DB13T 5751-2023撬装式水电解制氢系统通用技术要求.pdf

ICS 27.180CCS F 19DB13河北省地方标准DB13/T5751-2023撬装式水电解制氢系统通用技术要求2023-06-19发布2023-07-01实施河北省市场监督管理局发布DB 13/T5751-2023前言本文件按照GB/T1.1-2020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。本文件由河北省工业和信息化厅提出。本文件由河北省燃料电池标准化技术委员会(HeB/TC29)归口。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、北方工程设计研究院有限公司。本文件主要起草人：张世渊、李黎明、宋时莉、杨晓春、王大威、张英、崔建卫、王颖、云昆、曹倩。I1DB13/T5751-2023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、系统组成、技术要求、试验方法。本文件适用于撬装式水电解制氢系统。2规范性引用文件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本文件；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。GB150.1150.4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/T7445-1995纯氢、高纯氢和超纯氢GB/T8163输送气体用无缝钢管GB/T14976流体输送用不锈钢无缝钢管GB32311-2015水电解制氢系统能效限定值与能效等级GB/T37562-2009压力型水电解氢系统技术条件GB50016建筑设计防火规范GB50030氧气站设计规范GB50052低压配电设计规范GB50057建筑物防雷设计规范GB50058爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50073洁净厂房设计规范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GB50303建筑电气工程施工质量验收规范HGJ202脱脂工程施工及验收规范NB/T47003.1钢焊常压容器TSG21固定式压力容器安全技术监察规程3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1箱体 container指根据水电解制氢生产工艺需要，将电解槽、气液处理装置、纯化装置、压缩机等工艺设备与配套控制系统、整流配电系统等电气设备分区集成安装，具有耐久性、便于整体吊装移动、依需要可在多方向、多方位设门孔的撬壳设备。3.2箱顶container top指箱体非危险区域的顶。lDB13/T5751-20233.3箱盖container cover指箱体危险区域的顶。3.4危险区域 hazardous zone指箱体内安置电解槽、气液处理装置、纯化装置、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nonhazardous zone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-proof wall指危险区域和非危险区域之间的耐爆炸压力较强的隔离设施。3.7泄压设施 pressure relief devices使爆炸瞬间产生的巨大压力由撬装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箱盖、门、窗和箱壁；作为泄压设施的箱盖和箱壁的单位质量不宜超过60kg/m。4系统组成撬装式水电解制氢系统由箱体、电解槽、气液处理装置、纯化装置、压缩机等工艺设备，和与其配套的控制系统、整流配电系统、辅助系统等设备组成。典型的撬装式制氢系统组成图参见附录A。5技术要求5.1撬装结构5.1.1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，根据制氢设备规格大小，可选用20英尺，40英尺或40英尺高柜等不同型号，外形尺寸符合GB1413的规定，根据设各规模和工艺需求，可采用多台集装箱进行横向和纵向的拼接。5.1.2箱体为金属构架，箱体底座宜采用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，立柱问距不宜大于2m,侧壁与顶部用钢焊接支撑加固。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，可选用厚度为4mm5mm花纹板。5.1.3箱体表面无划痕。焊缝应平整、光滑、不允许咬边。5.1.4箱体结构强度应满足所安装设备的起吊、运行负荷要求。5.1.5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。5.1.6箱体内危险区域的泄压设施，应按下列规定设置：a)箱盖作为泄压设施，宜采用非燃烧体轻质材料；箱盖为一端铰链固定，另一端可打开结构，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：b)泄压面积的计算应符合GB50016的要求：c)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，与其它建筑物、构筑物距离应符合GB50177的规定；d)压缩机间宜采用半敞开或敞开式的结构。5.1.7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。5.1.8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。5.1.9箱体内部空间应通风良好，箱盖内表面应平整，避免死角。2DB13/T5751-20235.1.10箱体起吊点不应少于4点。5.2箱体布置5.2.1根据生产工艺需要，箱体应分隔成危险区域和非危险区域。危险区域内安置电解槽、气液处理装置、纯化装置、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。5.2.2危险区域和非危险区域以抗爆板分隔。5.2.3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。5.2.4危险区域内应设置维修空间，地面宜铺设防火花且阻燃材料。5.2.5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。5.2.6危险区域内设备正上方根据实际情况设置氢气检漏装置，且与事故风机联锁。5.2.7氢气储罐宜设置在箱体外。5.3工艺设备5.3.1工艺系统有电解槽，气液处理器、氢气纯化系统及辅助系统等。5.3.2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。5.3.3撬装系统的压力容器有分离器、气体冷却器、脱氧器、氢气干燥器等，压力容器的设计、制造、检验和验收应符合GB150、GB151及TSG21的规定，常压容器应符合NB/T47003.1的规定。5.3.4水电解制氢工艺参数监控点宜设置：系统槽温、系统压力、分离器液位、碱液循环量及氢中氧、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。5.3.5氢气纯化工艺参数监控点宜设置：脱氧器温度、干燥器温度、再生气流量、系统压力等检测点，并设置微量氧、露点在线分析仪，根据技术要求，设置显示、记录、报警、联锁等功能。5.4工艺管路及附件5.4.1工艺管道包括氢气、氧气、纯水及碱液等不同介质管道。5.4.2氢气在管道中的最大流速应符合GB50177的规定。5.4.3氢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GB50073中有关规定执行。5.4.4氢气管道的阀门，宜采用球阀、截止阀，阀门材质应符合GB50177的规定。5.4.5氢气管道的法兰、垫片的选择应符合GB50177的规定。5.4.6氢气管道的连接，应采用焊接，与设备、阀门的连接可采用法兰或锥管螺纹等其它方式。5.4.7氢气放空管，应设阻火器，放空管管口应高出箱体1m,并设置防雨雪侵入和杂物堵塞的措施，寒冷地区应采取防冻措施。5.4.8氧气管道、管件、阀门及仪表应按IGJ202的要求进行脱脂处理。5.5电气及自动控制5.5.1撬装系统的供配电设施有整流变压器、整流柜或高频开关电源柜、配电柜及控制柜等。5.5.2撬装系统供电应GB50052规定的荷分级，宜为三级负荷，箱内控制系统宜设不间断供电电源。5.5.3危险区域内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(ICT1)。5.5.4箱体内各区域应设置照明装置，危险区域内照明应采用防爆灯具，不得装在气（释放源的正上方，箱体内宜设置应急照明电源。5.5.5直流线路应采用铜导体，于隔墙下方进入制氢间，当必须采用裸母线时，应有防止产生火花的措施。5.5.6制氢间应设置直流电源的紧急断电按钮，按钮宜设在便于操作处。5.5.7水电解制氢系统应设置下列联锁停机设定：一一当氢气或氧气纯度低于设计下限时；