調(diào)節(jié)裝置、氫氣壓縮機(jī)的進(jìn)氣管與排氣管之間設(shè)旁通管等措施。為了使中、低壓氫氣壓縮機(jī)在開車、調(diào)節(jié)負(fù)荷時(shí)，不會(huì)發(fā)生大量氫氣排入大氣，提高運(yùn)行安全度，減少氫氣排放量，節(jié)約電能。本條規(guī)定在中、低壓氫氣壓縮機(jī)的進(jìn)氣、排氣管之間，應(yīng)設(shè)回流旁通管?；亓髋酝ü苌系恼{(diào)節(jié)閥在氫氣壓縮機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，一般適當(dāng)開啟，氫氣回流以減少氫氣壓縮機(jī)的開停次數(shù)，有利于氫氣站的安全運(yùn)行?；亓髋酝ü苌系恼{(diào)節(jié)閥一般采用手動(dòng)、氣動(dòng)、自力式等。408 氫氣壓縮機(jī)的安全保護(hù)裝置的設(shè)置，是確保其安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行的

40、重要保證，也是確保氫氣站安全運(yùn)行的重要條件，因此本條為強(qiáng)制性條文。本條第1款的規(guī)定，是對(duì)氫氣壓縮機(jī)進(jìn)行超壓保護(hù)，確保安全、可靠運(yùn)行的必須具備措施之一。第2款至第5款都是氫氣壓縮機(jī)的安全保護(hù)措施。這里特別要強(qiáng)調(diào)說明的是：氫氣壓縮機(jī)的進(jìn)氣氫氣管應(yīng)設(shè)低壓報(bào)警和超限停機(jī)裝置，由于氫氣為可燃?xì)怏w，不允許在氫氣壓縮機(jī)進(jìn)口氫氣壓力的不正常降低，若因操作不慎進(jìn)口壓力降低以致吸入空氣，形成爆炸混合氣，將可能造成嚴(yán)重人身傷亡、設(shè)備損壞的事故，所以本條作為強(qiáng)制性條文的規(guī)定，設(shè)計(jì)時(shí)必須遵守。第5款規(guī)定的進(jìn)口、出口氫氣管路應(yīng)設(shè)有置換吹掃口，這是確保初次投產(chǎn)或氫氣壓縮機(jī)檢修前、后的安全保護(hù)措施。本條的第2款至第4款的安全

41、保護(hù)裝置一般是由氫氣壓縮機(jī)制造廠配套提供。409 本條是對(duì)氫氣站、供氫站的儲(chǔ)氣設(shè)施提出的要求。1 氫氣站、供氫站一般設(shè)有一定儲(chǔ)量的儲(chǔ)氣設(shè)施，目前氫氣儲(chǔ)氣設(shè)施主要有兩類：一是高、中、低壓氫氣罐，氫氣罐的儲(chǔ)氫壓力、儲(chǔ)氫能力應(yīng)按制氫設(shè)備(或供氫裝置)的壓力、氫氣用戶的用氫壓力、用氫量及其負(fù)荷變化狀況等因素確定。高壓氫氣罐(壓力大于15 MPa)，具有儲(chǔ)氫能力大、能滿足各類用戶的需求；中壓(壓力大于1.6 MPa)、低壓(壓力小于或等于1.6 MPa)氫氣罐的儲(chǔ)氫能力主要根據(jù)制氫或供氫壓力、用氫壓力和均衡連續(xù)供氫要求確定。二是金屬氫化物儲(chǔ)氫材料，它是依據(jù)金屬氫化物在不同壓力、不同溫度下的吸氫、放氫特性

42、儲(chǔ)存氫氣。目前一些科研單位正研制儲(chǔ)氫性能優(yōu)良的儲(chǔ)氫材料和裝置，但由于儲(chǔ)氫能力尚不理想，還不能滿足實(shí)際應(yīng)用的要求，但是這種儲(chǔ)氫方法將是未來氫能應(yīng)用中具有巨大競爭力的儲(chǔ)氫方法。2 在供氫站或燃料電池汽車用加氫站中，為了滿足灌充高壓氫氣或汽車加氫的需要，一般應(yīng)設(shè)置高壓(如壓力大于40MPa)氫氣罐。對(duì)這種高壓氫氣罐升壓充氫或接收外部供應(yīng)的氫氣進(jìn)行升壓，需設(shè)置增壓用氫氣壓縮機(jī)；這種增壓氫氣壓縮機(jī)可采用膜式壓縮機(jī)或氣動(dòng)液動(dòng)增壓機(jī)。4010 本條第1款是氫氣罐的超壓保護(hù)裝置，是確保氫氣罐安全、可靠運(yùn)行必須具備的基本技術(shù)措施。第2款的規(guī)定是氫氣站設(shè)計(jì)、運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)總結(jié)，由于氫氣比重僅為O.069(空氣為1

43、.O時(shí))，在使用氮?dú)獯祾咧脫Q時(shí)，若系統(tǒng)的最高點(diǎn)或氫氣罐的最高點(diǎn)未設(shè)放空管，則很難將系統(tǒng)內(nèi)的氫氣吹掃置換干凈，有時(shí)甚至吹掃數(shù)天也不能達(dá)到規(guī)定值。如某研究所的一座濕式氫氣罐，為檢修動(dòng)火，打開氫氣罐放空管排放氫氣達(dá)7d，因未用氮?dú)獯祾咧脫Q，仍發(fā)生了氫氣罐爆炸事故，造成設(shè)備損壞，3人死亡。為此，本條規(guī)定，在氫氣罐頂部最高點(diǎn)必須裝設(shè)放空管。4011 各種制氫系統(tǒng)的氫氣中冷凝水排放過程中將不可避免地有少量氫氣同時(shí)排出若操作不當(dāng)或操作人員未及時(shí)關(guān)好冷凝水排放閥，使氫氣排入房間內(nèi)或在排水管(溝)中形成爆炸混合物，將會(huì)造成爆炸事故等嚴(yán)重后果。據(jù)調(diào)查，曾在一些工廠多次發(fā)生此類事故。如：上海某廠氫氣管道積水，在氣水

44、分離器處向房間內(nèi)直接排水，曾在一次排放冷凝水過程中，操作人員違章離開現(xiàn)場，致使氫氣排入房間內(nèi)，氫氣濃度達(dá)到了爆炸極限，當(dāng)操作人員開燈時(shí)，發(fā)生爆炸，塌房2間，燒傷2人；另一工廠，在排放氫氣管道積水時(shí)，用膠管接至室外，因膠管脫落，氫氣泄漏到房間內(nèi)，形成了爆炸混合氣，在操作人員下班關(guān)燈時(shí)，發(fā)生爆炸，炸壞房屋，2人輕傷。鑒于上述情況，為杜絕此類事故的發(fā)生，本條規(guī)定冷凝水應(yīng)經(jīng)疏水裝置或排水水封排至室外。這樣的裝置已在許多工廠使用，做到了在氫氣沒備及管道內(nèi)的冷凝水排放過程中，沒有氫氣泄漏到房間內(nèi)。水電解制氫系統(tǒng)中的氧氣中冷凝水排出時(shí)，與氫氣一樣也有氧氣泄漏到房間內(nèi)的情況，氧氣比空氣重，又為助燃?xì)怏w，為了確

45、保安全生產(chǎn)，防止因氧氣泄漏、積存引起的著火事故的發(fā)生，氧氣設(shè)備及管道內(nèi)的冷凝水排放也應(yīng)經(jīng)單獨(dú)設(shè)置的疏水裝置或氧氣排水水封排至室外。這里要強(qiáng)調(diào)的是氫氣、氧氣中冷凝水疏水裝置或排水水封應(yīng)各自設(shè)置，不得合用一個(gè)疏水裝置或排水水封，這是為了避免形成氫氣、氧氣爆炸混合氣。所以，本條規(guī)定：“應(yīng)經(jīng)各自的專用疏水裝置或排水水封排至室外”。4012 按表2所列，各行業(yè)對(duì)氫氣純度和雜質(zhì)含量的要求是不相同的。為了采用技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、操作管理方便、建設(shè)投資少的氫氣純化方法和裝置，應(yīng)根據(jù)具體工程原料氫氣的條件、技術(shù)參數(shù)和用氫設(shè)備對(duì)產(chǎn)品氫氣所需的純度和雜質(zhì)含量，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后選用合適的氫氣純化系統(tǒng)。如：常壓型水電

46、解制氫裝置制取的氫氣經(jīng)加壓后，可采用加熱再生或無熱再生的氫氣純化系統(tǒng)；壓力型水電解制氫裝置制取的氫氣，可采用自身工作氣再生或兩級(jí)氫氣純化系統(tǒng)。對(duì)半導(dǎo)體集成電路工廠為制取高純氫氣，可采用催化吸附凈化裝置作為初級(jí)純化，而以低溫吸附或吸氣劑型純化裝置為末端氫氣純化。4013 為確保氫氣灌裝系統(tǒng)安全、可靠的運(yùn)行，應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的安全裝置，這是因?yàn)椋阂皇菤錃鉃橐兹肌⒁妆鸵仔孤┑臍怏w；二是灌裝系統(tǒng)為高壓運(yùn)行，一般氫氣灌裝壓力大于15 MPa；三是氫氣灌裝容器均為高壓氣瓶。本條規(guī)定，氫氣灌裝系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有超壓泄放用安全閥、分組切斷閥、壓力顯示儀表，避免發(fā)生超壓事故和分組管理灌裝氣瓶；應(yīng)設(shè)有氫氣回流閥、吹掃放空閥；

47、氫氣放空管接至室外安全處，正常情況下，氫氣回流利用，減少排放大氣的氫氣量，既有利安全也減少浪費(fèi)，但在不正常情況或開車、停車時(shí)，則應(yīng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行放空和吹掃置換。4014 氫氣系統(tǒng)中的含塵量與制氫系統(tǒng)的設(shè)備選型、設(shè)備和管道的材質(zhì)、氫氣純度等因素有關(guān)。據(jù)調(diào)查測定，未經(jīng)過濾的氫氣系統(tǒng)中粒徑大于0.5m的塵粒含量達(dá)每升數(shù)千到數(shù)萬粒，因此當(dāng)用戶對(duì)氫氣中的塵粒粒徑和塵粒濃度有要求時(shí)，應(yīng)設(shè)置不同過濾精度的過濾器。4015 各類制氫系統(tǒng)在檢修、開車、停車時(shí)，都應(yīng)進(jìn)行吹掃置換，將系統(tǒng)中的殘留氫氣或空氣吹除干凈，尤要注意死角末端殘留氣，并分析系統(tǒng)內(nèi)氫中氧的含量，達(dá)到規(guī)定值，方可進(jìn)行檢修動(dòng)火、開車、停車。按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)

48、氫氣使用安全技術(shù)規(guī)程規(guī)定，置換氮?dú)庵泻趿坎坏贸^O.5。5 設(shè)備選擇501 氫氣站設(shè)計(jì)容量通常是根據(jù)用戶氫氣耗量和使用氫氣的特點(diǎn)確定，當(dāng)氫氣用戶為三班均勻使用氫氣時(shí)，設(shè)計(jì)容量按班平均小時(shí)耗量計(jì)算。若氫氣用戶為三班使用氫氣，且各班用氫負(fù)荷差異較大，或者一班(二班)用氫，可按晝夜平均小時(shí)耗量計(jì)算。在用氫量高于或低于晝夜平均小時(shí)耗量時(shí)，以用氫氣罐儲(chǔ)氣進(jìn)行調(diào)節(jié)。但是電力部門計(jì)算設(shè)計(jì)容量是按全部氫冷發(fā)電機(jī)的正常消耗量，以及能在大約7d的時(shí)間內(nèi)積累起相當(dāng)于最大一臺(tái)氫冷發(fā)電機(jī)的一次啟動(dòng)充氫量之和考慮。本條第3款是對(duì)外銷的商用型氫氣站的設(shè)計(jì)容量的規(guī)定，應(yīng)十分重視對(duì)市場需求的調(diào)查分析，否則將會(huì)因設(shè)計(jì)容量過大，

49、設(shè)備得不到發(fā)揮，造成虧損。502 水電解制氫過程要消耗較多的電能，所以人們都以水電解制氫裝置的單位氫氣電能消耗(kW·hNm3·H2)作為此類設(shè)備的性能參數(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量的主要體現(xiàn)，也是評(píng)價(jià)這類裝置先進(jìn)性的主要標(biāo)志。近年來各國的科技工作者、制造廠家經(jīng)過研究開發(fā)，改進(jìn)制造工藝或槽體結(jié)構(gòu)，使水電解制氫裝置的單位氫氣電能消耗得到了降低。 日本研制的離子膜水電解制氫裝置(實(shí)驗(yàn)型)，單位氫氣電能消耗僅3.8kW·hNm3·H2；國內(nèi)研制的新型壓力水電解制氫裝置可達(dá)4.24.5kW·hNm3·H2。表3列出文獻(xiàn)報(bào)道的國內(nèi)外一些水電解制氫裝置的主要性能

50、參數(shù)。鑒于以上情況，在本條中規(guī)定：“選用電耗小、電解小室電壓低、價(jià)格合理、性能可靠的水電解制氫裝置。”新建氫氣站設(shè)置2臺(tái)及以上水電解制氫裝置時(shí)，宜選用同一型號(hào)、同一規(guī)格的水電解制氫裝置，以便于操作管理及備品、備件的統(tǒng)一。水電解制氫裝置是否設(shè)備用，根據(jù)用戶的用氣情況而定。因?yàn)樗娊獠鄄垠w不易損壞，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，常壓型一般4年以上才需對(duì)槽體進(jìn)行大修，檢修時(shí)間根據(jù)設(shè)備的復(fù)雜程度、用戶的檢修水平和能力確定；壓力型水電解制氫裝置使用年限2030年。又因各廠在停產(chǎn)后對(duì)全廠的經(jīng)濟(jì)效益影響也不一樣，因此本條規(guī)定宜設(shè)備用。但當(dāng)水電解制氫裝置檢修能與用戶檢修同步進(jìn)行，或利用節(jié)、假日進(jìn)行檢修，不中斷供氣，或用戶有其

51、他臨時(shí)氫氣源能滿足用氫設(shè)備的用氣，或氫氣站內(nèi)設(shè)置有足夠大容量的氫氣罐儲(chǔ)存氫氣而不影響用戶使用氫氣時(shí)，則可不設(shè)備用。如電力部門采用氫氣罐儲(chǔ)存氫氣，可以滿足水電解制氫裝置檢修時(shí)用氫，一般都不設(shè)備用。503 制定本條的依據(jù)是：1 水電解制氫所需的原料水實(shí)際耗量一般按8501000gNm3·H2計(jì)，即0.851.00LNm3·H2。規(guī)定原料水制備能力不宜小于4h原料水耗量是能滿足生產(chǎn)需要的。規(guī)定儲(chǔ)水箱容積不宜小于8h原料水消耗量，是考慮制水裝置一班或兩班生產(chǎn)，供全天使用。2 原料水制取裝置、儲(chǔ)水箱及其水泵的材質(zhì)，應(yīng)采用不污染原料水質(zhì)和耐腐蝕的材料制作；目前國內(nèi)采用如下幾種：不銹鋼、

52、鋼板內(nèi)襯聚乙烯、鋼板內(nèi)涂耐腐蝕漆或全部為聚氯乙烯塑料板。設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)水箱容積、制作條件和經(jīng)濟(jì)條件等因素確定。3 據(jù)調(diào)查，水電解制氫裝置是根據(jù)水電解槽槽體壽命和實(shí)際使用狀況，逐臺(tái)進(jìn)行檢修。檢修時(shí)都是將水電解槽及其附屬設(shè)備內(nèi)的電解液全部返回至堿液收集箱內(nèi)，待設(shè)備檢修任務(wù)完成后重復(fù)使用，所以堿液收集箱的容積應(yīng)大于每套水電解制氫裝置及堿液管道的全部體積之和。目前，國內(nèi)各種水電解制氫裝置電解液充裝量差別較大，表4為部分水電解槽電解液充裝量。504 吸附器組是變壓吸附提純氫系統(tǒng)的主體設(shè)備，吸附器的性能參數(shù)將決定PSA系統(tǒng)的技術(shù)性能處理能力、產(chǎn)品氫氣純度和雜質(zhì)含量、產(chǎn)品氫氣產(chǎn)量等。我國在PSA制氫技術(shù)的研究

53、開發(fā)和設(shè)計(jì)、制造、實(shí)際運(yùn)行方面的經(jīng)驗(yàn)表明：吸附器組的規(guī)格尺寸、內(nèi)部構(gòu)件應(yīng)以提高氫回收率、減少制造成本為基本原則。吸附器組的吸附器數(shù)量，應(yīng)根據(jù)變壓吸附提純氫系統(tǒng)的原料氣組成、壓力(即吸附壓力)、吸附劑的吸附容量、產(chǎn)品氫氣的產(chǎn)量和純度、氫回收率等因素確定。在一定的范圍內(nèi)吸附壓力高對(duì)吸附有利，吸附劑用量減少；原料氣組成不同，吸附劑類型及用量亦不相同；吸附塔數(shù)量與工藝時(shí)序和氫回收率有關(guān)，為滿足較高的氫氣回收率，應(yīng)增加工藝過程的均壓次數(shù)，多次均壓需要通過數(shù)臺(tái)吸附器來完成；對(duì)用氫要求連續(xù)供應(yīng)的裝置，應(yīng)設(shè)多床吸附，以實(shí)現(xiàn)在線切換。所以，本條規(guī)定：變壓吸附提純氫系統(tǒng)的吸附器組的容量和吸附器數(shù)量，應(yīng)按條文列出的

54、各種因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。505 甲醇轉(zhuǎn)化制氫系統(tǒng)的容量和配置與氫氣的純度及消耗量有關(guān)，根據(jù)用戶用氫量的要求，甲醇轉(zhuǎn)化制氫系統(tǒng)的容量可以從幾十標(biāo)方到幾千標(biāo)方。氫氣的純度越高，同樣產(chǎn)氫量裝置的容量就越小。甲醇轉(zhuǎn)化制氫反應(yīng)的壓力通常為1.O MPa，若用氫壓力超出1.O MPa，則必須設(shè)置氫氣增壓系統(tǒng)。如氫氣用于灌充鋼瓶，則需在變壓吸附裝置后面設(shè)氫氣壓縮機(jī)。甲醇轉(zhuǎn)化制氫系統(tǒng)所需熱量與現(xiàn)場工作條件有關(guān)，如現(xiàn)場有中壓蒸氣供應(yīng)可直接用于加熱。對(duì)沒有熱源的場合可通過設(shè)置加熱爐進(jìn)行加熱，視現(xiàn)場條件選擇油、煤、天然氣作為燃料來加熱熱載體導(dǎo)熱油。 甲醇轉(zhuǎn)化制氫系統(tǒng)的容量確定時(shí)，還應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場工作條件，擬建中

55、的甲醇轉(zhuǎn)化制氫系統(tǒng)及其甲醇的儲(chǔ)存、輸送應(yīng)符合相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)，如建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范、石油化工設(shè)計(jì)防火規(guī)范等。507 氫氣罐的形式有濕式和固定容積兩種，根據(jù)所儲(chǔ)存氫氣壓力和所需儲(chǔ)存容量選擇。常壓水電解制氫裝置供氫壓力都小于6 kPa，一般采用濕式氫氣罐。固定容積氫氣罐有筒形、球形和長管鋼瓶三類，由于球形儲(chǔ)罐最小結(jié)構(gòu)容積為300m3，儲(chǔ)存壓力為1.6 MPa，儲(chǔ)存容量為5000Nm3，所以氫氣壓力為中、低壓，容量大于或等于5000Nm3，宜采用球形儲(chǔ)罐。氫氣壓力為高壓(壓力大于20 MPa)時(shí)，一般可采用長管鋼瓶等儲(chǔ)存高壓氫氣。508 中、低壓氫氣壓縮機(jī)的選擇是根據(jù)進(jìn)氣壓力、工藝用氫壓力、氫氣純度要求

56、和最大小時(shí)耗量確定的。若對(duì)要求不中斷供氫設(shè)保安儲(chǔ)氣者，則根據(jù)儲(chǔ)氣壓力、吸氣壓力選擇壓縮機(jī)。純化后的氫氣壓縮要考慮壓縮后氣體不受油的污染和避免純度降低等因素，應(yīng)采用無油潤滑壓縮機(jī)或膜式壓縮機(jī)。如某廠純化后氫氣需設(shè)保安儲(chǔ)氣，氫氣壓縮機(jī)采用無油潤滑氫氣壓縮機(jī)，吸氣壓力0.15 MPa，儲(chǔ)氣壓力1.2 MPa。由于活塞式壓縮機(jī)運(yùn)動(dòng)部件易出故障，設(shè)置備用是目前常用的習(xí)慣做法，以保證不中斷供氣。509 高壓氫氣壓縮機(jī)作為氫氣灌瓶用，因瓶裝氫主要是外供，因此，一般不設(shè)備用。據(jù)調(diào)查，各單位亦是這樣配置的。但專業(yè)氣體廠，為保證連續(xù)對(duì)外供氣，均設(shè)備用機(jī)組。5010 純化氫氣灌瓶，為防止壓縮過程中對(duì)氫氣的污染，規(guī)定

57、采用膜式壓縮機(jī)。據(jù)調(diào)查，各單位亦是這樣配置的。設(shè)置空鋼瓶抽真空設(shè)備和鋼瓶加熱裝置，在灌充純化氫氣時(shí)是對(duì)鋼瓶灌充前的預(yù)處理，以確保純化氫氣在鋼瓶中純度不會(huì)降低；對(duì)普氫鋼瓶的空鋼瓶進(jìn)行抽真空，則是從安全生產(chǎn)出發(fā)，避免空鋼瓶余氣壓力過低或余氣不純時(shí)的一種安全措施，并應(yīng)認(rèn)真進(jìn)行余氣純度的分析。5011 氫氣灌裝用充灌臺(tái)的氫氣充裝過程包括鋼瓶倒換(卸下、裝上空瓶)、充裝氫氣，由于鋼瓶倒換時(shí)間因具體條件、操作人員的熟練程度不同而不同，一般氫氣鋼瓶充裝時(shí)間為515min(僅為充裝氫氣的時(shí)間，不包括鋼瓶倒換時(shí)間)。長管鋼瓶拖車的充裝時(shí)間與此類似，一般長管鋼瓶拖車的充裝時(shí)間不少于30min，也沒有包括更換拖車充裝用卡具和吹掃置換時(shí)間。5013 氫氣站設(shè)置起吊設(shè)施是為了便于站內(nèi)需要吊裝重量重或外形尺寸大的設(shè)備安裝、維修時(shí)使