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1、DB河北省地方标准DBTXX-2023撬装式水电解制氢系统通用技术要求（征求意见稿）2023-XX-XX实施2023-XX-XX发布河北省市场监督管理局发布1范围12规范性引用文件13术语和定义14技术要求24.1 撬装结构24.2 箱体布置34.3 工艺设备系统34.4 工艺管路、阀门及管件34.5 电气及仪表控制44.6 防雷、防静电与接地44.7 给排水及消防54.8 采暖通风54.9 安装55检验规则66试验方法6参考文献8,Z11刖S本标准按照GB/T1.12020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本标准由河北省工业和信息化厅提出。本标准由河北省燃料电池标
2、准化技术委员会（HeBTC29）归口。本标准由河北省市场监督管理局发布。本文件起草单位：中船（邯郸）派瑞氢能科技有限公司，特嗨氢能检测（保定）有限公司，河北省工业和信息化发展研究院。本文件主要起草人：张世渊，王大威，张英，杨晓春。撬装式水电解制氢系统通用技术要求1范围本文件规定了撬装式水电解制氢系统（以下简称“撬装系统”）的术语和定义、选址要求、技术要求、检验规则、试验方法。本文件适用于碱性水电解制氢系统、质子交换膜（PEM）水电解制氢系统、辅助系统、氢气纯化系统、电气及控制系统等组成的撬装装置。撬装装置的设计、施工、试验及验收除应符合本文件外，还应符合国家现行相关标准的规定。2规范性引用文件
3、下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于木文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB150.1-150.4压力容器GB151热交换器GB/T1413系列1集装箱分类、尺寸和额定质量GB/T7445纯氢、高纯氢和超纯氢GBZT8163输送气体用无缝钢管GBZT14976流体输送用不锈钢无缝钢管GB32311水电解制氢系统能效限定值与能效等级GB/T37562压力型水电解制氢系统技术条件GB50016建筑设计防火规范GB50029压缩空气站设计规范GB50052低压配电设计规范GB50057建筑
4、物防雷设计规范GB50073洁净厂房设计规范GB50058爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50171电气装置安装工程盘、柜二次回路接线施工及验收规范GB50177氢气站设计规范GB50235工业金属管道施工及验收规范GB50303建筑电气工程施工质量验收规范GB50316工业金属管道设计规范TSG21固定式压力容器安全技术监察规程HGJ202脱脂工程施工及验收规范NB/T47003.1钢制焊接常压容器3术语和定义下列属术语定义适用于本文件3.1 箱体Container指根据水电解制氢生产工艺需要，将水电解制氢（氧）、氢（氧）纯化、氢（氧）压缩机等工艺设备与配套控制系统、整流配电系统等电气
5、设备分区集成安装，具有耐久性、便于整体吊装移动、依需要可在多方向、多方位设门孔的封闭式撬壳设备。3.2 箱顶Containertop指箱体非危险区域的顶。3.3 箱盖Containercover指箱体危险区域的顶。3.4 危险区域Hazardouszone指箱体内安置水电解制氢（氧）、氢（氧）纯化、氧（氧）压缩机等制取、处理氢（氧）气体等工艺设备，和非危险区域之间设有防爆墙的区域。3.5 非危险区域Nonhazardouszone指箱体内安置控制系统、整流配电系统、闭式冷却水系统等无防爆要求的配套设备的区域。3.6 防爆墙Explosion-proofwall指危险区域和非危险区域之间的耐爆炸
6、压力较强的隔离设施。3.7 泄压设施Pressurereliefdevices使爆炸瞬间产生的巨大压力由建筑物的内部快速向外排放的建构部件，一般指靠近爆炸危险区域的轻质屋盖、门、窗和易于倒塌墙体；作为泄压设施的轻质屋面板和轻质墙体的单位质量不宜超过60kgm2a4技术要求4.1 撬装结构4.1.1 撬装的尺寸应根据其中放置设备的配套、规格、尺寸确定，宜采用国际标准集装箱型号及尺寸，根据制氧设备规格大小，可选用20JR,40吠或40吠高柜等不同型号，外形尺寸遵循GB1413的规定，如需可定制尺寸，单台集装箱尺寸控制在13米X3米X3.2米（长X宽X高）。4.1.2 箱体为金属构架，箱体底座宜采用
7、工字钢或槽钢焊接制成，满足设备起吊强度要求，主结构立柱应用方钢焊接制成，侧壁与顶部用钢焊接支撑加固，其间距不宜大于2米。侧壁与顶棚以轻质防火板制作，侧壁与顶、盖应具有保温功能，保温材料为阻燃材料。底板厚度满足组装和维修要求，宜选用尺寸为4-5mm厚花纹板。4.1.3 箱体表面无划痕。焊缝应平整、光滑、不允许咬边。4.1.4 箱体承受的起重重量不宜小于所安装设备的1.5倍。4.1.5 箱体的耐火等级不应低于二级（GB50016）。箱体内的危险区域应设置泄压设施。4.1.6 箱体内危险区域的泄压设施，应按下列规定设置：4.1.6.1 箱盖作为泄压设施，宜采用非燃烧体轻质材料；箱盖为一端钱链固定，另
8、一端可打开结构，且关闭时必须密封，保证防尘及防雨；箱盖上设置必要的可拆卸的风帽；4.1.6.2 泄压面积的计算应符合现行国家标准GB50016的要求；4.1.6.3 泄压设施的设置避开人员密集场所和主要交通道路，并应靠近有爆炸危险的部位；4.1.6.4 压缩机间宜采用半敞开或敞开式的结构。4.1.7 出入危险区域的安全通道，不宜少于2个。出入门应加装应急锁。爆炸危险区域应单独设直通外部的出入口,门应向外开启，并加装撞击时不产生火花的材料。4.1.8 在危险区域与非危险区域之间必须穿过管线时，宜采取底部管缆槽埋设结构，所有管缆槽上部盖板应为可拆卸。且用非燃烧材料封闭空隙。4.L9箱体内部空间应通
9、风良好，箱盖内表面应平整，避免死角。4.1.10 合理安排集装箱承重结构，在较重的设备地脚下部应增加槽钢支撑，并用螺栓固定，以免设备在运输过程中产生滑动04.1.11 箱体起吊点不应少于4点。4.2箱体布置4.2.1 根据生产工艺需要，箱体应分隔成危险区域和非危险区域。危险区域内安置水电解制氢（氧）、氯（氧）纯化、氢（氧）压缩机等制取、处理氢（氧）气体工艺设备。非危险区域内设置有控制系统、整流配电系统、闭式冷却水系统等无防爆要求的配套设备。4.2.2 危险区域和非危险区域以抗爆板分隔。4.2.3 根据生产工艺需要设置有氢气纯化装置及氧气纯化装置和/或氢气压缩机和氧气压缩机时，不得将氢气纯化装置
10、和氧气纯化装置设置在同一危险区域内，也不得将氢气压缩机和氧气压缩机设置在同一危险区域内。4.2.4 危险区域内应设置维修通道，通道上应用防火花且阻燃材料铺设。4.2.5 根据设备规模和工艺需求，可采用多台集装箱进行横向和纵向的拼接，集装箱之间的拼接缝需满足防雨防尘要求。4.2.6 箱体内各区域划分应视安置设备的规格、尺寸和检修要求确定。4.2.7 危险区域内设备正上方根据实际情况设置氧气测爆仪，且与事故风机联锁。如设置氧气浓度报警仪，安装高度在L4-1.7米之间。4.2.8 氧气储罐易设置在箱体外，与箱体的防火间距满足GB50177。4.2.9 箱址地坪应高出周边地坪0.2m以上。4. 3工艺
11、设备系统4.1.1 工艺系统有电解槽，后处理工艺系统，辅助系统及氧气纯化系统等。4.1.2 电解槽应是碱性电解槽或质子交换膜（PEM）电解槽04.1.3 碱性水电解系统用的原料水、KOH,冷却水及仪表气等要求，应符合GB/T37562的规定。4.1.4 箱式装置的压力容器有分离器、气体冷却器、脱氧器、氨气干燥器等，压力容器的设计、制造、检验和验收应按GBI50、GB及TSG21的规定，常压容器应按NB/T47003.1的规定。4.1.5 设备材料的机械强度、化学稳定性及耐腐蚀性等应满足使用要求。4.1.6 水电解制氧工艺参数监控点设置：一通常设置氢、氧槽温、系统压力、分离器液位、碱液循环量及氢
12、中氧、氧中氢在线分析等检测点根据技术要求设置显示、记录、报警、联锁等功能。43.7 氧气纯化工艺参数监控点设置：一通常设置脱氧器温度、干燥器温度、再生气流量、系统压力等检测点，并设置微氧、露点在线分析仪，根据技术要求，设置显示、记录、报警、连锁等功能。43.8 艺管路、阀门及管件43.8.1 艺管道包括氢、氧及碱液等不同介质管道。43.8.2 气在管道中的最大流速按GB50177的规定。43.8.3 气管路应采用无缝钢管，符合GB/T8163和GB/T14976的规定。对氢气纯度有严格要求时，其管材、阀门、附件和敷设，应按现行国家标准GB50073中有关规定执行。43.8.4 艺管道连接宜采用
13、焊接，与设备、阀门的连接可采用法兰等其它方式。43.8.5 气放空应设置阻火器，放空口应高出箱体1m,并设置防雨雪和杂物侵入的措施，寒冷地区应设置防冻措施。43.8.6 气管道的阀门宜采用球阀、截止阀。43.8.7 气管道、管件、阀门及仪表应按HGJ202的要求进行脱脂处理。43.8.8 动或电动调节阀是维持系统压力、压差、温度计流量的重要部件，选用时应根据使用介质的工作条件进行精确计算，以保证此阀门的开度在有效的流程范围内。43.8.9 气管道的法兰、垫片的选择应符合GB50177的规定。43.9 气及仪表控制43.9.1 低压供配电4.5.Ll箱式装置的供配电设施有整流变压器、整流柜或高频
14、电源柜、配电柜及控制柜等。4.5.1.2箱式装置供电应按GB50052的有关规定分级，宜定为三级，箱内通信及控制系统应设不间断供电电源。4.5.13制氢间电气设施选型应符合GB50058的规定，不应低于氢气爆炸混合物的级别、组别,BPIICTh4.5.1.4箱式装置电力线，应有钢管保护，钢管两端应作隔离密封处理；制氢间至电控间的线路，隔板上缝隙应用不燃材料封堵。4.5.1.5制氢间照明应用防爆灯具，不得安装在氧气释放源正上方，箱体内宜设置应急照明电源。1.1.2 直流供配电1.1.2.1 直流导线采用铜导体，于隔板下方进入制氧间，当采用裸母线时，应有防止产生火花的措施。1.1.2.2 制氢间应
15、设置直流柜电急停按钮，应便于操作。1.1.3 仪表控制电解制氢系统应设置下列自动联锁项目：一槽温高于设定上限时；一一系统压力高于设定压力时；一一氢、氧分离器液位低于或高于设定下限或液位差大于设定上限时；一一氢气或氧气的纯度高于设定上限时；空气中氢浓度大于0.4%时；一一控制气源压力低于设定下限时；一一碱液或纯水循环量低于设定下限时；供电设备发生故障时。4.6 防雷、防静电与接地4.6.1 箱式装置应按GB50057和GB50058的有关规定设置防雷接地措施。4.6.2 箱体内按用途分有电气设备工作（系统）接地、保护接地、防静电接地。不同用途接地共用一个总的接地装置时，其接地电阻应符合其中最小值
16、要求，且不大于10。4.6.3 体内的设备、管道、构架、电缆金属外皮、钢屋架和突出箱体的放空管、风管等应接到接地装置上。管道法兰、阀门等连接处，应采用金属线跨接。4.6.4 有爆炸危险环境内可能产生静电危险的物体应采取防静电措施。4.6.5 要求接地的设备、管道等均应设接地端子。接地端子与接地线之间，可采用螺栓紧固连接；对有振动、位移的设备和管道，其连接处应加挠性连接线过渡。4.6.6 电缆槽应设有排水孔。4.6.7 变压器宜选用干式变压器。4.7 给排水及消防4.7.1 给排水4.7.1.1 冷却水系统，宜采用闭式循环水。4.7.1.2 冷却水供水压力宜为0.15-0.35MPa。水质及排水
17、温度，应符合GB/T37562的要求。4.7.13 宜装设断水保护装置。4.7.14 防4.7.14.1 氢间和消防间应配置灭火器材。4.7.14.2 体内各区域，可根据区域大小配备二氧化碳、“干粉”等灭火器材。4.7.23箱体不得使用可燃性装饰材料。4.8采暖通风4.8.1 箱内温度应维持在5C-45C,最大相对湿度不大于90%。根据用户当地气象条件需要，可采取冬季保温，夏季降温等措施。4.8.2 在计算采暖、通风热量时，应计入制氢装置散发的热量。4.8.3 箱体内各区域应该设置通风装置，并充分考虑空气对流，通风风道应采用非燃烧材料制作。4.8.4 危险区域的自然通风换气次数，每小时不得少于
18、3次；事故排风装置换气次数每小时不得少于12次，并与氢气检漏装置联锁。危险区域引出的排风口和非危险区域引出的排风口宜24.5米。4.8.5 危险区域内的事故排风机的选型，应符合现行国家标准爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058的规定，并不应低于氢气爆炸混合物的级别、组别（CTI）.4.8.6 当周围环境恶劣时，进风通道宜加空气过滤器。自然通风帽应设有防止凝结水滴落的措施。4.8.7 箱体内各区域应该设置照明装置，危险区域内设置防爆照明设备，且不高于气体测爆仪。4.8.8 变压器室门的下部应开孔用作下进风口，开孔应加装防鼠、防虫网；箱体其它开孔应同样加装。4.9安装水电解制氢（氧）、氢
19、（氧）纯化、氢（氧）压缩机等制取、处理氢（氧）气体的工艺设备、控制系统、整流配电系统、闭式冷却水系统等按批准的图样和技术文件进行装配。设备设计满足以下条件：4.9.1 设备安装4.9.1.1 系统的安装施工应按设计文件及图纸的要求；4.9.1.2 电解槽采用整体组装方式，组装完成后按L05倍设计压力进行气密性试验；4.9.1.3 压力容器等产品应符合现行国家标准的有关规定；4.9.1.4 逐一核对各类设备的名称、型号规格、性能参数是否符合使用要求；4.9.1.5 一核对各类设备的安装位置和设备基础，是否符合设计图纸要求。4.9.2 管道安装4.9.2.1 各类管道的施工安装宜按GB50316、
20、GB50235有关规定执行；4.9.2.2 管材及附件应检验合格，其型号规格应符合设计要求，并具有有效的质量证明文件；4.923氢气管道焊缝不得有裂缝、未熔合、夹渣、飞溅等缺陷，焊缝余高不应大于2mm；4.9.2.4氧气管道焊接完成后应进行下列试验：4.9.2.4.1 氧气管道应用氮气或干燥无油的空气按GB50177进行气压，气密性及泄露性试验；4.9.242氢气管道试验合格后，用氮气或干燥无油的空气进行吹扫，在排气口白纸上无铁锈或其它杂物为合格；4.924.3氧气管道施工参照氢气管道执行，施工前管道、管件等应按HGJ202进行脱脂处理。4.9.3电气仪表安装4.93.1 电气柜及二次回路的安
21、装应符合GB50171的有关规定；4.93.2 照明装置及线路安装应符合GB50303的有关规定；4.933 安装所需的设备、柜、线缆和仪器仪表等应检验合格，符合施工要求；4.934 氧浓度检测仪探头应安装在检测空间最高处。5检验规则5.1 受大负载供电条件限制，出厂检验可仅包括工艺部件的强度试验、泄漏量试验和电气部件的模拟试验。检验合格后出具出厂合格证。5.2 设备现场完成安装后，重复工艺部件的强度试验、泄漏量试验和电气部件的模拟试验，合格后设备进入试运行阶段，运行过程中，逐步调节各指标达到规定值。5.3 设备连续运行24h,在这期间随时都可进行出口氨气含水量、含氧量等各项技术指标的测定，检
22、验合格即可交付。5.4 型式试验5.4.1 有下列情况之一，可进行型式检验：a）设备停产I年后重新投产；b）国家质量监督检验部门或用户提出检验要求。5.4.2 型式检验项目包括：外观、强度、泄漏量以及出口氢气含水量、含氧量等指标的测定。5.5 判定规则检验中如有不合格项，允许查明原因，排除故障，局部调整或更换零部件，再按6的要求重新进行检验。6试验方法6.1 气密性试验6.1.1 对碱性水电解制氢系统使用清洁空气或氮气进行气密性试验；对PEM水电解制氧系统使用氮气进行气密性试验。6.1.2 气密性试验压力为设计压力1.05倍，试验开始后逐渐升压，达到规定压力后，保持30min,应采用涂刷专用检
23、漏液的方法，巡回检查所有阀门、法兰或螺纹连接处，焊缝、垫片等密封点，以无漏气为合格。6.2 泄漏率试验水电解制氧系统在气密性试验合格后，以氮气进行泄漏量试验。试验压力为系统设计压力；试验时间为24h。泄漏量试验过程应认真记录系统内气体的温度、压力。以平均每小时泄露率不超过0.5%为合格。平均每小时泄露率A按下式计算：A=(1-)tkp12j式中：A平均每小时泄露率，%;t试验时间，单位为小时(h)；Pi，P2一一试验开始、结束时的绝对压力，单位为兆帕(MPa)；T1,T2一一试验开始、结束时的气体热力学温度，单位为开尔文(K)；73冷却水管线上温度表、压力表直接读数。7.4 最大氢气产量按GB
24、/T37562-2009中附录B、C容积法或电流法测定最大氢气产量。7.5 出口氯气含水量分析管线上的露点分析仪直接读数。7.6 出口氯气含氧量分析管线上的微量氧分析仪直接读数。或将色谱仪连接到取样口上，按GB/T7445中的4.2测定出口氢气含氧量。7.7 能耗计算按GB/T32311-2015中附录B计算。参考文献1 GB/T4237不锈钢热轧钢板GB4962氢气使用安全技术规程3 GB/T5832.2气体中微量水的测定露点法GB6654压力容器用钢板5 GB/T8175设备及管道保温设计导则6 GB/T13384机电产品包装通用技术条件GB/T19774水电解制氢系统技术要求8 GBZT37563压力型水电解制氢系统安全要求9 GB50275压缩机、风机、泵安装工程施工与验收规范10 GB50516加氢站技术规范
