水電解制氫測試技術(shù)規(guī)范（征求意見稿）

1T/ACCEMXXX-XXXX水電解制氫測試技術(shù)規(guī)范本文件規(guī)定了水電解制氫測試技術(shù)規(guī)范的測試原理、儀器設(shè)備、測試條件、測試前準備、測試內(nèi)容、測試流程、判定標準、測試安全、測試報告。本文件適用于水電解制氫系統(tǒng)的測試。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，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T3634.2氫氣第2部分：純氫、高純氫和超純氫GB/T3863工業(yè)氧GB4793.1測量、控制和實驗室用電氣設(shè)備的安全要求第1部分：通用要求GB/T5226.1機械電氣安全機械電氣設(shè)備第1部分:通用技術(shù)條件GB/T5831氣體中微量氧的測定比色法GB/T5832.1氣體分析微量水分的測定第1部分：電解法GB/T5832.2氣體分析微量水分的測定第2部分：露點法GB/T6285氣體中微量氧的測定電化學(xué)法GB/T8984氣體中一氧化碳、二氧化碳和碳氫化合物的測定氣相色譜法GB/T16895.23低壓電氣裝置第6部分：檢驗3術(shù)語和定義本文件沒有需要界定的術(shù)語和定義。4測試原理4.1通過電流將水分解成氫氣和氧氣。當(dāng)直流電通過電解槽時，水分子在電極表面發(fā)生電解反應(yīng)，陽極產(chǎn)生氧氣，陰極產(chǎn)生氫氣。這一過程遵循法拉第電解定律，電解效率和產(chǎn)氣量與電流強度和電解時間成正比。4.2在水電解過程中，氫氣的生成機制步驟主要為：a)水分子在陰極表面獲得電子，分解成氫離子（H+）和氫氧根離子（OH-b)氫離子遷移到陽極，進一步分解成氫氣和水；c)氫氣在陰極附近形成氣泡，逐漸上升并被收集。4.3原理如圖1所示。2T/ACCEMXXX-XXXX5儀器設(shè)備所用主要儀器設(shè)備有氫氣檢測儀、溫濕度傳感器、氫氣壓力傳感器、氫氣濃度傳感器、氮氣壓力傳感器、壓縮空氣壓力傳感器、氣體流量計、氣體分析儀。6測試條件6.1測試環(huán)境試驗操作環(huán)境應(yīng)不低于生產(chǎn)環(huán)境的潔凈級別。測試現(xiàn)場溫度應(yīng)為（15～35）℃,濕度不超過75%,檢測現(xiàn)場保證充足照明條件。6.2測試器具測試器具及其它所需的用品均應(yīng)潔凈。6.3測試人員充分理解本文件規(guī)定的檢測方法。具備有一定的檢驗檢測專業(yè)知識。6.4測試文件測試具備以下文件要求：a)測試儀器使用說明書；b)檢測測試記錄文件；c)檢測分析文件；d)其他技術(shù)資料等。7測試前準備3T/ACCEMXXX-XXXX7.1.1文件檢查在試驗前應(yīng)檢查制造廠提供的合格證、技術(shù)文件、包括全部例行試驗記錄和證書、圖紙資料、壓力容器產(chǎn)品的安全性能監(jiān)督檢驗證書等文件、資料齊全后方能進行試驗。7.1.2外觀檢查外觀檢查應(yīng)在整套水電解制氫系統(tǒng)組裝完成后進行，主要檢查外觀和相關(guān)尺寸，檢查各類液體、氣體管路和電氣線路連接的準確性等。7.1.3工況確認在進行測試時，整套制氫系統(tǒng)應(yīng)依據(jù)生產(chǎn)廠家說明書組裝完成，并應(yīng)確保其系統(tǒng)設(shè)備在試驗檢測中的工況與真實工況相同。8測試內(nèi)容8.1電氣試驗8.1.1回路阻抗測試故障回路阻抗測量試驗應(yīng)按GB/T16895.23的規(guī)定進行驗證。8.1.2電壓試驗8.1.2.1電絕緣強度應(yīng)符合GB4793.1的規(guī)定。8.1.2.2當(dāng)制氫系統(tǒng)不需要過高的濕度預(yù)處理時，試驗電壓不應(yīng)低于GB/T5226.1的規(guī)定，取最大試驗電壓具有兩倍的電氣設(shè)備額定電源電壓值或1000V之中的較大者。a)電壓測試應(yīng)在故障回路阻抗測量試驗之后進行；b)絕緣性能試驗應(yīng)在水電解槽施加電壓之前進行。8.1.3主電源主電源的標志應(yīng)按照GB4793.1的要求進行檢查。8.2氣密性試驗8.2.1對堿性水電解制氫系統(tǒng)使用清潔空氣或氮氣進行氣密性試驗。氣密性試驗壓力為設(shè)計壓力。試驗開始后逐漸升壓，達到規(guī)定壓力后，保持30min。8.2.2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。8.3泄漏率試驗8.3.1水電解制氫系統(tǒng)應(yīng)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24h。8.3.2泄漏量試驗過程應(yīng)準確記錄系統(tǒng)內(nèi)氣體的溫度、壓力。以平均每小時泄漏率不超過0.5％為合格。平均每小時泄漏率A按式(1)進行計算。A=1A=1………………2T1………………P1T24T/ACCEMXXX-XXXX式中：A——平均每小時泄漏率，%%;t——試驗時間，h；P1，P2——試驗開始、結(jié)束時的絕對壓力，MPa；T1，T2——試驗開始、結(jié)束時的氣體熱力學(xué)溫度，K。8.4性能驗收試驗8.4.1氫氣產(chǎn)量采用氫氣質(zhì)量流量計法、容積法和電流法進行。8.4.2氫氣、氧氣純度8.4.2.1普通氫氣純度和氫中雜質(zhì)含量采用連續(xù)分析儀器檢測。純氫中雜質(zhì)含量應(yīng)符合GB/T3634.2的要求，采用GB/T5831、GB/T5832.1、GB/T5832.2、GB/T6285、GB/T8984的方法進行檢測。8.4.2.2氧氣純度和氧中雜質(zhì)含量采用連續(xù)分析儀器檢測。氧中雜質(zhì)含量應(yīng)符合GB/T3863的要求，采用GB/T5832.1、GB/T5832.2的方法進行檢測。8.4.2.3氫氣、氧氣純度檢測的取樣點，應(yīng)在水電解制氫系統(tǒng)中氣體冷卻器之后，氣體儲罐之前進行取樣。8.4.3直流電壓、電流8.4.3.1水電解槽的總直流電流（槽電流）用直流電流表檢測。電流表的精度等級應(yīng)不低于0.5級。8.4.3.2水電解槽的總直流電壓（槽電壓）用直流電壓表檢測。檢測位置應(yīng)在水電解槽的正極、負極端板處。電壓表的精度等級應(yīng)不低于0.5級。8.4.3.3每個電解小室電壓采用萬用表或?qū)Ｓ秒妷罕頇z測。儀器精度等級應(yīng)不低于0.5級。水電解槽的各個電解小室電壓應(yīng)分布均勻。9測試流程9.1準備階段9.1.1確保所有儀器設(shè)備處于正常工作狀態(tài)，檢查電解槽、電源、氣體收集裝置等。9.1.2確保所有儀器設(shè)備經(jīng)過校準，電解槽清潔無污染，電源穩(wěn)定。9.2電解階段9.2.1將水電解裝置連接到電源，啟動電解過程，監(jiān)測電流、電壓和氣體生成情況。9.2.2控制電流密度和電解時間，確保電解過程平穩(wěn)進行，避免電流波動。9.3氣體收集階段使用惰性氣體保護的收集裝置收集生成的氫氣，防止氫氣與空氣混合，確保氣體純度，并記錄收集時間和氣體體積。9.4檢測階段使用氫氣檢測儀、氫氣濃度傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器等設(shè)備，按設(shè)備操作手冊進行測量氫氣的純度、溫度和壓力。5T/ACCEMXXX-XXXX9.5數(shù)據(jù)分析階段根據(jù)檢測數(shù)據(jù)，使用專業(yè)的數(shù)據(jù)分析軟件，分析氫氣的質(zhì)量和電解效率，生成檢測報告。10判定標準檢測合格判定標準按表1的規(guī)定執(zhí)行。表1合格判定標準123456711測試安全11.1安全操作要求11.1.1操作人員應(yīng)佩戴適當(dāng)?shù)姆雷o裝備，包括護目鏡、防護手套和防護服，以防止電解液濺射和高壓11.1.2在實驗前，應(yīng)仔細檢查所有儀器設(shè)備，確保其正常工作。特別是電源、電解槽和氣體收集裝置，必須確認其連接牢固、無損壞。11.1.3實驗場所應(yīng)通風(fēng)良好，遠離火源和易燃物品，必須采取措施防止氫氣積聚和爆炸。11.1.4應(yīng)嚴格按照操作手冊進行實驗，避免超負荷運行設(shè)備，控制電流和電壓在安全范圍內(nèi)。11.2常見問題處理常見問題處理方法參考表2。表2常