氫氣站設計規(guī)范VIP

中華人民共和國國家標準氫氣站設計規(guī)范DesignCodeforhydrogenstation2005－04－15發(fā)布2005－10－01實施1總則為在氫氣站、供氫站的設計中正確貫徹國家基本建設的方針政策，確保安全生產(chǎn)，節(jié)約能源，保護環(huán)境，滿足生產(chǎn)要求，做到技術先進，經(jīng)濟合理，制定本規(guī)范。本規(guī)范適用于新建、改建、擴建的氫氣站、供氫站及廠區(qū)和車間的氫氣管道設計。氫氣站、供氫站的生產(chǎn)火災危險性類別，應為“甲”類。氫氣站、供氫站內有爆炸危險房間或區(qū)域的爆炸危險等級應劃分為1區(qū)或2區(qū)，并應符合規(guī)范附錄A的規(guī)定。氫氣站、供氫站和氫氣管道的設計，除執(zhí)行本規(guī)范外，尚應符合國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定。2術語氫氣站hydrogenstation采用相關的工藝(如水電解、天燃氣轉化氣、甲醇轉化氣、焦爐煤氣、水煤氣等為原料氣的變壓吸等)制取氫氣所需的工藝設施、灌充設施、壓縮和儲存設施、輔助設施及其建設物、構筑物或場所的統(tǒng)稱。供氫站hydrogensupplystation不含氫氣發(fā)生設備，以瓶裝或/和管道供應氫氣的建筑物、構筑物、氫氣罐或的場所的統(tǒng)稱。氫氣罐hydrogengasreeeiver用于儲存氫氣的定壓變容積(濕式儲氣柜)及變壓定容積的容器的統(tǒng)稱。明火地點openflamesite室內外有外露的火焰或赤熱表面的固定地點。散發(fā)火花地點sparkingsite有飛火的煙筒或室外的砂輪、電焊、氣焊(割)等固定地點。氫氣灌裝站fillinghydrogengasstation設有灌充氫氣壓縮、灌充設施及其必要的輔助設施的建筑物、構筑物或場所的統(tǒng)稱。水電解制氫裝置theinstallationofhydrogengasproducedbyelectolysisngwater以水為原料，由水電解槽、氫(氧)氣氣液分離器、氫(氧)氣冷卻器、氫(氧)氣洗滌器等設備組合的統(tǒng)稱。水電解制氫系統(tǒng)thesystnmofhydrogengasproducedbyelectrolysisingwater以水電解工藝制取氫氣，由水電解制氫裝置及氫氣加壓、儲存、純化、灌充等操作單元組成的工藝系統(tǒng)的統(tǒng)稱。2.0.9變壓吸附提純氫裝置theinstallationofhydrogenpuri-ficationbypressureswingadsorption以各類含氫氣體為原料，經(jīng)多個吸附塔，采用變壓吸附法，從原料氣中提取氫氣的工藝設備組合的統(tǒng)稱。2.0.10變壓吸附提純氫系統(tǒng)hydrogenpurificationsystembypressuraswingadsorption以變壓吸附法從各類含氫氣體中提純制取氫氣，由變壓吸附裝置及氫氣加壓、儲存、純化、灌充等操作單元組成的工藝系統(tǒng)的統(tǒng)稱。甲醇蒸氣轉化制氫裝置theinstallationofhydrogengasprodcedbythemethanoltransforming以甲醇和水為原料，采用催化轉化工藝，在一定溫度下將甲醇裂解轉化制取氫氣的生產(chǎn)設備組合的統(tǒng)稱。低壓氫氣壓縮機thelowpressurecompressorforthehydrogengas輸出壓力小于1.6Mpa的氧氣壓縮機。中壓氫氣壓縮機themiddlepressurecompressorforthehydrogengas輸出壓力大于或等于1.6Mpa，小于10.0Mpa的氫氣壓縮機。高壓氫氣壓縮機thehighpressurecompressorforthehydrogengas輸出壓力大于或等于10.0Mpa的氫氣壓縮機。鋼瓶集裝格thebundleofhydrogengascylinders由專用框架固定，采用集氣管將多只氣體鋼瓶接口并連組合的氣體鋼瓶組單元。氫氣匯流排間thehydrogengasmaninfoldsroom設有采用氫氣鋼瓶供應氫氣用的匯流排組等設施的房間。氫氣灌裝間thehydrogengasfillingroom設有供灌充氫氣鋼瓶用的氫氣灌充臺或鋼瓶集裝格等設施的房間。實瓶solidcylinder存有氣體灌充壓力氣體的氣瓶，一般水容積為40L、設計壓力為12.0～20.0Mpa的氣體鋼瓶?？掌縠mptycylinder無內壓或留有殘余壓力的氣體鋼瓶。濕氫wethydrogen在所處溫度、壓力下，水含量達飽和或過飽和狀態(tài)的氫氣。倒氣用氫氣壓縮機thehydrogengascompressorforturningsystemover在制氫或供氫系統(tǒng)中，氫氣增壓、儲存或灌充用的氫氣壓縮機?？偲矫娌贾?.0.1氫氣站、供氫站、氫氣罐的布置，應按下列要求經(jīng)綜合比較確定：1宜布置在工廠常年最小頻率風向的下風側，并應遠離有明火或散發(fā)火花的地點；2宜布置為獨立建筑物、構筑物；3不得布置在人員密集地段和主要交通要道鄰近處；4氫氣站、供氫站、氫氣罐區(qū)，宜設置不燃燒體的實體圍墻，其高度不應小于2.5m；5宜留有擴建的余地。3.0.2氫氣站、供氫站、氫氣罐與建筑物、構筑物的防火間距，不應小于表3.0.2的規(guī)定。表3.0.2氫氣站、供氫站、氫氣罐與建筑物、構筑物的防火間距(m)建筑物、構筑物氫氣站或供氫站氫氣罐總容積(m3)≤10001001～1000010001～50000＞50000其它建筑物耐火等級二級三級四級121416121520152025202530253035民用建筑2525303540重要公共建筑505035～500KV且每臺變壓器為10000KV·A以上室外變配電站以及總油量超過5T的總降壓站2525303540明火或散發(fā)火花的地點3025303540架空電力線≥1.5倍電桿高度≥1.5倍電桿高度注：1防火間距應按相鄰建筑物、構筑物的外墻、凸出部分外緣、儲罐外壁的最近距離計算。2固定容積的氫氣罐，總容積按其水容量(m3)和工作壓力(絕對壓力)的乘積計算。3總容積不超過20m4與高層廠房之間的防火間距，應按本表相應相加3m5氫氣罐與氫氣罐之間的防火間距，不應小于相鄰較大罐直徑。氫氣站、供氫站、氫氣罐與鐵路、道路的防火間距，不應小于表3.0.3的規(guī)定。氫氣站、供氫站、氫氣罐與鐵路、道路的防火間距(m)鐵路、道路氫氣站、供氫站氫氣罐廠外鐵路線(中心線)非電力牽引機車3025電力牽引機車2020廠內鐵路線(中心線)非電力牽引機車2020電力牽引機車15廠外道路(相鄰側路邊)1515廠內道路(相鄰側路邊)主要道路1010次要道路55圍墻55注：防火間距應從氫氣站、供氫站建筑物、構筑物的外墻、凸出部分外緣及氫氣罐外壁計算。3.0.4氫氣罐和罐區(qū)之間的防火，應符合下列規(guī)定：濕式氫氣罐之間的防火間距，不應小于相鄰較大罐(罐徑較大者，下同)的半徑；臥式氫氣罐之間的防火間距，不應小于相鄰較大罐直徑的2/3式罐之間、球形罐炎間的防火間距，不應小于相鄰較大罐的直徑。臥式、立式、球式氫氣罐與濕式氫氣罐之間的防火間距，應按其中較大者確定；一組臥式或立式或球形氫氣罐的總容積，不應超過30000m3。組與組的防火間距，臥式氫氣罐的不應小于相鄰較大罐長度的一半，立式、球形罐不應小于相鄰較大罐的直徑，并不應小于10m。3.0.5氫氣站需與其它車間呈L形、II形或III形毗連布置時，應符合下列規(guī)定：站房面積不得超過1000m2；毗連的墻應為無門、窗、洞的防火墻；不得同熱處理、鍛壓、焊接等有明火作業(yè)的車間相連；宜布置在廠房的端部，與之相連的建筑物耐火等組不應低于二級；供氫氣站內氫氣實瓶數(shù)不超過60瓶或占地面積不超過500m2時，可與耐火等級不低于二級的用氫車間或其他非明火作業(yè)的丁、戊類車間毗連，其毗連的墻應為無門、窗、洞的防爆防護墻，并宜布置在靠廠房的外墻或端部。氫氣站內的氫氣罐瓶間、實瓶間、空瓶間，宜布置在廠房和邊緣部分。工藝系統(tǒng)4.0.1氫氣站制氫系統(tǒng)的類型應按下列因素確定：氫氣站的規(guī)模；當?shù)貧湓礌顩r，制氫用原料及電力的供應狀況；用戶對氫氣純度及其雜質含量、壓力的要求；用戶使用氫氣的特性，如負荷變化情況、連續(xù)性要求等；制氫系統(tǒng)的技術經(jīng)濟參數(shù)、特性。4.0.2電解制氫系統(tǒng)應設有下列裝置：設置壓力調解裝置，以維持水電解槽出口氫氣與氧氣之間一定的壓力差值，宜小于0.5KPa；每套水電解制氫裝置的氫出氣管與氫氣總管之間、氧出氣管與氧氣總管之間，應設放空管、切斷閥和取樣分析閥；設有原料水制備裝置，包括原料水箱、原料水泵等。原料水泵出口壓力應與制氫系統(tǒng)工作壓力相適應。設有堿液配制、回收裝置。水電解槽入口應設堿液過濾器。4.0.3水電解制氫系統(tǒng)制取的氧氣，可根據(jù)需要進行回收或直接排入大氣，并應符合下列規(guī)定：當回收電解氧氣時，必須設置氧氣中氫自動分析儀和手工分析裝置，并設有氧中氫超濃度報警裝置。電解氧氣回收或直接排入大氣時，均應措施保持氧氣與氫氣壓力的平衡。變壓吸附提純氫系統(tǒng)的設置，應根據(jù)下列因素確定：擬用原料氣的壓力、組成和雜質含量；產(chǎn)品氫氣的壓力、純度和雜質的含量；氫氣使用的連續(xù)性、負荷變化狀況；技術經(jīng)濟參數(shù)。4.0.5變壓吸附提純氫系統(tǒng)，應設有下列裝置：原料氣的預處理設施(視原料氣中的雜質含量確定)；吸附器組及程序控制閥；氫氣的精制(視用戶對氫氣純度及雜質含量等要求確定)；氫氣和解吸氣的緩沖設施；解吸器回收利用設施；根據(jù)需要設置原料氣、產(chǎn)品氫氣、解吸氣的增壓設施。4.0.6甲醇轉化制氫系統(tǒng)，應設有下列裝置：原料甲醇及脫鹽水的儲存、輸送裝置；甲醇轉化反應器及其輔助裝置，如加熱爐或加熱器、熱回收設備等；變壓吸附提純氫裝置。4.0.7氫氣壓縮機前應設氫氣緩沖罐。數(shù)臺氫氣壓縮可并聯(lián)從同一氫氣管道吸氣，但應采取措施確保吸氣側氫氣為正壓。輸送氫氣用壓縮機后應設氫氣罐，并應在氫氣壓縮機的進氣管與排氣管之間設旁通管。4.0.8氫氣壓縮機安全保護裝置的設置，應符合下列規(guī)定：壓縮機出口與第1個切斷閥之間應設安全閥；壓縮機進、出口應設高低壓報警和超限停機裝置；潤滑油系統(tǒng)應設油壓過低或油溫過高的報警裝置；壓縮機的冷卻水系統(tǒng)應設溫度或壓力報警和停機裝置；壓縮機進、出口管路應設有置換吹掃口。4.0.9氫氣站、供氫站一般采用氣態(tài)儲存氫氣，主要有高、中、低壓氫氣罐，金屬氫化物儲氫裝置通常應符合下列要求：儲氫量應滿足制氫或供氫系統(tǒng)的供氫能力與用戶用氫壓力、流量均衡連續(xù)的要求；采用金屬氫化物儲氫裝置時，應設有氫氣純化裝置、換熱裝置及相應的控制閥門等；供氫站采用高壓氫氣罐儲存時，應設有倒氣用氫氣壓縮機。4.0.10氫氣站、供氫站的氫氣罐安全設施設置，應符合下列規(guī)定：應設有安全泄壓裝置，如安全閥等；氫氣罐頂部最高點，應設氫氣放空管；應設壓力測量儀表；應設氮氣吹掃置換接口。4.0.11各類制氫系統(tǒng)中，設備及其管道內的冷凝水，均應經(jīng)各的專用疏水裝置或排水水封排至室外。水封上的氣體放管，應分別接至室外安全處。4.0.12各類制氫系統(tǒng)中的氫氣純化設備，應根據(jù)純化前后的氫氣壓力，純度及雜質含量和純化用材料的品種、活化與再生方法等確定。4.0.13應設有超壓泄放用安全閥；應設有氫氣回流閥，氫氣回流至氫氣壓縮機前管路或氫氣緩沖罐；應設有分組切斷閥，壓力顯示儀表；應設有吹掃放空閥，放空管應接至室外安全處；應設有氣瓶內余氣及含氧量測試儀表。4.0.14當氫氣用氣設備對氫氣含塵量有要求時，應在送氫管道上設置相應精度的氣體過濾器。4.0.15各類制氫系統(tǒng)、供氫系統(tǒng)，均應設有含氧量小于0.5%的氮氣置換吹掃設施。5設備選擇5.0.1氫氣站的設計容量，應根據(jù)氫氣的用途、使用特點。宜按下列因素確定：各類用氫設備的晝夜平均小時耗量或班平均小時耗量；連續(xù)用氫設備的最大小時耗量與其余用氫設備的晝夜平均小時耗量或班平均小時耗量之和；外銷氫氣的氫氣站，應根據(jù)外供氫氣量或市場需求狀況和商業(yè)的經(jīng)濟規(guī)模確定。5.0.2水電解制氫裝置的型號、容量和臺數(shù)，應根據(jù)下列因素經(jīng)技術經(jīng)濟比較后確定：根據(jù)氫氣耗量、使用特點等合理選用電耗小、電解小室電壓低、價格合理、性能可靠的水電解制氫裝置；新建氫氣站設置2臺及以上水電解制氫裝置時，其型號宜相同；不電解制氫裝置宜設備用，當采取儲氣等措施確保不中斷供氣或與用氣設備同步檢修量，可不設備用。5.0.3水電解制氫裝置所無原則的原料水制備、堿液制備等輔助設備，宜下列要求選用;原料水制取裝置的容量，不應小于4h原料水耗量，原料水儲水箱容積不應小于8h原料水耗量；原料水泵供水壓力，應大于制氫裝置工作壓力；原料水制取裝置、儲水箱及其水泵的材質，應采用不污染原料水水質和耐腐蝕的材料制作；堿液箱容積，應大于每套水電解制氫裝置及堿液管道的全部體積之和；堿液泵的流量，可按每套水電解制氫裝置所需堿液量和罐注時間確定地。5.0.4變壓吸附提純系統(tǒng)的吸附器組的容量和吸附器數(shù)量，應根據(jù)下列因素經(jīng)技術經(jīng)濟比較后確定：原料氣的壓力、組成和產(chǎn)品氫氣的純度、雜質含量、壓力；產(chǎn)品氫氣的耗量和用氫特點；氫氣回收率。5.0.5甲醇轉化制氫系統(tǒng)的容量，應按下列因素確定：產(chǎn)品氫氣的耗量和用氫特點；產(chǎn)品氫氣的純度、雜質含量和壓力；氫氣回收率；甲醇的儲存、輸送應符合相關國家標準的規(guī)定；現(xiàn)場工作。5.0.6氫氣儲存方式，應根據(jù)下列因素經(jīng)技術經(jīng)濟比較后確定：氫氣站規(guī)模、用氫設備耗量和使用特性；儲氫系統(tǒng)輸入壓力、供氫壓力；現(xiàn)場工作條件。5.0.7氫氣罐的形式，應根據(jù)所無原則儲存的氫氣容量、壓力狀況確定。當氫氣壓力小于6Kpa時，應選