T-CIEP 0201-2024 液氫儲存輸送一體化運行規(guī)范

ICS27.180CIEPIntegratedoperationspecificationforliquidhydrogenstorageandtransIT/CIEP0201—2024前言 2規(guī)范性引用文件 3術語和定義 4液氫儲罐的設置 5液氫罐車、罐式集裝箱運輸 6液氫卸車和增壓設施 7液氫輸送管道 8氫氣管道的連接 9輸送一體化相關要求 附錄A（規(guī)范性）液氫管道和低溫氫氣管道及其組成件的低溫沖擊試驗 6T/CIEP0201—2024本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件規(guī)定的技術要求不涉及任何專利。但是，本文件的工程應用可能會涉及特定專利。本文件由中國工業(yè)環(huán)保促進會提出并歸口。本文件起草單位：中山先進低溫技術研究院、航天晨光股份有限公司、杭氧集團股份有限公司、浙江中達新材料股份有限公司、中國成達工程有限公司、福建久策氣體股份有限公司、江蘇常寶普萊森鋼管有限公司、山東中杰特種裝備股份有限公司、杭州新亞低溫科技有限公司、江蘇呈森嘉澤能源科技有限公司、蘇州杜爾氣體化工裝備有限公司、陜西氫能研究院有限公司、甘肅酒鋼集團宏興鋼鐵股份有限公司、航天氫能科技有限公司、江蘇圣泰能網科技有限公司、無錫市法蘭鍛造有限公司、張家港中集圣達因低溫裝備有限公司、四川蜀道裝備科技股份有限公司、新疆化工設計研究院有限責任公司、北京航天試驗技術研究所、聚光科技（杭州）股份有限公司、吳忠儀表有限責任公司、湖北迪峰換熱器股份有限公司、南通中集能源裝備有限公司、中石化（天津）石油化工有限公司裝備研究院、天津海泰檢測科技有限公司、浙江藍能氫能科技股份有限公司、蘇州市蘇皇金屬軟管有限公司、上海能源建設工程設計研究有限公司、湖州三井低溫設備有限公司、河北潤豐低溫設備有限公司、北京燃氣綠源達清潔燃料有限公司、淄博博山綠源燃氣設備有限公司、惠州市華達通氣體制造股份有限公司、浙江紫明低溫科技有限公司、浙江大學、重慶耐德能源裝備股份有限公司、中石油華東設計院有限公司、成都蘭石低溫科技有限公司、成都碩屋科技有限公司、簡陽市中原低溫設備配套有限公司、上海電機學院、北京世聯中科國際能源應用科學研究院、北京匯文育才標準化技術服務有限公司。本文件主要起草人：王倩、王少剛、李岸然、易忠烈、毛長鈞、劉海洋、韓一松、王佳偉、陳小福、李育亮、傅皓、王凱悅、殷玲、吳禹強、高夢涵、高佩、張勁松、李傳杰、劉易、姜永亮、郁利嘉、郁印捷、梁文清、朱秋璟、蔡惠智、黃曄、鄭化安、李桂榮、妙叢、楊昌樂、毛玉海、陳世福、潘徐杰、金曉飛、孫娟、曹衛(wèi)華、黃波、王智穎、何瑛、趙耀中、李亞鵬、路蘭卿、俞大海、周永峰、陸炎飛、趙文寶、梁有偉、伍文明、羅永欣、蔣平安、周小翔、海航、王強、高麗巖、陳勇、陳凡、夏明、鄺周凌、徐煒、李繼惠、孫永康、李濤、汪國洪、劉旭、王旭、李宏雷、李國良、孫磊、張錫恒、翟魯濤、曾揚文、薛觀強、孫大明、唐永東、胡術生、張金橋、陳維銀、趙志、趙一澤、陳正軍、陳德東、王瑩、曾偉、張海、候申奧、衣殿霞、王路路。1T/CIEP0201—2024液氫儲存輸送一體化運行規(guī)范本文件規(guī)定了液氫儲存和輸送一體化運行過程中儲存和輸送所需要的液氫儲罐的設置、液氫罐車、罐式集裝箱運輸、液氫卸車和增壓設施、液氫輸送管道、氫氣管道的連接和輸送一體化相關要求。本文件適用于加氫站、廠區(qū)液氫的儲存、輸送、裝卸等操作流程及安全技術要求。本文件不適用于軍事、國防、航天等領域大型液氫儲存輸送。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構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/T150壓力容器（所有部分）GB/T229金屬材料夏比擺錘沖擊試驗方法GB/T3836.14爆炸性環(huán)境第14部分：場所分類爆炸性氣體環(huán)境GB4387工業(yè)企業(yè)廠內鐵路、道路運輸安全規(guī)程GB4962氫氣使用安全技術規(guī)程GB/T12241安全閥一般要求GB/T12243彈簧直接載荷式安全閥GB/T12778金屬夏比沖擊斷口測定方法GB/T13347石油氣體管道阻火器GB/T18442.3固定式真空絕熱深冷壓力容器第3部分：設計GB/T20801壓力管道規(guī)范（所有部分）GB21668危險貨物運輸車輛結構要求GB/T24499氫氣、氫能與氫能系統(tǒng)術語GB/T29729氫系統(tǒng)安全的基本要求GB/T31480深冷容器用高真空多層絕熱材料GB/T31481深冷容器用材料與氣體的相容性判定導則GB/T34542.1氫氣儲存輸送系統(tǒng)第1部分：通用要求GB/T34542.2氫氣儲存輸送系統(tǒng)第2部分：金屬材料與氫環(huán)境相容性試驗方法GB/T34542.3氫氣儲存輸送系統(tǒng)第3部分：金屬材料氫脆敏感度試驗方法GB/T34583加氫站用儲氫裝置安全技術要求GB/T40060液氫貯存和運輸技術要求GB50156—2021汽車加油加氣站設計與施工規(guī)范GB50169電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規(guī)范GB50251輸氣管道工程設計規(guī)范NB/T47013.2承壓設備無損檢測第2部分：射線檢測NB/T47013.5承壓設備無損檢測第5部分：滲透檢測JT/T617危險貨物道路運輸規(guī)則TSGR0005移動式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程TSG21固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程3術語和定義GB/T24499界定的術語和定義適用于本文件。2T/CIEP0201—20244液氫儲罐的設置4.1液氫儲罐應滿足以下條件：a)儲罐內容器的最低設計金屬溫度不應高于-253℃;b)儲罐內容器的容積應不超過500m3，其工作壓力范圍應符合GB50156的規(guī)定，厚度設定應滿足GB/T18442.3的規(guī)定；c)液氫儲罐應采用高真空多層絕熱，絕熱材料應符合GB/T31480的規(guī)定，且應滿足GB/T31481的規(guī)定。內外容器間的支撐件宜選用導熱率低、具備真空下放氣率低、有良好低溫韌性等性能的材料；d)應根據力學性能、物理性能和工藝性能，以及與液氫的相容性選擇液氫儲罐的材料，相關性能應符合GB/T150的規(guī)定；e)液氫儲罐的內外容器間的夾層中與氫接觸的管路不應有法蘭連接接頭、螺紋連接接頭和膨脹節(jié)，以確保儲罐的密封性和安全性，具體要求應滿足GB/T34583的規(guī)定；f)儲罐應設有壓力和溫度測量儀表、安全泄放裝置、氣泄漏報警裝置、氮氣吹掃置換接口等附件，應記錄容器操作參數。具體要求應符合GB/T29729的規(guī)定；g)液氫儲罐的設計壽命應不少于15年，檢驗的周期應嚴格按TSG21的規(guī)定執(zhí)行，在周期內需要對儲罐進行全面檢查，包括外觀、內部結構、防腐涂層、防雷接地等方面，如檢查不合格則需及時修理或更換。4.2液氫儲罐的內容器應設置全啟式安全閥，外容器應設置超壓泄放裝置，并應符合下列規(guī)定：a)內容器安全閥不應少于2個（組），其中1個（組）應為備用，每個（組）安全閥的排放能力應滿足儲罐過度充裝、環(huán)境影響、火災時熱量輸入等工況產生的氫氣排放需要。同時可應用爆破片與安全閥串聯，串聯時兩者之間的腔體應設置壓力表、排氣口及報警指示器等，爆破片爆破時要保證不能留有碎片；b)內容器安全閥的整定壓力P0不應超過液氫儲罐設計壓力的1.08倍，安全閥的最大泄放壓力不應大于1.1PO；c)安全閥的設置應符合TSG21的有關規(guī)定；d)安全閥的性能和質量應符合GB/T12241和GB/T12243的規(guī)定；e)外容器超壓泄放裝置的開啟壓力不應大于外容器的設計壓力。4.3液氫儲罐其他閥門的設置應符合下列規(guī)定：a)安全閥與儲罐之間應設切斷閥，切斷閥在正常操作時應處于鉛封開啟狀態(tài)或在連接使用安全閥與備用安全閥的管道上設置三通切換閥，保證至少有50%的安全閥始終處于使用狀態(tài)；b)安全閥的設定壓力應滿足GB/T150的規(guī)定；c)液氫儲罐液相管道靠近儲罐應設置一道可遠程控制操作的緊急切斷閥，該閥與液氫儲罐之間所有管道的連接應采用焊接；d)液氫儲罐內容器應設置泄壓管道，管道上應設可遠程控制操作的閥門。4.4液氫儲罐應在控制室和就地分別設置指示壓力和液位測量儀表，并應符合下列規(guī)定：a)當壓力達到0.95PO時，應在控制室發(fā)出超壓報警信號；b)在控制室設置液位高報警、高高報警和液位低報警系統(tǒng)，液位高高報警時，應聯鎖關閉進液管道緊急切斷閥。4.5液氫儲罐額定充滿率不應大于內容器幾何容積的90%，適用于常用的球形儲罐和圓柱形儲罐。4.6采用液氫增壓泵輸送液氫時，液氫泵的設置應符合下列規(guī)定：a)應滿足泵吸入壓頭要求；b)泵的進、出口管道應設置防振（補償）裝置和全啟封閉式安全閥；c)在泵出口管道上應設置止回閥和壓力檢測儀表，并應在控制室和就地分別指示，達到壓力高限值時應聯鎖停泵；d)應設（進出口）溫度檢測儀表，并應在控制室和就地分別指示，超限時應報警；e)應采取防噪聲措施。4.7氣化器的設置符合下列規(guī)定：a)氣化器的選用應符合當地冬季氣溫條件下的使用要求；3T/CIEP0201—2024b)氣化器的設計壓力不應小于最大工作壓力的1.2倍；c)氣化器出口氣體溫度應滿足高壓儲氫設施使用溫度要求；d)氣化器出口應設置溫度和壓力檢測儀表，并應分別在現場及控制室指示溫度和壓力，同時參與液氫泵的聯鎖邏輯。4.8儲罐的耐火極限及材料滿足以下要求：a)儲罐基礎的耐火極限不應低于3.00h，儲罐支座的耐火極限不應低于2.00h；b)儲罐支座材料選取應符合GB/T150的規(guī)定。4.9液氫儲罐的設計單位應針對儲罐制造階段和使用階段預期可能出現的所有工況編寫風險評估報告。風險評估報告至少應包括下列內容：a)液氫儲罐的基本設計參數，包括工作條件、液氫危害特性、結構、材料、制造工藝；b)描述所有可能出現的工況條件，主要包括內容器冷沖擊試驗、夾套抽空、運輸、吊裝、首次充液、正常充液、增壓、對外供液等工況；c)設計時，通過分析所有工況下可能發(fā)生的失效模式制定技術措施；d)提出液氫少量泄漏、大量涌出、爆炸狀況下的處置措施；e)告知用戶可能出現的破壞形式及破壞可能帶來的危害性后果，提出防止容器出現破壞的措施；f)提出一旦容器發(fā)生破壞時操作人員的防護裝置、應采取的措施，便于用戶制定合適的應急預5液氫罐車、罐式集裝箱運輸5.1液氫罐車、罐式集裝箱的使用、運輸、檢修和管理應符合GB21668、JT/T617、TSGR0005的有關規(guī)定。5.2液氫罐車出發(fā)前，應確認罐車的運輸時間和運輸距離，并制定緊急情況排放措施，以確保運輸過程中不在公路上排放液氫。罐車、罐式集裝箱運輸液氫時，要經常監(jiān)視壓力表的讀數，不應超過壓力規(guī)定值。當壓力表讀數異常升高時，罐車應開到人稀、空曠處，打開放空閥排氣泄壓，相關要求應滿足GB/T3836.14的規(guī)定。5.3液氫罐車壓力接近安全閥起跳壓力時，應將罐車行駛到空曠處排放，并設警戒線，應滿足GB/T40060的規(guī)定。5.4在工業(yè)企業(yè)廠區(qū)內，液氫的運輸應按GB4387的規(guī)定執(zhí)行，液車或載有液氫罐式集裝箱的車輛行駛速度不應超過20km/h，不應用手推行駛，禁止溜放。5.5裝載液氫的液氫運輸車應露天停放，切勿停放在靠近橋梁、隧道或地下通道的場所。6液氫卸車和增壓設施6.1液氫罐車采用壓差輸送的卸車工藝或采用泵卸車工藝。卸車應盡量減少氫氣排放。6.2連接液氫罐車的卸液管道上應設置切斷閥和止回閥，氣相管道上應設置切斷閥。輸送液氫的裝卸閥門、軟管和快速裝卸接頭應采用真空絕熱或其他保溫結構。6.3卸車軟管應采用與液氫介質相容的材料，公稱壓力不得小于裝卸系統(tǒng)工作壓力的2倍，最小爆破壓力不應小于公稱壓力的4倍?？焖傺b卸接頭應有良好的密封結構，裝卸接頭應帶有防塵蓋，具體要求應滿足GB/T34542.2的規(guī)定。6.4液氫管道應設置吹掃置換系統(tǒng)。液氫的裝卸設施在裝配前后均應進行充分的吹掃置換。6.5液氫或冷氫氣的出口和排放方向，其周邊及可能產生液化空氣滴落的地方，應設有積液盤、保護裝置或警告標識。7液氫輸送管道7.1管道系統(tǒng)的設計壓力應不小于最大工作壓力的1.1倍，且應不小于所連接設備（或容器）的設計壓力與靜壓頭之和，應滿足GB/T20801的規(guī)定。7.2管道的設計溫度不應高于-253℃,同時使用聚氨酯泡沫或高效隔熱材料來確保管道的保溫效果。4T/CIEP0201—20247.3管道及其組成件應采用奧氏體不銹鋼，并應進行低溫沖擊試驗，低溫沖擊試驗應符合附錄A的有關規(guī)定。7.4管道材料氫脆敏感度應按照GB/T34542.3的規(guī)定進行測試。7.5液氫管路的真空度應維持在10-3到10-5Pa之間，具體要求根據不同的設計標準和應用情況有所不7.6兩端關閉且有可能存留液氫或低溫氫氣的管道，應設置安全閥或其他泄壓裝置，整定壓力應大于內容器安全泄放裝置的整定壓力，但不應高于管道的設計壓力，泄壓排放的氣體應接入放空管。7.7在操作過程中可能變冷結霜的管道應與常溫構件保持300mm及以上的間距，對于低溫介質的出口和排放方向，周邊及可能產生液化空氣滴落的下方應設置積液盤。7.8閥門的選用和安裝應符合下列規(guī)定：a)液氫閥門與管道的連接應采用焊接連接，其中焊接接頭應采用不帶墊板的全焊透對接焊接接頭。真空絕熱閥門及與之相連的真空絕熱管道應具有獨立的真空腔，且不能與罐體的真空腔連通。增壓泵后應采用卡套連接；b)遠程控制的閥門均應具有手動操作功能。7.9氫氣管道上應設有放空管、分析取樣口和吹掃置換口，其位置應能滿足管道內氣體排放、取樣、吹掃和置換要求。7.10放空管的設置，應符合下列規(guī)定：a)氫氣放空管管口處應設阻火器。阻火器的類型應根據放空管的排放流量、火源與阻火器的距離以及可能存在的爆轟風險來確定。對于小流量排放且火源與阻火器距離較遠的情況，可以選用高性能網式阻火器。對于高流量排放或存在爆轟風險的情況，應使用防爆轟阻火器。通常情況下，火源與阻火器的距離應為管道直徑的50倍至100倍。選用的阻火器應符合GB/T13347的規(guī)定；b)應有防雨雪侵入和雜物堵塞的措施；c)壓力大于0.1MPa時，阻火器后的管材，應采用不銹鋼，具體要求應滿足GB/T34542.1的規(guī)d)放空管管口應高出液氫儲罐及以管口為中心半徑20m范圍內的建筑物頂或設備平臺3.5m及以上，且距地面不應小于5m，位于排放口水平20m以外斜上45°的范圍不宜布置平臺或建筑物；e)放空管應垂直設置，排放管口不能使氫氣燃燒的輻射熱和噴射火焰沖擊到人或設備而發(fā)生人員傷害或設備性能損傷；f)氫氣放空管高度應符合GB4962的有關規(guī)定。8氫氣管道的連接8.1外徑小于或等于26.4mm，且設計壓力大于或等于20MPa的高壓氫氣管道應采用焊接方式連接。8.2氫氣管道與設備的連接，根據需要宜采用焊接連接。8.3由于振動、壓力脈動及溫度變化等可能產生交變荷載的部位，不宜采用螺紋連接。8.4設計壓力小于20MPa的氫氣管道的連接可采用焊接或法蘭連接。8.5除非經過泄漏試驗驗證，螺紋連接不宜用于設計壓力大于48MPa的系統(tǒng)。8.6外螺紋組成件的壁厚不應小于Sch160，對小于DN15的外螺紋組成件，螺紋部分的最小壁厚應滿足其受到的應力小于管道屈服應力50％的要求。8.7液氫管道之間的連接宜采用焊接連接、卡套連接或真空法蘭連接，焊接接頭應采用不帶墊板的全焊透對接焊接接頭，增壓泵后宜采用卡套連接：a)焊接接頭應進行沖擊試驗，且沖擊性能達到母材要求；b)焊接接頭應按NB/T47013.2進行滲透試驗，合格級別I級；c)焊接接頭應按NB/T47013.5進行滲透試驗，合格級別I級。9輸送一體化相關要求9.1一體化所需設備主要包括液氫容器、泵和閥門、輸送管路和運輸設備。5T/CIEP0201—20249.2液氫罐車、罐式集裝箱只有在得到有關人員同意后方可進入充灌場所進行充灌。充灌前，應對充灌的連接管道進行清管操作，直至管道內氣體中雜質含量符合液氫容器的置換指標要求，清管要求應符合GB50251的規(guī)定，充灌時要求有自動定量充裝系統(tǒng)，充灌過程中操作人員盡量遠離工作區(qū)。充灌操作應按操作規(guī)程進行，并應防止低溫液體外溢。9.3進行充灌操作時必須要控制輸送壓力和流量，確保受液罐不能因為上游壓力或流量超標而產生超壓風險，充灌容量應保持在內容器幾何容積的90%。9.4液氫罐車及罐式集裝箱應有導靜電接地裝置，接地裝置應符合GB501