(高清版)GBT 29729-2022 氫系統(tǒng)安全的基本要求

氫系統(tǒng)安全的基本要求I 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 24氫系統(tǒng)的類別 34.1制氫系統(tǒng) 34.2儲氫系統(tǒng) 34.3輸氫系統(tǒng) 34.4用氫系統(tǒng) 35氫的基本特性 35.1熱物理性質(zhì) 35.2燃燒特性 36氫系統(tǒng)的危險因素 46.1泄漏和滲漏 46.2與燃燒有關(guān)的危險因素 46.3與壓力有關(guān)的危險因素 46.4與溫度有關(guān)的危險因素 46.5氫腐蝕和氫脆 46.6生理危害 57風險控制 57.1基本原則 57.2設(shè)計風險控制 57.3氫設(shè)施要求 7.4檢測要求 7.5火災(zāi)和爆炸風險控制 7.6操作要求 7.7突發(fā)事件 附錄A(資料性)典型制氫系統(tǒng) A.1水電解制氫系統(tǒng) A.2天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制氫系統(tǒng) A.3甲醇轉(zhuǎn)化制氫系統(tǒng) A.4煤氣化制氫系統(tǒng) A.5風能和太陽能水電解制氫系統(tǒng) 附錄B(資料性)氫的性質(zhì) B.1常態(tài)氫和仲氫的物理和熱物理性質(zhì) B.2氫氣與其他常見氣體的熱物理性質(zhì)比較 ⅡB.3液氫與其他液化氣體的熱物理性質(zhì)比較 附錄C(資料性)氫的燃燒特性 C.1氫的燃燒特性 C.2氫氣與其他常見燃料的燃燒特性比較 附錄D(資料性)氫環(huán)境常用金屬材料和非金屬材料 D.1金屬材料 D.2非金屬材料 參考文獻 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件代替GB/T29729—2013《氫系統(tǒng)安全的基本要求》,與GB/T29729—2013相比，除結(jié)構(gòu)調(diào)整和編輯性改動外，主要技術(shù)變化如下：——增加了氫分壓、固定式氫氣儲存容器、液氫增壓的術(shù)語和定義(見3.3～3.11);——更改了氫系統(tǒng)類別中制氫系統(tǒng)、儲氫系統(tǒng)和輸氫系統(tǒng)的相關(guān)規(guī)定(見4.1～4.3,2013年版的4.1～4.3);——增加了氫系統(tǒng)類別中用氫系統(tǒng)的相關(guān)規(guī)定(見4.4);——增加了氫氣火焰探測要求(見6.2.3);——更改了固態(tài)儲氫有關(guān)的危險因素的相關(guān)規(guī)定(見6.3.4、6.3.5,2013年版的6.5);——增加了與溫度有關(guān)的危險因素的相關(guān)規(guī)定(見6.4.3～6.4.5);——增加了氫窒息的有關(guān)規(guī)定(見6.6.3);——增加了風險控制的基本原則中關(guān)于點火源、檢測報警裝置的相關(guān)規(guī)定(見7.1e)和f]];——增加了氫系統(tǒng)設(shè)計的基本要求中關(guān)于安全完整性評價的相關(guān)規(guī)定(見7.2.1d)];——更改了材料氫相容性試驗和氫環(huán)境常用材料的相關(guān)規(guī)定(見7.2.2.5,2013年版的7.2.2.5);——更改了氫氣儲存容器、液氫儲存容器、固態(tài)儲氫容器、泵和壓縮機、液氫和漿氫管道、安全泄放——增加了阻火器的相關(guān)要求(見7.2.5.6);——更改了通風要求、放空和火炬的相關(guān)規(guī)定(見7.3.2.4、7.3.4,2013年版的7.3.2.4、7.3.4);——更改了氫泄漏檢測報警儀的相關(guān)規(guī)定(見7.4.1,2013年版的7.4.1);——更改了防止氫/氧的意外混合和杜絕點火源的相關(guān)規(guī)定(見7.5.1、7.5.2.1,2013年版的7.5.1、請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任。本文件由全國氫能標準化技術(shù)委員會(SAC/TC309)提出并歸口。本文件起草單位：浙江大學、中國標準化研究院、北京海德利森科技有限公司、佛山綠色發(fā)展創(chuàng)新研究院、佛山市南海區(qū)華南氫安全促進中心、同濟大學、濰柴動力股份有限公司、正星氫電科技鄭州有限公司、張家港氫云新能源研究院有限公司、電力規(guī)劃總院有限公司、廣東能源集團科學技術(shù)研究院有限公司、北京京能科技有限公司、中氫綠源(廣東)科技有限公司、中國節(jié)能協(xié)會。本文件主要起草人：鄭津洋、楊燕梅、韓武林、尚娟、鮑威、徐平、陳立新、張睿明、李海龍、張存滿、本文件于2013年首次發(fā)布，本次為第一次修訂。1GB/T29729—2022氫系統(tǒng)安全的基本要求本文件規(guī)定了氫系統(tǒng)的類別、氫的基本特性、氫系統(tǒng)的危險因素及其風險控制的基本要求。本文件適用于氫的制取、儲存、輸送和應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計和使用。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/T150(所有部分)壓力容器GB2894安全標志及其使用導(dǎo)則GB4962氫氣使用安全技術(shù)規(guī)程GB/T5099(所有部分)鋼質(zhì)無縫氣瓶GB5908石油儲罐阻火器GB12014防護服裝防靜電服GB12358作業(yè)場所環(huán)境氣體檢測報警儀通用技術(shù)要求GB/T13347石油氣體管道阻火器GB16808可燃氣體報警控制器GB/T19773變壓吸附提純氫系統(tǒng)技術(shù)要求GB/T19774水電解制氫系統(tǒng)技術(shù)要求GB21148足部防護安全鞋GB/T24499氫氣、氫能與氫能系統(tǒng)術(shù)語GB/T33292燃料電池備用電源用金屬氫化物儲氫系統(tǒng)GB/T33145大容積鋼質(zhì)無縫氣瓶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/T34544小型燃料電池車用低壓儲氫裝置安全試驗方法GB/T35544車用壓縮氫氣鋁內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶GB50058爆炸危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范GB50156汽車加油加氣加氫站技術(shù)標準GB50177氫氣站設(shè)計規(guī)范GB50217電力工程電纜設(shè)計標準GB50275風機、壓縮機、泵安裝工程施工及驗收規(guī)范GB50516加氫站技術(shù)規(guī)范JB4732鋼制壓力容器——分析設(shè)計標準NB/T10354長管拖車NB/T10558壓力容器涂敷與運輸包裝SH/T3413石油化工石油氣管道阻火器選用、檢驗及驗收標準23術(shù)語和定義GB/T24499、GB50156、GB50516界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。氫系統(tǒng)hydrogensystem固態(tài)儲氫hydrogenstorageinsolidstate以固態(tài)物質(zhì)形式與氫進行化學反應(yīng)或物理吸附的儲氫方式。氫分壓hydrogenpartialpressure氫氣在同一溫度下單獨占有混合氣體的體積時所具有的壓強。固定安裝、用于儲存氫氣的壓力容器，配有必要的安全裝置、壓力和溫度檢測與顯示儀器等。液氫增壓泵liquidhydrogenboosterpump對液氫進行增壓的單級或多級增壓泵。將液氫進一步冷卻后獲得的液氫與固氫的混合物，溫度介于三相點(13.8K)和熔點(14K)之間。氫分子的一種同質(zhì)異構(gòu)體，分子中原子核的自旋方向是相同的(平行)。參見圖1。仲氫氫分子的一種同質(zhì)異構(gòu)體，分子中原子核的自旋方向是相反的(逆平行)。參見圖2。圖2仲氫3室溫下或高于室溫時，正氫與仲氫比例為75%和25%的平衡氫。注：也稱為標準氫或正常氫。液氫liquidhydrogen以液態(tài)形式存在的氫。注：液氫是一種無色、透明的低溫液體。[來源：GB/T24499—2009,2.18,有修改]加氫合建站combinedfuellingstation加油加氫合建站、加氣加氫合建站、加油加氣加氫合建站的統(tǒng)稱。4氫系統(tǒng)的類別4.1制氫系統(tǒng)制氫系統(tǒng)主要包括煤制氫系統(tǒng)、天然氣制氫系統(tǒng)、醇類轉(zhuǎn)化制氫系統(tǒng)、副產(chǎn)氣提純回收制氫系統(tǒng)、水電解制氫系統(tǒng)、氨制氫系統(tǒng)、生物質(zhì)制氫系統(tǒng)、核能制氫系統(tǒng)、太陽能熱化學制氫系統(tǒng)、太陽能光解水制氫系統(tǒng)等，典型制氫系統(tǒng)參見附錄A。4.2儲氫系統(tǒng)儲氫系統(tǒng)主要包括氣態(tài)氫儲存系統(tǒng)、液態(tài)氫儲存系統(tǒng)及固態(tài)氫儲存系統(tǒng)。4.3輸氫系統(tǒng)輸氫系統(tǒng)主要包括氣態(tài)氫輸送系統(tǒng)、液態(tài)氫輸送系統(tǒng)及固態(tài)氫輸送系統(tǒng)。用氫系統(tǒng)主要包括氫在工業(yè)、交通、能源、建筑等領(lǐng)域的應(yīng)用系統(tǒng)。5氫的基本特性5.1熱物理性質(zhì)5.1.1氫的相對原子質(zhì)量為1.008,氫氣在標準狀態(tài)(273.15K、101.325kPa)下的密度為0.0899kg/m3。常態(tài)氫和仲氫的熱物理性質(zhì)參見附錄B中的表B.1,氫氣與其他常見氣體的熱物理性質(zhì)比較參見表B.2。5.1.2液氫在標準沸點下的密度為70.78kg/m3,標準沸點下常態(tài)氫轉(zhuǎn)化為仲氫的轉(zhuǎn)化熱為527.14kJ/kg。5.2燃燒特性5.2.1氫氣在常溫常壓空氣中的可燃極限為4%～75%(體積分數(shù))。氫的燃燒特性參見附錄C中的表C.1,氫氣與其他常見燃料的燃燒特性比較參見表C.2。5.2.2氫氣在常溫常壓空氣中的爆轟極限在可燃極限范圍內(nèi)，爆轟速度為1480m/s～2150m/s。4GB/T29729—2022注：爆轟極限是指易燃易爆氣體、蒸汽或粉塵在空氣/氧氣中形成可引發(fā)爆轟的爆炸氣體混合物的濃度范圍。6氫系統(tǒng)的危險因素6.1泄漏和滲漏6.1.1氫氣易通過多孔材料、裝配面或密封面泄漏。氫氣泄漏后將迅速擴散，導(dǎo)致可燃、可爆區(qū)域不斷擴大，且擴散過程肉眼不可見。影響氫氣泄漏擴散的主要因素包括泄漏位置、環(huán)境溫度、環(huán)境風速、環(huán)境風向和障礙物。6.1.2液氫和漿氫系統(tǒng)發(fā)生泄漏后，液氫將迅速蒸發(fā)擴散，形成可見的可爆霧團，并可能導(dǎo)致系統(tǒng)形成負壓而使周圍空氣進入系統(tǒng)凝結(jié)成固體顆粒，可能堵塞系統(tǒng)的管道、閥門等部件。6.1.3氫易滲入某些非金屬材料內(nèi)而引起氫滲漏。若液氫系統(tǒng)發(fā)生氫滲漏，可能導(dǎo)致氫損耗或真空絕熱層破壞。6.2與燃燒有關(guān)的危險因素6.2.1泄漏的氫氣易引起燃燒或爆炸。氫燃燒可能造成氫系統(tǒng)材料性能劣化，并可能導(dǎo)致氫系統(tǒng)因內(nèi)部溫度和壓力急劇升高而超壓失效。6.2.2氫氣爆燃可能導(dǎo)致燃燒區(qū)域的迅速擴大和密閉空間壓力的迅速升高。氫氣爆轟產(chǎn)生的高速爆轟波可能對燃燒區(qū)域外的環(huán)境產(chǎn)生巨大沖擊，并伴隨有高溫氣體的迅速傳播。6.2.3氫氣火焰不易察覺，應(yīng)使用紫外探測器或紫/紅外復(fù)合多波段探測器探測。6.3與壓力有關(guān)的危險因素6.3.1氫氣系統(tǒng)失效可能導(dǎo)致高壓氫氣儲存能量迅速釋放，形成沖擊波，破壞周圍設(shè)施。6.3.2液氫和漿氫系統(tǒng)漏熱將引起熱分層和氫蒸發(fā)，導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)的氫體積急劇增大，若泄壓裝置動作不及時，可能導(dǎo)致系統(tǒng)超壓失效。注：熱分層是指重力方向上由于溫度不同引起流體密度差異，導(dǎo)致冷流體處于下方，熱流體處于上方的流體分層現(xiàn)象。6.3.3漿氫中的固體氫顆粒易積聚沉淀而堵塞漿氫系統(tǒng)的管道、閥門等部件。6.3.4固態(tài)儲氫系統(tǒng)超溫時系統(tǒng)中的氫氣壓力可能急劇上升，導(dǎo)致承壓容器超壓失效。6.3.5固態(tài)儲氫容器在使用過程中，氫化物粉末可能由于振動或氫氣流推動形成粉體局部堆積，并產(chǎn)生應(yīng)力集中。6.4與溫度有關(guān)的危險因素6.4.1氫液化過程溫度急劇下降，可能導(dǎo)致材料收縮。氫系統(tǒng)材料收縮程度不同，可能導(dǎo)致系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變形不協(xié)調(diào)，從而造成結(jié)構(gòu)中應(yīng)力增大或密封面泄漏。6.4.2液氫和漿氫系統(tǒng)的低溫環(huán)境可能導(dǎo)致材料韌性下降，增加材料的裂紋敏感性。液氫和漿氫系統(tǒng)的溫度低于材料的韌脆轉(zhuǎn)變溫度時，材料將由韌性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈誀顟B(tài)。6.4.3高壓氫氣瓶快速充裝氫氣時，瓶內(nèi)溫度會升高，可能導(dǎo)致氣瓶承載能力下降或泄漏。6.4.4液氫和漿氫系統(tǒng)中混入空氣等凝固點高于液氫溫度的氣體，會形成固體顆粒，積累后有可能堵塞系統(tǒng)的管道、閥門等部件。固體氧顆粒還有可能造成系統(tǒng)爆炸著火。6.4.5當溫度接近臨界溫度時，液氫有可能突然沸騰導(dǎo)致儲存容器內(nèi)壓力迅速升高。6.5氫腐蝕和氫脆6.5.1鋼在高溫高壓氫環(huán)境中服役一定時間后，氫可能與鋼中的碳反應(yīng)生成甲烷，造成鋼脫碳和微裂5紋的形成，導(dǎo)致鋼性能不可逆地劣化。溫度越高、氫分壓越大，鋼的氫腐蝕越嚴重。6.5.2金屬吸收內(nèi)部氫或外部氫后，局部氫濃度達到飽和時，將引起塑性下降、誘發(fā)裂紋或延遲斷裂。氫分壓越大、強度越高、應(yīng)變速率越小，金屬的氫脆往往越嚴重。6.6生理危害6.6.1人體皮膚直接接觸低溫氫氣、液氫或漿氫易導(dǎo)致凍傷，低溫氫氣、液氫或漿氫的管路、設(shè)備絕熱失效或未做絕熱時，人體皮膚直接接觸也有低溫凍傷的風險；直接接觸高溫且肉眼不可見的氫火焰易導(dǎo)致高溫灼傷。6.6.2氫燃燒產(chǎn)生的大量紫外線輻射易損傷人體皮膚，氫火災(zāi)引起的次生火災(zāi)會產(chǎn)生濃煙或其他有害燃燒產(chǎn)物，危害人體健康。7.1基本原則氫系統(tǒng)應(yīng)遵循以下基本原則：a)在滿足需求的前提下，控制儲存和操作中氫的使用量；b)制定相應(yīng)操作程序；c)減少處于危險環(huán)境中的人員數(shù)量，并縮短暴露時間；d)避免氫/空氣(氧氣)混合物在密閉空間積聚；e)設(shè)置氫氣和火焰等檢測報警裝置；f)確保氫系統(tǒng)的爆炸危險區(qū)域內(nèi)無明火源；g)確定氫系統(tǒng)的爆炸危險區(qū)域，爆炸危險區(qū)域的等級定義應(yīng)符合GB50058的規(guī)定；h)確保氫系統(tǒng)的爆炸危險區(qū)域內(nèi)無其他雜物，通道暢通。7.2設(shè)計風險控制7.2.1.1氫系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)滿足以下基本要求。a)失效-安全設(shè)計：1)設(shè)置安全泄放裝置、阻火器等安全附件；2)設(shè)置單容錯或雙容錯。b)自動安全控制：1)遠程實時監(jiān)測系統(tǒng)的安全狀態(tài)；2)自動控制壓力、流速等運行參數(shù)；3)檢測到氫泄漏或火焰時，設(shè)備能自動采取相應(yīng)的安全措施，包括關(guān)閉截止閥、開啟通風裝c)氫系統(tǒng)出現(xiàn)異常、故障或失靈時，報警裝置能及時報警。7.2.1.2宜作安全完整性評價。7.2.2.1氫系統(tǒng)選材應(yīng)評估以下因素：——與氫的相容性；6——與相鄰材料的相容性；——與使用環(huán)境的相容性；——毒性；——失效模式；——可加工性；——經(jīng)濟性。7.2.2.2氫系統(tǒng)用金屬材料應(yīng)滿足強度要求，并具有良好的塑性、韌性和可制造性。用于低溫工況時還應(yīng)有良好的低溫韌性，且其韌脆轉(zhuǎn)變溫度應(yīng)低于系統(tǒng)的工作溫度。7.2.2.3氫系統(tǒng)用非金屬材料應(yīng)有良好的抗氫滲透性能。7.2.2.4氫系統(tǒng)中與氫直接接觸的材料，應(yīng)與氫具有良好的相容性。金屬材料與氫氣環(huán)境相容性試驗應(yīng)符合GB/T34542.2規(guī)定的要求，氫脆敏感度試驗應(yīng)符合GB/T34542.3規(guī)定的要求。7.2.2.5氫系統(tǒng)宜選用含碳量低或加入強碳化物形成元素的鋼。7.2.2.6氫環(huán)境常用金屬材料和非金屬材料參見附錄D。為降低金屬材料的氫脆敏感性，應(yīng)采取以下措施：a)將材料硬度和強度控制在適當?shù)乃剑籦)降低殘余應(yīng)力；c)避免或減少材料冷塑性變形；d)避免承受交變載荷的部件發(fā)生疲勞破壞；e)使用奧氏體不銹鋼、鋁合金、塑料等氫脆敏感性低的材料。7.2.3.1.1設(shè)計氫氣儲存容器時，應(yīng)充分考慮在正常工作狀態(tài)下大氣環(huán)境溫度條件對容器殼體溫度的影響，其最低設(shè)計溫度不應(yīng)高于歷年來月平均最低氣溫的最低值。7.2.3.1.2氫氣儲存容器的支承和基礎(chǔ)應(yīng)為非燃燒體并確保牢固，容器的接地要求應(yīng)符合GB50177規(guī)定的要求。7.2.3.1.3固定式氫氣儲存容器、氫氣長管拖車及其零部件的涂敷與運輸包裝應(yīng)符合NB/T10558規(guī)定的要求和圖樣的技術(shù)要求。等規(guī)定的要求。加氫站氫氣儲存容器還應(yīng)符合GB50516、GB50156等規(guī)定的要求。7.2.3.1.5固定式氫氣儲存容器應(yīng)設(shè)有壓力和溫度測量儀表、安全泄放裝置、氫氣泄漏報警裝置、氮氣吹掃置換接口等附件，應(yīng)記錄容器操作參數(shù)。7.2.3.1.6固定式氫氣儲存容器宜設(shè)有氫氣放空管，底部最低點宜設(shè)有排污口。規(guī)定的要求。7.2.3.1.8氫氣長管拖車應(yīng)按GB2894的規(guī)定設(shè)置安全標志。7.2.3.1.9氫氣長管拖車的匯流總管應(yīng)設(shè)有壓力表和溫度表。每只鋼瓶均應(yīng)裝配安全泄放裝置。拖車上應(yīng)配備滅火器材。7.2.3.1.10氫氣瓶的設(shè)計、制造、檢驗與試驗等應(yīng)符合GB/T5099要求。車用壓縮氫氣鋁內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶應(yīng)符合GB/T35544規(guī)定的要求。7.2.3.1.11氫氣儲氣瓶組的氣瓶、管路、閥門和其他附件應(yīng)可靠固定，且管路、閥門和其他附件應(yīng)設(shè)有防止碰撞損壞的防護設(shè)施。77.2.3.2.1液氫儲存容器應(yīng)設(shè)有絕熱效果良好的絕熱系統(tǒng)，其內(nèi)容器和真空夾層均應(yīng)設(shè)有安全泄放裝置，泄放量設(shè)計應(yīng)評估液氫迅速相變導(dǎo)致的超壓危險。7.2.3.2.2液氫儲存容器的支承和基礎(chǔ)應(yīng)為絕熱非燃燒體并確保牢固。7.2.3.2.3液氫儲存容器的放空管應(yīng)設(shè)在容器頂部，并宜控制排放氫氣的速度，以防發(fā)生火災(zāi)和爆炸等7.2.3.2.4液氫儲存容器出液管宜從內(nèi)容器底部引出，并應(yīng)在其液氫管路上設(shè)置切斷閥。7.2.3.2.6液氫壓力容器額定充滿率不應(yīng)大于內(nèi)容器幾何容積的90%。7.2.3.2.7液氫壓力容器應(yīng)分別在控制室與現(xiàn)場設(shè)置壓力和液位測量儀表。漿氫儲存容器除應(yīng)符合7.2.3.2中的相關(guān)規(guī)定外，還應(yīng)符合以下要求：a)防止污染物進入容器，并及時處理容器內(nèi)的固體氫顆粒積聚物；b)及時補給或濃縮漿氫，確保容器中固態(tài)氫的質(zhì)量分數(shù)滿足要求。7.2.3.4.1固態(tài)儲氫容器的技術(shù)要求、試驗與檢測、標志、包裝等應(yīng)符合GB/T34544、GB/T33292等規(guī)定的要求。a)防止固態(tài)填充物在使用過程中局部堆積；b)單管或列管的管端均設(shè)置過濾精度與固態(tài)儲氫物質(zhì)粒度相匹配的過濾器。7.2.3.4.3依儲氫容量大小和固態(tài)儲氫材料熱效應(yīng)高低，固態(tài)儲氫容器宜設(shè)有熱交換結(jié)構(gòu)。7.2.3.5.2氫氣灌裝用壓縮機的型號、排氣量，應(yīng)根據(jù)灌裝臺或充裝容器的規(guī)格和數(shù)量、充裝時間、進氣壓力和排氣壓力確定。7.2.3.5.3液氫增壓泵的選型、數(shù)量，應(yīng)根據(jù)進液壓力、排液壓力和用氫量或使用特性確定。7.2.3.5.4氫氣壓縮機和液氫增壓泵的涉氫部件在使用條件下應(yīng)具有良好的氫相容性。7.2.3.5.5輸送氫氣用壓縮機前宜設(shè)置氫氣罐，后應(yīng)設(shè)置氫氣緩沖罐。7.2.3.5.6數(shù)臺氫氣壓縮機并聯(lián)從同一氫氣管道吸氣時，應(yīng)采取措施確保吸氣側(cè)氫氣為正壓。7.2.3.5.7氫氣壓縮機和液氫增壓泵的安裝和驗收應(yīng)符合GB50275以及設(shè)計制造標準和技術(shù)說明書規(guī)定的要求。7.2.3.5.8氫氣壓縮機安全保護裝置的設(shè)置，應(yīng)符合GB50156、GB50516等規(guī)定的要求。7.2.4.1.1氫氣、液氫和漿氫管道應(yīng)符合以下基本要求：a)選用符合國家標準或行業(yè)標準規(guī)定，且滿足工作壓力、工作溫度要求的無縫管；8b)管的材料與氫有良好的相容性；c)采用焊接連接或其他能有效防止泄漏的連接方式；d)設(shè)置合適的安全泄放裝置，與用氫設(shè)備連接的管道應(yīng)設(shè)置切斷閥，連接至有明火的用氫設(shè)備的管道設(shè)置阻火器；e)管道上標明介質(zhì)及其流動方向；f)管道與建筑物、構(gòu)筑物或其他管線保持一定的安全距離，室內(nèi)管道不敷設(shè)在地溝中或直接埋7.2.4.1.2管道宜采用架空敷設(shè)，其支架應(yīng)為非燃燒體，且不應(yīng)與電纜、導(dǎo)電線路、高溫管線敷設(shè)在同一支架上。7.2.4.1.3氫管道與其他管道共架敷設(shè)或分層布置時，氫管道宜布置在外側(cè)并置于上層，且應(yīng)保持一定的安全距離。7.2.4.2.1氫氣站、供氫站和車間內(nèi)氫氣管道的敷設(shè)，廠區(qū)內(nèi)氫氣管道架空敷設(shè)、直接埋地敷設(shè)和明溝敷設(shè)時，應(yīng)符合GB50177規(guī)定的要求；氫氣管道與其他管道共架敷設(shè)或分層布置時，應(yīng)符合GB4962規(guī)定的要求。7.2.4.2.2氫氣管道上應(yīng)設(shè)有放空管、分析取樣口和吹掃置換口，其位置應(yīng)能滿足管道內(nèi)氣體排放、取7.2.4.3.1管道絕熱應(yīng)采用高真空多層絕熱、真空粉末絕熱或其他絕熱效果優(yōu)良的絕熱方式。7.2.4.3.2使用波紋膨脹節(jié)時，管道系統(tǒng)應(yīng)有足夠的彈性以避免熱膨冷縮引起管道失效或泄漏。7.2.4.3.3不宜采用螺紋連接。7.2.4.3.4液氫和漿氫管道可能有液體滯留的部位應(yīng)設(shè)有安全泄放裝置，液體排放管道應(yīng)設(shè)有坡度。7.2.4.3.5液氫和漿氫管道應(yīng)遠離瀝青等易燃材料，且應(yīng)保護管道周圍易產(chǎn)生低溫脆化的材料。7.2.4.3.6液氫和漿氫管道不宜用于長距離輸送，漿氫管道應(yīng)防止固態(tài)氫顆粒沉淀和流動分層。7.2.5.1.1安全泄放裝置(包括安全閥、爆破片和輔助泄壓裝置)應(yīng)滿足以下基本要求：a)制造安全泄放裝置的單位持有相應(yīng)的特種設(shè)備制造許可證；b)安全泄放裝置能保證系統(tǒng)的壓力始終不高于系統(tǒng)的最大允許工作壓力，其尺寸適應(yīng)壓力源的最大流量，且在極端條件下仍有足夠的泄放能力；c)若低壓氫系統(tǒng)通過壓力調(diào)節(jié)器與高壓氫源相連，且低壓氫系統(tǒng)的承壓上限低于高壓氫源的壓力，則低壓氫系統(tǒng)設(shè)置安全泄放裝置以防超壓；d)安全泄放裝置的材料能適應(yīng)氫系統(tǒng)的工作溫度，且與氫有良好的相容性；e)液氫或漿氫管道上安裝多個安全泄放裝置時，各個安全泄放裝置不影響管道流速，且運行時不影響其他安全泄放裝置的開啟壓力；f)安全泄放裝置和被保護的容器或管道之間不安裝截止閥。7.2.5.1.2安全閥還應(yīng)滿足以下要求：a)安全閥的可動部分在不均勻加熱或冷卻時靈活可動，且不使用可能妨礙安全閥正常工作的填料；9b)選用全啟封閉式安全閥，并有產(chǎn)品合格證或質(zhì)量合格證明書，經(jīng)校準合格鉛封后，方可安裝；c)安全閥鉛直安裝在便于觀察和檢修的排放管路上且靠近被保護容器的位置。7.2.5.1.3爆破片還應(yīng)滿足以下要求：a)爆破片爆破時不產(chǎn)生火花和金屬碎片；b)根據(jù)爆破片的使用壽命，進行定期更換；c)爆破片設(shè)有安全保護蓋。7.2.5.2.1氫氣過流閥應(yīng)采用自啟動裝置，當流速達到預(yù)先設(shè)定的最大值時，過流閥應(yīng)自動關(guān)閉。7.2.5.2.2氫氣管道的切斷閥宜采用球閥或截止閥。7.2.5.2.3應(yīng)根據(jù)工作壓力、工作溫度及與氫的相容性等選用閥門材料和密封填料。7.2.5.2.4截止閥應(yīng)安裝于液氫回流管線并盡可能靠近容器的位置，在截止閥與容器之間的管道中不應(yīng)有其他附件。7.2.5.3.1應(yīng)根據(jù)氫系統(tǒng)的工作壓力、工作溫度、與氫的相容性等因素選擇密封件。7.2.5.3.2使用非金屬材料密封件時，避免氫在非金屬材料中的高滲透性導(dǎo)致密封件失效或氫滲漏。7.2.5.4.1應(yīng)定期或當過濾器的壓力降超過規(guī)定值時，對過濾器進行清洗或更換。7.2.5.4.2過濾器應(yīng)易于拆卸和清洗，不應(yīng)通過系統(tǒng)反沖進行清洗。7.2.5.4.3應(yīng)防止?jié){氫系統(tǒng)中的過濾器被固體氫顆粒堵塞，還應(yīng)防止液氫和漿氫系統(tǒng)中的過濾器被其他固體顆粒堵塞。7.2.5.4.4應(yīng)確定過濾器的數(shù)量和安裝位置，以降低系統(tǒng)內(nèi)的雜質(zhì)含量。過濾器宜安裝于加注管路或補給管路。7.2.5.5.1氫系統(tǒng)應(yīng)裝配有必要的儀表和控制器，以監(jiān)控系統(tǒng)的運行狀況；若使用的儀表或控制器為電氣設(shè)備，還應(yīng)符合7.3.5中的相關(guān)規(guī)定。7.2.5.5.2儀表的精度等級和量程應(yīng)滿足使用要求，并應(yīng)有產(chǎn)品合格證和檢定日期，經(jīng)校核合格鉛封后方可安裝，其安裝位置應(yīng)便于作業(yè)人員觀察和檢修。7.2.5.5.3應(yīng)定期校核儀表和控制器，以確保其工作正常。7.2.5.5.4用于液氫和漿氫系統(tǒng)的液面計的液位指示應(yīng)直觀，當采用刻度轉(zhuǎn)換式液面計時，應(yīng)在明顯位置標示充裝量和刻度換算表。7.2.5.6.1阻火器應(yīng)根據(jù)氫系統(tǒng)的工作壓力、工作溫度、體積流量、使用特性、與氫的相容性等因素選用。7.2.5.6.2以下位置宜安裝有阻火器：——連接至有明火的用氫設(shè)備的管道；——可能發(fā)生回火燃燒的放空管和通氣管。7.2.5.6.3阻火器在使用條件下應(yīng)具有良好的阻爆轟性、阻爆燃性、耐腐蝕性和耐燒性。7.2.5.6.4阻火器的標志、安裝、檢驗及驗收等應(yīng)符合GB5908、GB/T13347和SH/T3413等規(guī)定的要求。7.3氫設(shè)施要求7.3.1平面布置距，氫氣站工藝裝置內(nèi)的設(shè)備、建筑物平面布置的防火間距應(yīng)符合GB50177規(guī)定的要求。7.3.1.2加氫站防火間距應(yīng)符合GB50516、GB50156規(guī)定的要求。7.3.1.3氫氣灌瓶間、氫氣匯流排間、空瓶和實瓶的布置應(yīng)符合GB4962、GB50177等規(guī)定的要求。7.3.1.4制氫車間的主要通道、設(shè)備之間的距離，應(yīng)符合GB50177規(guī)定的要求。7.3.1.5氫氣壓縮機車間的主要通道、壓縮機之間的距離，應(yīng)符合GB50177規(guī)定的要求。7.3.1.6當氫氣站內(nèi)同時設(shè)有氫氣壓縮機和氧氣壓縮機時，不應(yīng)將其設(shè)置于同一房間內(nèi)。7.3.1.7氫氣加氫站站區(qū)內(nèi)的道路設(shè)置符合GB50156和GB50516規(guī)定的要求。7.3.2.1.1建筑物應(yīng)滿足以下基本要求：——采用非燃燒材料建造；——避免使用易導(dǎo)致氫積聚的結(jié)構(gòu)；——無點火源；——設(shè)置氫氣檢測報警裝置；——通風良好；——設(shè)置泄爆設(shè)施。7.3.2.1.2有爆炸危險的房間應(yīng)符合GB50177規(guī)定的要求。7.3.2.2.1控制室應(yīng)遠離爆炸危險區(qū)域，否則應(yīng)采用防火墻等對控制室進行保護。7.3.2.2.2應(yīng)通過觀察窗或監(jiān)視系統(tǒng)監(jiān)視控制室。7.3.2.2.3觀察窗應(yīng)使用防彈玻璃，并在滿足使用要求的前提下盡可能小。7.3.2.3.1設(shè)置于氫氣瓶裝卸平臺的雨棚，其寬度應(yīng)大于氫氣瓶裝卸平臺的寬度，且其支承和基礎(chǔ)應(yīng)采用非燃燒體。7.3.2.3.2建筑物的墻體和頂棚之間應(yīng)有通風空間，且頂棚內(nèi)表面應(yīng)平整，避免死角。7.3.2.3.3加氫島、加氫機安裝場所的罩棚應(yīng)符合GB50156和GB50516規(guī)定的要求。7.3.2.3.4制氫間、氫氣壓縮機間、氫氣純化間、氫氣灌瓶間和氫氣匯流排間的屋架下弦高度應(yīng)滿足GB50177規(guī)定的要求。7.3.2.4.1有爆炸危險的房間，事故排風機的選型應(yīng)符合GB50058規(guī)定的要求，且不應(yīng)低于氫氣爆炸混合物的級別和組別。7.3.2.4.2避免通風系統(tǒng)將氫帶入建筑物內(nèi)。7.3.2.4.3建筑物內(nèi)有氫儲存或操作設(shè)備時，應(yīng)設(shè)有通風系統(tǒng)。7.3.2.4.4通風系統(tǒng)進口宜設(shè)于墻體底部，出口宜設(shè)于墻體頂部或建筑物頂部且應(yīng)朝向安全區(qū)域，并應(yīng)設(shè)置雷電防護裝置。7.3.3.1應(yīng)將氫系統(tǒng)及其周圍區(qū)域劃為禁區(qū)，并設(shè)置圍欄。7.3.3.2禁區(qū)周圍應(yīng)有醒目的警示標記。7.3.3.3作業(yè)人員進入禁區(qū)前，應(yīng)按規(guī)定進行著裝并做好防護措施。7.3.3.4應(yīng)掌握禁區(qū)內(nèi)人員、設(shè)備的出入情況，并限制禁區(qū)內(nèi)的人員數(shù)量。7.3.4.2現(xiàn)場條件允許、氫排放速率較低或排放量較小時，宜選用放空進行氫處理。放空管應(yīng)符合GB50156和GB50516規(guī)定的要求。7.3.4.3氫排放速率較高或排放量超過放空管的安全處理范圍時，宜選用點火方式進行氫處理。7.3.4.4應(yīng)根據(jù)火炬的熱輻射影響范圍、現(xiàn)場風向和風速，確定合適的安全距離。7.3.5.1防爆要求應(yīng)符合GB50058規(guī)定的要求，且不應(yīng)低于氫氣爆炸混合物的級別和組別。7.3.5.2電氣設(shè)備應(yīng)有防靜電接地裝置，并應(yīng)定期檢測接地電阻。7.3.5.3電氣設(shè)備工作時的表面溫度應(yīng)低于氫在空氣中的著火溫度。7.3.5.4在有爆炸危險環(huán)境區(qū)域內(nèi)敷設(shè)的電纜和導(dǎo)線，應(yīng)符合GB50217規(guī)定的要求。敷設(shè)電纜或?qū)Ь€用的保護鋼管，應(yīng)在以下位置做隔離密封：——電纜或?qū)Ь€引向電氣設(shè)備接頭部件前；——相鄰的不同環(huán)境之間。7.3.6.1氫氣站、供氫站、加氫站、加氫合建站應(yīng)設(shè)有消防車通道和消防給水設(shè)施。7.3.6.2加氫站、加氫合建站滅火器材的配置，應(yīng)符合GB50156和GB50516規(guī)定的要求。7.3.6.3氫系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有火災(zāi)檢測系統(tǒng)、滅火系統(tǒng)及緊急停車系統(tǒng)，并配備便攜式滅火器，但電氣設(shè)備房間不應(yīng)采用水消防。7.3.7.1當檢測到氫系統(tǒng)超壓、氫泄漏、氫火焰等異常情況或部件故障時，報警裝置應(yīng)提供聲和(或)光報警。7.3.7.2用于氫氣站、供氫站的報警裝置應(yīng)符合GB50177規(guī)定的要求，用于站內(nèi)撬裝式制氫系統(tǒng)時，還應(yīng)符合GB/T19773、GB/T19774等規(guī)定的要求。7.3.7.3加氫站的報警裝置應(yīng)符合GB50516、GB50156規(guī)定的要求。7.4檢測要求7.4.1氫泄漏檢測7.4.1.2以下位置宜安裝有固定式可燃氣體檢測報警儀：——可能出現(xiàn)氫氣泄漏或液氫溢出的位置；——氫氣可能積聚的位置；——可能釋放氫氣的建筑物的排空口；——可能吸入氫氣的建筑物吸氣口。7.4.1.3氫系統(tǒng)應(yīng)配備便攜式氫氣檢測報警儀。7.4.1.4固定式可燃氣體檢測報警儀和便攜式可燃氣體檢測報警儀均應(yīng)定期校驗。7.4.1.5當空氣中氫含量達到氫氣下可燃極限的25%時，氫氣檢測報警儀應(yīng)報警。7.4.2氫火焰檢測規(guī)定的要求。7.4.2.2氫系統(tǒng)應(yīng)配備便攜式氫火焰檢測報警儀。7.5火災(zāi)和爆炸風險控制7.5.1防止氫/氧的意外混合避免形成氫/氧混合物是防止火災(zāi)和爆炸的重要方法，具體要求如下：a)定期對系統(tǒng)進行氫氣泄漏檢測；b)對易導(dǎo)致氫積聚的密閉空間采用強制通風；c)防止外部空氣進入液氫和漿氫系統(tǒng)；d)定期對液氫和漿氫儲存容器或真空過濾器進行升溫和清洗，以及時去除雜質(zhì)；e)氫系統(tǒng)充氫前，進行泄漏檢測和惰性氣體充分吹掃，液氫系統(tǒng)宜使用氦氣進行吹掃；f)氫系統(tǒng)向空氣開放前，排空系統(tǒng)內(nèi)的氫氣。7.5.2杜絕點火源7.5.2.1氫系統(tǒng)的爆炸危險區(qū)域內(nèi)，應(yīng)采取以下措施，以防出現(xiàn)電點火源：a)評估所用材料的靜電放電能力；b)防止管道系統(tǒng)中的固體顆粒引發(fā)電荷積聚而導(dǎo)致靜電放電；c)采用適當?shù)慕拥胤椒ǎ苑览讚?、閃電放電等產(chǎn)生電點火源；d)防止電器短路或其他電氣設(shè)備故障產(chǎn)生表面高溫、電弧和火花；e)防止作業(yè)人員的著裝產(chǎn)生靜電；f)避免使用便攜電話、尋呼機和收音機等易產(chǎn)生電弧的電器。7.5.2.2氫系統(tǒng)的爆炸危險區(qū)域內(nèi)，應(yīng)采取以下措施，以防出現(xiàn)熱點火源：a)不應(yīng)放置煙花爆竹等易燃易爆物品；b)不應(yīng)進行焊接、吸煙等產(chǎn)生明火的活動；c)控制內(nèi)燃機和排氣煙囪等所排放廢氣的溫度；d)避免管道系統(tǒng)內(nèi)形成周期性的激波而引起諧振點火。7.5.2.3氫系統(tǒng)的爆炸危險區(qū)域內(nèi)，應(yīng)防止以下現(xiàn)象產(chǎn)生機械點火源：——機械沖擊或摩擦；——金屬斷裂；——機械振動。7.5.3防止產(chǎn)生富氧濃縮物使用低溫絕熱管道進行液氫或漿氫輸送時，應(yīng)確保管道各部分充分絕熱，以防因管道外的空氣冷凝產(chǎn)生富氧濃縮物而使管道周圍的材料變得易燃。7.6.1.1作業(yè)人員應(yīng)按規(guī)定的操作程序操作。7.6.1.2清洗、吹掃、冷卻、儲存(特別是充裝)、輸送、泄漏檢測、設(shè)備修理和改造等操作應(yīng)制定操作程序。7.6.1.3應(yīng)定期評估操作程序以確保其有效性。7.6.2.1作業(yè)人員上崗時應(yīng)穿符合GB12014規(guī)定的阻燃、防靜電工作服和符合GB21148規(guī)定的防靜電鞋，且應(yīng)配戴必要的個人防護裝置。7.6.2.2作業(yè)人員應(yīng)經(jīng)過崗位培訓(xùn)，考試合格后持證上崗。特種作業(yè)人員應(yīng)經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，持有特種作業(yè)資格證，并在有效期內(nèi)持證上崗。7.6.2.3作業(yè)人員應(yīng)定期進行再培訓(xùn)，并定期審查培訓(xùn)項目以確保培訓(xùn)方案實時有效。7.6.2.4作業(yè)人員應(yīng)能處理相關(guān)設(shè)備和系統(tǒng)的緊急情況，包括氫泄漏、火災(zāi)等突發(fā)事件發(fā)生時的人員疏散、意外傷害的預(yù)防和緊急救護等。7.6.2.5作業(yè)人員應(yīng)無色盲或其他影響正常作業(yè)的生理缺陷或疾病，且作業(yè)前不應(yīng)進行影響正常作業(yè)的活動。7.6.3.1在可能含氫的密閉空間內(nèi)進行氫系統(tǒng)維修或改造前，應(yīng)對密閉空間進行充分吹掃以確保作業(yè)人員的安全。7.6.3.2維修、改造氫系統(tǒng)前，應(yīng)先用氮氣將氫氣置換到符合動火規(guī)定，并切斷相應(yīng)的電源、氣源，且用盲板切實隔斷與尚在運行中的設(shè)備、管道和容器的聯(lián)系后，方可開始作業(yè)。7.6.3.3維修、改造后的氫系統(tǒng)應(yīng)進行耐壓、吹掃和泄漏檢測，符合要求后方可投入使用。7.6.4.1應(yīng)評估清洗劑和被清洗部件材料的相容性。系統(tǒng)進行拆卸清洗時，易受損部件應(yīng)單獨清洗。7.6.4.2系統(tǒng)清洗后應(yīng)通過抽真空或使用干燥氮氣吹掃等方式進行干燥。7.6.5儲存和輸送操作氫儲存和輸送操作應(yīng)遵循以下指導(dǎo)原則：a)不應(yīng)使氫系統(tǒng)的任何設(shè)備超壓；b)氫系統(tǒng)在與其他系統(tǒng)連接前應(yīng)先接地；c)發(fā)生泄漏或火災(zāi)時應(yīng)及時停止儲存和輸送操作；d)避免在閃電風暴天氣進行儲存和輸送操作；e)采取控制充氫速率、預(yù)冷等措施，防止充裝時氫氣瓶的壁溫超過規(guī)定的允許值；f)不應(yīng)將液氫和漿氫儲存容器盛裝過滿，也不應(yīng)將其迅速冷卻；g)氫系統(tǒng)周圍應(yīng)保持干凈；h)應(yīng)排除儲存和操作區(qū)域的點火源，并使用路障、警告標志等對儲存和操作區(qū)域進行管制。7.6.6.1氫運輸應(yīng)滿足國家和地方關(guān)于危險(易燃)品運輸?shù)姆煞ㄒ?guī)的規(guī)定。7.6.6.2不應(yīng)使用客用交通工具進行氫運輸。使用貨輪運輸時，儲氫容器應(yīng)與住宿區(qū)隔離。7.7突發(fā)事件7.7.1突發(fā)事件處理7.7.1.1.1應(yīng)及時切斷泄漏源，并對泄漏污染區(qū)進行通風，排除泄漏污染區(qū)可能存在的點火源。作業(yè)人員進入泄漏污染區(qū)時，應(yīng)配戴個人防護裝置。7.7.1.1.2若無法切斷泄漏源，應(yīng)立即疏散泄漏污染區(qū)人員，保持泄漏污染區(qū)的通風，并立即通知消防部門和報告上級部門。7.7.1.2.1應(yīng)及時切斷氫源。若不能立即切斷氫源，應(yīng)使氫系統(tǒng)保持正壓狀態(tài)，以防氫系統(tǒng)發(fā)生回火，并用消防水霧強制冷卻著火設(shè)備。7.7.1.2.2應(yīng)采取有效措施，防止火災(zāi)擴大，并用消防水霧噴射其他引燃物質(zhì)和相鄰設(shè)備。7.7.1.2.3氫系統(tǒng)的容器、管道等發(fā)生超壓失效或火災(zāi)導(dǎo)致氫系統(tǒng)發(fā)生爆炸時，應(yīng)立即疏散危險區(qū)域人員，并立即通知消防部門和報告上級部門，迅速組織救援。7.7.1.3.1應(yīng)立即關(guān)閉上游閥門以切斷溢出源，撤離液氫溢出區(qū)域，并對液氫溢出區(qū)域進行通風。7.7.1.3.2不應(yīng)將可爆霧團的擴散范圍作為氫/空氣混合物的擴散范圍，更不應(yīng)以此作為建立安全措施7.7.2突發(fā)事件救援7.7.2.1.1消防人員應(yīng)采用相關(guān)部門推薦的處理方法，立即采取救援措施，并建立警戒區(qū)域，及時疏散警戒區(qū)域內(nèi)的非救援人員。7.7.2.1.2不應(yīng)在警戒區(qū)域內(nèi)使用無防爆設(shè)施的電氣設(shè)備、無防火裝置的燃油機動車等可能導(dǎo)致二次事故的救援設(shè)施。7.7.2.1.3火災(zāi)發(fā)生時，消防人員應(yīng)配戴個人防護裝置進入現(xiàn)場，并預(yù)防外露皮膚燒傷。7.7.2.1.4緊急情況下，受過意外事故處理培訓(xùn)的現(xiàn)場人員，可協(xié)助消防人員進行救援工作。7.7.2.2.1應(yīng)及時對燒傷或在爆炸中受傷的人員進行緊急醫(yī)療處理，情況嚴重者應(yīng)立即送醫(yī)院治療。7.7.2.2.2因接觸低溫氫氣、液氫或漿氫而凍傷的部位不應(yīng)暴露于溫度過高的環(huán)境中，對凍傷部位簡單包扎后，應(yīng)由醫(yī)護人員或在醫(yī)護人員指導(dǎo)下進行醫(yī)療處理。7.7.2.3進入受限區(qū)域時的保護7.7.2.3.1救援人員進入受限區(qū)域前應(yīng)配戴齊全個人防護裝置，并用已校準的直讀儀器檢測受限區(qū)域內(nèi)的氧含量、氫含量和有毒物質(zhì)含量。7.7.2.3.2應(yīng)提供救生索等撤離設(shè)施供救援人員使用，救援人員應(yīng)按規(guī)定的操作程序操作。(資料性)典型制氫系統(tǒng)A.1水電解制氫系統(tǒng)水電解制氫系統(tǒng)可分為常壓型和壓力型，其主體設(shè)備為水電解槽。水電解槽由若干個電解池組成，每個電解池由電極、隔膜和電解質(zhì)溶液等構(gòu)成，由此構(gòu)成各種形狀和規(guī)格的水電解制氫系統(tǒng)。水電解制氫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由制氫裝置的工作壓力、氫(氧)氣的用途、氣體純度及其允許雜質(zhì)含量等因素確定。水電解制氫典型系統(tǒng)框圖見圖A.1。H?O水電解槽電解液循環(huán)補充液IL?氣液分離器洗滌(冷卻)器洗滌(冷卻)器用戶或壓縮充裝用戶或壓縮充裝壓力控制裝置壓力控制裝置氣液分離器氧氣儲罐氯氣儲罐圖A.1水電解制氫典型系統(tǒng)框圖A.2天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制氫系統(tǒng)天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制氫系統(tǒng)主要由蒸汽轉(zhuǎn)化爐、變換反應(yīng)器、換熱設(shè)備和變壓吸附提純裝置等設(shè)備組成。天然氣脫硫精制后，按一定的水碳比與水蒸氣混合，預(yù)熱后進入蒸汽轉(zhuǎn)化爐。在催化劑的作用下轉(zhuǎn)化反應(yīng)生產(chǎn)出H?、CO、CO?等氣體，經(jīng)余熱鍋爐回收熱量后進入變換反應(yīng)器，將CO變換為CO?得到變換氣。變換氣經(jīng)回收熱量的余熱鍋爐、冷卻器后降至常溫，再經(jīng)變壓吸附提純裝置提純得到純度較高的氫氣。變壓吸附提純裝置的解吸氣中含有CO、CH,等可燃組分，可作為蒸汽轉(zhuǎn)化爐的燃料氣。天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制氫典型系統(tǒng)框圖見圖A.2。煙氣煙氣過熱蒸汽蒸汽過熱器過熱蒸汽變換反應(yīng)器變換氣余熱鍋爐給水氯氣儲罐用戶或壓縮充裝天然氣精脫硫裝置燃料氣變壓吸附提純裝置解吸氣緩沖罐蒸汽轉(zhuǎn)化爐氣液分離器余熱鍋爐冷卻器預(yù)熱爐給水圖A.2天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制氫典型系統(tǒng)框圖A.3甲醇轉(zhuǎn)化制氫系統(tǒng)甲醇轉(zhuǎn)化制氫系統(tǒng)主要由加熱器、轉(zhuǎn)化器、過熱器、汽化器、換熱器和變壓吸附提純裝置等設(shè)備組成。甲醇和脫鹽水按一定比例混合，由換熱器預(yù)熱后送入汽化器，汽化后的甲醇、蒸汽再經(jīng)導(dǎo)熱油過熱后進入轉(zhuǎn)化器催化變換為H?、CO?的轉(zhuǎn)化氣。轉(zhuǎn)化氣經(jīng)換熱、冷卻冷凝后進入脫鹽水水洗塔，塔底收集未轉(zhuǎn)化的甲醇和水以循環(huán)使用，水洗塔頂?shù)霓D(zhuǎn)化氣送變壓吸附提純裝置。轉(zhuǎn)化器、過熱器和汽化器均由加熱爐加熱后的導(dǎo)熱油提供熱量。甲醇轉(zhuǎn)化制氫典型系統(tǒng)框圖見圖A.3。煙氣燃料過熱器轉(zhuǎn)化器換熱器燃料氣解吸氣緩沖罐冷卻器水洗塔變壓吸附提純裝置原料水(脫鹽水)氫氣儲罐用戶或壓縮充裝圖A.3甲醇轉(zhuǎn)化制氫典型系統(tǒng)框圖A.4煤氣化制氫系統(tǒng)煤氣化制氫系統(tǒng)主要由氣化爐、換熱器、變換反應(yīng)器和變壓吸附提純裝置等設(shè)備組成。煤、水蒸氣和氧氣在氣化爐內(nèi)發(fā)生氣化反應(yīng)，生產(chǎn)出H?、CO等氣體，經(jīng)換熱器、余熱鍋爐回收熱量后進入三相分離器，分離出固體組分煤、液體組分水、氣體組分H?和CO,氣體組分再經(jīng)變換反應(yīng)器將CO變換為CO?得到變換氣。變換氣經(jīng)回收熱量的余熱鍋爐冷卻后，經(jīng)過脫碳裝置和脫硫裝置脫除CO?、H?S等雜質(zhì)，再經(jīng)變壓吸附提純裝置提純得到純度較高的氫氣。煤氣化制氫典型系統(tǒng)框圖見圖A.4。水蒸氣水蒸氣煤氣化爐燃料氣解吸氣緩沖罐變壓吸附提純裝置脫硫裝置用戶或壓縮充裝氫氣儲罐水蒸氣三相分離器變換反應(yīng)器余熱鍋爐水蒸氣給水水圖A.4煤氣化制氫典型系統(tǒng)框圖由風能和太陽能轉(zhuǎn)化的電能雖可直接用于電力供應(yīng)，但存在電能難以有效儲存、利用率較低、電力供應(yīng)不穩(wěn)定等缺點。若將風能和太陽能轉(zhuǎn)化的部分電能用于水電解制氫獲得氫氣，可起到電能儲存及電力負荷的削峰填谷作用。風能水電解制氫、太陽能水電解制氫和風能太陽能聯(lián)合式水電解制氫典型系統(tǒng)框圖分別見圖A.5、圖A.6和圖A.7。氧氧直流變流器水電解槽氫氣儲罐用戶或壓縮充裝直流/交流逆變器用戶或壓縮充裝氧氣儲罐氫圖A.5風能水電解制氫典型系統(tǒng)框圖氧氧五流總線直流變流器水電解槽光伏發(fā)電系統(tǒng)用戶或壓縮充裝用戶或壓縮充裝直流變流器氧氣儲罐氫氣儲罐圖A.6太陽能水電解制氫典型系統(tǒng)框圖風力發(fā)電系統(tǒng)直流/交流逆變器氧五流總線氧氣儲罐用戶或壓縮充裝直流變流器水電解槽直流變流器氯氫氣儲罐用戶或壓縮充裝光伏發(fā)電系統(tǒng)圖A.7風能太陽能聯(lián)合式水電解制氫典型系統(tǒng)框圖(資料性)氫的性質(zhì)B.1常態(tài)氫和仲氫的物理和熱物理性質(zhì)常態(tài)氫和仲氫的物理和熱物理性質(zhì)見表B.1。性質(zhì)常態(tài)氫仲氫常溫常壓(NTP)下的性質(zhì)溫度/K絕對壓力/kPa密度/(kg·m-3)比定壓熱容cp/[kJ·(kg·K)-1]絕熱指數(shù)cp/cv比焓/(kJ·kg~l)比熱力學能/(kJ·kg~1)比熵/[kJ·(kg·K)-l]音速/(m·s-1)黏度/(μPa·s)導(dǎo)熱系數(shù)/[mW·(m·K)-I]溫度為300K時常態(tài)氫轉(zhuǎn)化為仲氫的轉(zhuǎn)化熱/(kJ·kg-1)體積膨脹系數(shù)/K-1臨界點(CP)下的性質(zhì)溫度/K絕對壓力/kPa密度/(kg·m-3)比焓/(kJ·kg~1)比熱力學能/(kJ·kg-1) 比熵/[kJ·(kg·K)-1]音速/(m·s-1)—黏度/(μPa·s)標準沸點(NBP)下的特性溫度/K絕對壓力/kPa密度/(kg·m-3)汽化潛熱/(kJ·kg-1)性質(zhì)常態(tài)氫仲氫標準沸點(NBP)下的特性比定壓熱容cp/[kJ·(kg·K)-l]9.772(L)9.688(L)絕熱指數(shù)cp/cv比焓/(kJ·kg~l)717.98(V)272.0(L)—256.3(L)比熱力學能/(kJ·kg-1)641.9(V)270.7(L)—257.7(L)比熵/[kJ·(kg·K)-1]39.16(V)29.97(V)7.976(L)音速/(m·s-1)357(V)355(V)黏度/(μPa·s)導(dǎo)熱系數(shù)/[mW·(m·K)-1]99.0(L)99.0(L)體積膨脹系數(shù)/K-l0.0642(V)0.0164(L)0.0642(V)0.0164(L)常態(tài)氫轉(zhuǎn)化為仲氫的轉(zhuǎn)化熱/(kJ·kg~)527.14三相點(TP)下的性質(zhì)溫度/K絕對壓力/kPa7.2057.042密度/(kg·m-3)0.1298(V)77.21(L)86.71(S)0.1256(V)77.021(L)86.50(S)比定壓熱容cp/[kJ·(kg·K)-l]6.563(L)—(S)6.513(L)—(S)絕熱指數(shù)cp/cv—(S)—(S)汽化潛熱/(kJ·kg-1)452.0449.2熔化潛熱/(kJ·kg~1)58.0958.29升華潛熱/(kJ·kg1)507.39比焓/(kJ·kg-1)669.67(V)217.6(L)—308.9(L)—367.2(S)表B.1常態(tài)氫和仲氫的物理和熱物理性質(zhì)(續(xù))性質(zhì)常態(tài)氫仲氫三相點(TP)下的性質(zhì)比熱力學能/(kJ·kg-1)612.52(V)215.8(L)84.23(V)—309.0(L)—367.3(S)比熵/[kJ·(kg·K)-1]46.4(V)37.52(V)4.961(L)0.739(S)音速/(m·s-1)307(V)—(S)305(V)—(S)黏度/(μPa·s)0.74(V)26.0(L)0.74(V)26.0(L)導(dǎo)熱系數(shù)/[mW·(m·K)-1]73.0(L)900(S)73.0(L)900(S)體積膨脹系數(shù)/K-l0.0752(V)0.0102(L)0.0752(V)0.0102(L)0.00494(S)其他性質(zhì)相對分子質(zhì)量2.015942.01594焦耳-湯姆遜效應(yīng)的最高轉(zhuǎn)化溫度/K在常溫常壓空氣中的擴散系數(shù)/(cm2·s-1)0.61常溫下172MPa的氣態(tài)氫的密度與標準沸點下液態(tài)氫的密度相同一注1:(L)表示液相。注2:(S)表示固相。注3:(V)表示氣相。注4:cy為比定容熱容，單位為千焦每千克開爾文[kJ·(kg·K)-']。注5:表中數(shù)據(jù)參考ISO/TR15916:2015的表A.1?！坝嬎阒怠.2氫氣與其他常見氣體的熱物理性質(zhì)比較氫氣與氦氣、氮氣、甲烷的熱物理性質(zhì)比較見表B.2。表B.2氫氣與其他常見氣體的熱物理性質(zhì)比較氣體密度kg/m3黏度空氣中的擴散系數(shù)低位熱值MJ/kg氫氣(H?)0.0827氦氣(He)0.1640 氣體密度kg/m3黏度空氣中的擴散系數(shù)低位熱值MJ/kg氮氣(N?)—甲烷(CH?)0.6594注1:密度和黏度為20℃、100kPa下的對應(yīng)值。注2:表中數(shù)據(jù)參考ISO/TR15916:2015的表A.2。B.3液氫與其他液化氣體的熱物理性質(zhì)比較液氫與液氦、液氮、液態(tài)甲烷的熱物理性質(zhì)比較見表B.3。表B.3液氫與其他液化氣體的熱物理性質(zhì)比較液化氣體沸點溫度K液體密度kg/m3氣體密度kg/m3汽化熱氫氣(H?)454.6氦氣(He)氮氣(N?)甲烷(CH?)422.5注：表中數(shù)據(jù)參考ISO/TR15916:2015的表A.3。(資料性)氫的燃燒特性C.1氫的燃燒特性氫的燃燒特