DB13-T 5751-2023 撬裝式水電解制氫系統(tǒng)通用技術(shù)要求

27.180CCS

F

1913 DB

13/T

5751—2023撬裝式水電解制氫系統(tǒng)通用技術(shù)要求 河北省市場監(jiān)督管理局 發(fā)

布DB

13/T

5751—2023本文件按照GB/T

1.1—《標準化工作導(dǎo)則第1定起草。本文件由河北省工業(yè)和信息化廳提出。本文件由河北省燃料電池標準化技術(shù)委員會（HeB/TC29）歸口。省工業(yè)和信息化發(fā)展研究院、北方工程設(shè)計研究院有限公司。曹倩。IIDB

13/T

5751—20231 范圍要求、試驗方法。本文件適用于撬裝式水電解制氫系統(tǒng)。2 規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用適用于本文件。GB

150.1～150.4 壓力容器GB

151 熱交換器GB/T

1413 1集裝箱

分類、尺寸和額定質(zhì)量GB/T

7445-1995 純氫、高純氫和超純氫GB/T

8163 輸送氣體用無縫鋼管GB/T

14976 流體輸送用不銹鋼無縫鋼管GB

32311-2015 水電解制氫系統(tǒng)能效限定值與能效等級GB/T

壓力型水電解制氫系統(tǒng)技術(shù)條件GB

50016建筑設(shè)計防火規(guī)范GB

50030 氧氣站設(shè)計規(guī)范GB

50052 低壓配電設(shè)計規(guī)范GB

50057 建筑物防雷設(shè)計規(guī)范GB

50058 爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范GB

50073 潔凈廠房設(shè)計規(guī)范GB

50171 電氣裝置安裝工程盤、柜二次回路接線施工及驗收規(guī)范GB

50177 氫氣站設(shè)計規(guī)范GB

50303 建筑電氣工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范HGJ202 脫脂工程施工及驗收規(guī)范NB/T

鋼制焊接常壓容器TSG21 固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程3 術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。箱體

container指根據(jù)水電解制氫生產(chǎn)工藝需要，將電解槽、氣液處理裝置、純化裝置、壓縮機等工藝設(shè)備與配套控制系統(tǒng)、整流配電系統(tǒng)等電氣設(shè)備分區(qū)集成安裝，具有耐久性、便于整體吊裝移動、依需要可在多方向、多方位設(shè)門孔的撬殼設(shè)備。箱頂 container

指箱體非危險區(qū)域的頂。的輕質(zhì)箱蓋、門、窗和箱壁；作為泄壓設(shè)施的箱蓋和箱壁的單位質(zhì)量不宜超過60kg/m

。DB

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5751—2023的輕質(zhì)箱蓋、門、窗和箱壁；作為泄壓設(shè)施的箱蓋和箱壁的單位質(zhì)量不宜超過60kg/m

。箱蓋 container

cover指箱體危險區(qū)域的頂。危險區(qū)域

hazardous

zone指箱體內(nèi)安置電解槽、氣液處理裝置、純化裝置、壓縮機等制取、處理氫（氧）氣體等工藝設(shè)備，和非危險區(qū)域之間設(shè)有防爆墻的區(qū)域。非危險區(qū)域

zone指箱體內(nèi)安置控制系統(tǒng)、整流配電系統(tǒng)、閉式冷卻水系統(tǒng)等無防爆要求的配套設(shè)備的區(qū)域。防爆墻explosion-proof

wall指危險區(qū)域和非危險區(qū)域之間的耐爆炸壓力較強的隔離設(shè)施。3.7泄壓設(shè)施 pressure

devices使爆炸瞬間產(chǎn)生的巨大壓力由撬裝的內(nèi)部快速向外排放的建構(gòu)部件，一般指靠近爆炸危險區(qū)域24 系統(tǒng)組成撬裝式水電解制氫系統(tǒng)由箱體、電解槽、氣液處理裝置、純化裝置、壓縮機等工藝設(shè)備，和與其配套的控制系統(tǒng)、整流配電系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)等設(shè)備組成。典型的撬裝式制氫系統(tǒng)組成圖參見附錄A。5 技術(shù)要求

撬裝結(jié)構(gòu)5.1.1

20

英尺，40

英尺或

1413

的規(guī)定，根據(jù)設(shè)備規(guī)模和工藝需求，可采用多臺集裝箱進行橫向和縱向的拼接。5.1.2

可選用厚度為

～5mm

花紋板。5.1.3 箱體表面無劃痕。焊縫應(yīng)平整、光滑、不允許咬邊。5.1.4 箱體結(jié)構(gòu)強度應(yīng)滿足所安裝設(shè)備的起吊、運行負荷要求。5.1.5 箱體的耐火等級不應(yīng)低于二級（GB

50016）。箱體內(nèi)的危險區(qū)域應(yīng)設(shè)置泄壓設(shè)施。5.1.6 箱體內(nèi)危險區(qū)域的泄壓設(shè)施，應(yīng)按下列規(guī)定設(shè)置：a)

且關(guān)閉時必須密封，保證防塵及防雨；箱蓋上設(shè)置必要的可拆卸的風(fēng)帽；b)

泄壓面積的計算應(yīng)符合

50016

的要求；c)

泄壓設(shè)施的設(shè)置避開人員密集場所和主要交通道路，并應(yīng)靠近有爆炸危險的部位，與其它建筑物、構(gòu)筑物距離應(yīng)符合

GB

50177

的規(guī)定；d)

壓縮機間宜采用半敞開或敞開式的結(jié)構(gòu)。5.1.7擊時不產(chǎn)生火花的材料。5.1.8 部蓋板應(yīng)為可拆卸。且用非燃燒材料封閉空隙。5.1.9 箱體內(nèi)部空間應(yīng)通風(fēng)良好，箱蓋內(nèi)表面應(yīng)平整，避免死角。DB

13/T

5751—20235.1.10 箱體起吊點不應(yīng)少于

4

箱體布置5.2.1 流配電系統(tǒng)、閉式冷卻水系統(tǒng)等無防爆要求的配套設(shè)備。5.2.2 危險區(qū)域和非危險區(qū)域以抗爆板分隔。5.2.3 根據(jù)生產(chǎn)工藝需要設(shè)置有氫氣純化裝置及氧氣純化裝置和/或氫氣壓縮機和氧氣壓縮機時，不得將氫氣純化裝置和氧氣純化裝置設(shè)置在同一危險區(qū)域內(nèi)，也不得將氫氣壓縮機和氧氣壓縮機設(shè)置在同一危險區(qū)域內(nèi)。5.2.4 危險區(qū)域內(nèi)應(yīng)設(shè)置維修空間，地面宜鋪設(shè)防火花且阻燃材料。5.2.5 箱體內(nèi)各區(qū)域劃分應(yīng)視安置設(shè)備的規(guī)格、尺寸和檢修要求確定。5.2.6 危險區(qū)域內(nèi)設(shè)備正上方根據(jù)實際情況設(shè)置氫氣檢漏裝置，且與事故風(fēng)機聯(lián)鎖。5.2.7 氫氣儲罐宜設(shè)置在箱體外。工藝設(shè)備5.3.1 工藝系統(tǒng)有電解槽，氣液處理器、氫氣純化系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)等。5.3.2 水電解系統(tǒng)用的原料水、、冷卻水及儀表氣等要求，應(yīng)符合

GB/T

37562

的規(guī)定。5.3.3 造、檢驗和驗收應(yīng)符合

150、GB

及

TSG21

的規(guī)定，常壓容器應(yīng)符合

的規(guī)定。5.3.4氧、氧中氫在線分析等檢測點。根據(jù)技術(shù)要求，設(shè)置顯示、記錄、報警、聯(lián)鎖等功能。5.3.5 點，并設(shè)置微量氧、露點在線分析儀，根據(jù)技術(shù)要求，設(shè)置顯示、記錄、報警、聯(lián)鎖等功能。工藝管路及附件5.4.1 工藝管道包括氫氣、氧氣、純水及堿液等不同介質(zhì)管道。5.4.2 氫氣在管道中的最大流速應(yīng)符合

GB

50177

的規(guī)定。5.4.3 氫氣管路應(yīng)采用無縫鋼管，符合

GB/T

8163

和

GB/T

14976

的規(guī)定。對氫氣純度有嚴格要求時，其管材、閥門、附件和敷設(shè)，應(yīng)按

50073

中有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。5.4.4 氫氣管道的閥門，宜采用球閥、截止閥，閥門材質(zhì)應(yīng)符合

GB

50177

的規(guī)定。5.4.5 氫氣管道的法蘭、墊片的選擇應(yīng)符合

GB

50177

的規(guī)定。5.4.6 氫氣管道的連接，應(yīng)采用焊接，與設(shè)備、閥門的連接可采用法蘭或錐管螺紋等其它方式。5.4.7 氫氣放空管，應(yīng)設(shè)阻火器，放空管管口應(yīng)高出箱體

1m，并設(shè)置防雨雪侵入和雜物堵塞的措施，寒冷地區(qū)應(yīng)采取防凍措施。5.4.8 氧氣管道、管件、閥門及儀表應(yīng)按

的要求進行脫脂處理。電氣及自動控制5.5.1 撬裝系統(tǒng)的供配電設(shè)施有整流變壓器、整流柜或高頻開關(guān)電源柜、配電柜及控制柜等。5.5.2 撬裝系統(tǒng)供電應(yīng)按

規(guī)定的負荷分級，宜為三級負荷，箱內(nèi)控制系統(tǒng)宜設(shè)不間斷供電電源。5.5.3 危險區(qū)域內(nèi)電氣設(shè)施選型應(yīng)符合

GB

50058

的規(guī)定，不應(yīng)低于氫氣爆炸混合物的級別、組別（Ⅱ5.5.4 上方，箱體內(nèi)宜設(shè)置應(yīng)急照明電源。5.5.5 的措施。5.5.6 制氫間應(yīng)設(shè)置直流電源的緊急斷電按鈕，按鈕宜設(shè)在便于操作處。5.5.7 水電解制氫系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置下列聯(lián)鎖停機設(shè)定：——當氫氣或氧氣純度低于設(shè)計下限時；DB

13/T

5751—2023——分離器液位低于設(shè)計下限或液位差大于設(shè)計上限時；——系統(tǒng)壓力高于設(shè)定上限時；——堿液/純水循環(huán)量低于設(shè)計下限時；——發(fā)生電力故障時；——槽溫高于設(shè)計上限時；——儀表氣源壓力低于設(shè)計下限時；——監(jiān)測的空氣中氫濃度超過

1%（體積分數(shù)）時。防雷、防靜電與接地5.6.1 箱式裝置應(yīng)按

50057

和

GB

50058

的有關(guān)規(guī)定設(shè)置防雷接地措施。5.6.2 箱體內(nèi)按用途分有電氣設(shè)備工作()個總的接地裝置時，其接地電阻應(yīng)符合其中最小值要求，且不大于

10Ω。5.6.3 地裝置上。管道法蘭、閥門等連接處，應(yīng)采用金屬線跨接。5.6.4 有爆炸危險環(huán)境內(nèi)可能產(chǎn)生靜電危險的物體應(yīng)采取防靜電措施。5.6.5 要求接地的設(shè)備、管道等均應(yīng)設(shè)接地端子。接地端子與接地線之間，可采用螺栓緊固連接；對有振動、位移的設(shè)備和管道，其連接處應(yīng)加撓性連接線過渡。5.6.6 電纜槽應(yīng)設(shè)有排水孔。5.6.7 變壓器宜選用干式變壓器。給排水及消防5.7.1

冷卻水系統(tǒng)，宜采用閉式循環(huán)水。5.7.2

冷卻水供水壓力宜為

～。水質(zhì)及排水溫度，應(yīng)符合

GB/T

的要求。5.7.3

宜裝設(shè)斷水保護裝置。5.7.4

箱體內(nèi)各區(qū)域，可根據(jù)區(qū)域大小配備二氧化碳、“干粉”等滅火器材。采暖通風(fēng)5.8.1箱內(nèi)溫度應(yīng)維持在

5℃～℃，最大相對濕度不大于

90%。根據(jù)用戶當?shù)貧庀髼l件需要，可采取冬季保溫，夏季降溫等措施。5.8.2 箱體內(nèi)各區(qū)域應(yīng)該設(shè)置通風(fēng)裝置，并充分考慮空氣對流，通風(fēng)風(fēng)道應(yīng)采用非燃燒材料制作。5.8.3

3

于

12

次，并與氫氣檢漏裝置聯(lián)鎖。危險區(qū)域引出的排風(fēng)口和非危險區(qū)域引出的排風(fēng)口間距不小于4.5

5.8.4 危險區(qū)域內(nèi)的事故排風(fēng)機的選型，應(yīng)符合

GB

50058

的規(guī)定，不應(yīng)低于氫氣爆炸混合物的級別、組別（Ⅱ5.8.5 當周圍環(huán)境惡劣時，進風(fēng)通道宜加空氣過濾器。自然通風(fēng)帽應(yīng)設(shè)有防止凝結(jié)水滴落的措施。安裝整流配電系統(tǒng)、閉式冷卻水系統(tǒng)等按批準的圖樣和技術(shù)文件進行裝配。設(shè)備設(shè)計滿足以下條件：5.9.1 系統(tǒng)的組裝及安裝應(yīng)按設(shè)計文件、技術(shù)要求或工程設(shè)計文件進行。5.9.2盤柜、線纜和儀器儀表等應(yīng)檢驗合格，符合施工要求。5.9.3 管路及附件應(yīng)檢驗合格，并具有有效的質(zhì)量證明文件。5.9.4撬塊內(nèi)設(shè)備采用整體組裝方式，組裝完成后按

6.1

和

6.2

進行氣密性試驗和泄漏率試驗。5.9.5 系統(tǒng)管路和附件的安裝應(yīng)符合

50177、GB

50030

的要求。5.9.6氫氣管道焊接完成后應(yīng)進行下列試驗：a)

氫氣管道應(yīng)用氮氣或清潔空氣按

GB

50177

進行強度試驗、氣密性試驗及泄漏量試驗；b)

泄漏量試驗合格后，用氮氣或干燥無油的空氣，以不小于

口無鐵銹、無塵土及其他臟物為合格；5.9.7 電氣柜及二次回路的安裝應(yīng)符合

GB

50171

的有關(guān)規(guī)定。DB

13/T

5751—20235.9.8 照明裝置及線路安裝應(yīng)符合

GB

50303

的有關(guān)規(guī)定。6 試驗方法氣密性試驗6.1.1

水電解制氫系統(tǒng)使用氮氣進行氣密性試驗。6.1.2

，應(yīng)采用涂刷專用檢漏液的方法，巡回檢查所有閥門、法蘭或螺紋連接處，焊縫、墊片等密封點，以無漏氣為合格。泄漏率試驗水電解制氫系統(tǒng)在氣密性試驗合格后，以氮氣進行泄漏量試驗。試驗壓力為系統(tǒng)設(shè)計壓力；試驗時間為0.5%為合格。平均每小時泄漏率A按式（1）計算：??

??

(1???1??2

)

A

=

100

??2??1

……（1）A

平均每小時泄漏率，%；t

試驗時間，單位為小時(h)；??1

,

??2

—— 試驗開始、結(jié)束時的絕對壓力，單位為兆帕(MPa)；??1

,

??2

—— 試驗開始、結(jié)束時的氣體熱力學(xué)溫度，單位為開爾文。冷卻水管線上溫度表、壓力表直接讀數(shù)。最大氫氣產(chǎn)量按GB/T

37562-2009中附錄B、C容積法或電流法測定最大氫氣產(chǎn)量。出口氫氣含水量分析管線上的露點分析儀直接讀數(shù)。出口氫氣含氧量GB/T

7445-1995中的測定出口氫氣含氧量。能耗計算按GB/T

32311-2015中附錄B計算。DB

13/T

5751—2023

附 錄 A（資料性）典型的撬裝式水電解制氫系統(tǒng)組成圖撬裝式水電解制氫系統(tǒng)的主體設(shè)備為電解槽。電解槽由若干個電解小室組成，每個電解小室由電極、隔膜和電解質(zhì)構(gòu)成。根據(jù)所產(chǎn)氫氣、氧氣用途而配置的箱體、氣液處理裝置、純化裝置、水箱、加水泵、整流配電柜、控制柜等，與電解槽構(gòu)成了整個撬裝式制氫系統(tǒng)。典型的撬裝式水電解制氫系統(tǒng)組成圖見圖A.1。圖圖

A.1 典型的撬裝式水電解制氫系統(tǒng)組成圖DB

13/T

5751—2023參 考 文

獻[1]

GB/T

4237

不銹鋼熱軋鋼板[2]

GB

4962

氫氣使用安全技術(shù)規(guī)程[3]

G