DB6505T175-2023制氢加氢一体站技术规范.pdf

ICS 13.100 CCS C 67 6505 哈密市地方标准 DB 6505/T 1752023 制氢加氢一体站技术规范 Technical specifications for hydrogen producing and refueling integrated station 2023-11-25 发布 2023-12-25 实施 哈密市市场监督管理局 发 布 DB 6505/T 1752023 I 目次 前言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.2 4 基本要求.2 5 站址选择及站内布置.3 6 工艺系统.4 6.1 制氢系统.4 6.2 压缩机.4 6.3 氢气储存系统.5 6.4 氢气加注系统.5 6.5 管道及临氢材料.5 7 安全设施.5 7.1 紧急切断和泄放装置.5 7.2 报警装置.6 7.3 供配电.6 7.4 消防设施及给水排水.6 7.5 防雷防静电.7 8 安全管理.7 9 采暖通风、建（构）筑物、绿化.7 10 安装及验收.8 DB 6505/T 1752023 II 前言 本文件按照GB/T 1.12020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。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由哈密市工业和信息化局提出并归口。本文件起草单位：哈密市工业和信息化局、中石化石油化工科学研究院有限公司、中石化北方能源（大连）有限公司、大连标准认证研究院有限公司。本文件主要起草人：蒋笑阳、刘晶、窦仁才、朱毅、张博、徐润、夏国富、栾学斌、刘铉东、王细凤、袁照路、夏鹏。对本文件的意见建议，请反馈至哈密市工业和信息化局（哈密市伊州区建设东路7号）、哈密市市场监督管理局（哈密市伊州区前进西路14号）。哈密市工业和信息化局联系电话：[phone]，传真：[phone]，邮编：839000。哈密市市场监督管理局联系电话：[phone]，传真：[phone]，邮编：839000。DB 6505/T 1752023 1 制氢加氢一体站技术规范 1 范围 本文件规定了制氢加氢一体站的基本要求、站址选择及站内布置、工艺系统、安全设施、安全管理、采暖通风、建（构）筑物、绿化、安装及验收。本文件适用于采用烃类、醇类、水和液氨为原料，制取燃料电池用氢气的制氢加氢一体站的新建、改建、扩建工程，同时适用于现有加氢站、加油加气站增加制氢或加氢设备的改扩建工程。本文件适用于连续制氢能力在3000 kg/d以内的制氢加氢一体站。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。GB 4962 氢气使用安全技术规程 GB 8978 污水综合排放标准 GB/T 14976 流体输送用不锈钢无缝钢管 GB 16297 大气污染物综合排放标准 GB 18599 一般工业固体废物贮存和填埋污染控制标准 GB/T 19773 变压吸附提纯氢系统技术要求 GB/T 20801（所有部分）压力管道规范 工业管道 GB/T 24499 氢气、氢能与氢能系统术语 GB/T 29328-2018 重要电力用户供电电源及自备应急电源配置技术规范 GB/T 29729 氢系统安全的基本要求 GB/T 31138 加氢机 GB/T 34540 甲醇转化变压吸附制氢系统技术要求 GB/T 34542.2 氢气储存输送系统 第2部分：金属材料与氢环境相容性试验方法 GB/T 34542.3 氢气储存输送系统 第3部分：金属材料氢脆敏感度试验方法 GB/T 34583 加氢站用储气装置安全技术要求 GB/T 34584 加氢站安全技术规范 GB/T 37244 质子交换膜燃料电池汽车用燃料 氢气 GB/T 37562 压力型水电解制氢系统技术条件 GB/T 37563 压力型水电解制氢系统安全要求 GB 50009 建筑结构荷载规范 GB 50016-2014（2018版）建筑设计防火规范 GB 50057 建筑物防雷设计规范 GB 50058 爆炸危险环境电力装置设计规范 GB/T 50087 工业企业噪声控制设计规范 GB 50156-2021 汽车加油加气加氢站技术标准 GB 50160-2008（2018版）石油化工企业设计防火标准 DB 6505/T 1752023 2 GB 50177 氢气站设计规范 GB 50204-2015 混凝土结构工程施工质量验收规范 GB/T 50493 石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准 GB 50516-2010（2021版）加氢站技术规范 GB 50974 消防给水及消火栓系统技术规范 3 术语和定义 GB/T 24499和GB 50516界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1 制氢加氢一体站 hydrogen producing and refueling integrated station 将制氢设备和加氢设施布置在一起的为氢燃料电池汽车储氢瓶充装氢燃料的专门场所。来源：GB 50516-2010（2021 版），2.0.1、2.0.2，有修改 3.2 站内制氢系统 on-site hydrogen producing system 在加氢站内设置的制氢系统，且氢气总产能不大于 3000 kg/d，将制氢原料转化为氢气的成套设备，通常是制氢、纯化、压缩及其配套设施的总称。来源：GB 50516-2010（2021 版），2.0.2，有修改 3.3 制氢原料 raw materials for hydrogen production 输入到制氢设备中作为反应物或作为能源的化学物质，包括烃类、醇类、水和液氨。3.4 充卸氢 filling and unloading hydrogen 氢气集装管束车充入或卸出氢气。来源：GB 50516-2010（2021 版），2.0.18，2.0.18A 有修改 3.5 加氢机 hydrogen dispenser 给交通运输工具的储氢瓶充装氢气，并具有控制、计量、计价等功能的专用设备。来源：GB 50516-2010（2021 版），2.0.8 3.6 氢气储存系统 hydrogen storage system 用于储存气态氢的压力容器与必要的安全附件及压力检测、显示仪器等。来源：GB 50516-2010（2021 版），2.0.10，有修改 4 基本要求 4.1 制氢加氢一体站（以下简称“一体站”）采用站内制氢系统供氢，可与天然气加气站、加油站、和充（换）电站联合建站。4.2 独立一体站的等级划分应符合 GB 50177、GB 50516 的规定，如表 1 所示，与油、气等合建站等级划分应符合 GB 50156 的规定，与充（换）电站合建站等级划分应符合 GB/T 34584 的规定。站内制氢系统的原料缓存储量不应大于一昼夜的需求量。表1 独立制氢加氢一体站等级划分 DB 6505/T 1752023 3 等级 原料容量（m3）储氢容器容量（kg）总容量 G 单罐容量 总容量 G 单罐容量 一级 150G210 50 5000G8000 2000 二级 90G150 50 3000G5000 1500 三级 G90 30 G3000 800 注1：液氢罐的单罐容量不受本表中单罐容量的限制。注2：以水为原料的储存量不受此表限制。4.3 一体站主要包括制氢系统和加氢系统两部分。其中，制氢系统主要包括制氢、纯化及配套设施；加氢系统主要包括充卸氢、压缩、存储、加氢及配套设施。4.4 站内设备设计制造应考虑高度自动化和事故状态下自动泄放危害的相互作用引发的风险，制氢系统与加氢系统应设置防护和隔离措施。4.5 站内设备运行噪音应符合 GB/T 50087 及运行场所的噪音控制要求。一体站内产生的废气排放应符合 GB 16297 的规定，废水处理应符合 GB 8978 的规定，固体废弃物排放应符合 GB 18599 及地方环保的有关规定。4.6 站内制氢系统除应符合本文件规定外，还应符合 GB 50156 和 GB 50177 的有关规定。4.7 站内储氢容器数量及规模应根据站内制氢系统生产能力、氢燃料电池汽车及氢气天然气混合燃料汽车数量和储氢容器压力等级等因素确定。4.8 用于氢燃料电池汽车等氢气的质量应符合 GB/T 37244 的规定。4.9 氢气的计量应符合 GB 50516 和 GB 50156 的有关规定。4.10 氢系统危险因素及风险控制按照 GB/T 29729 和 GB 4962 的有关规定执行。4.11 一体站建设项目的安全设施应与主体工程同时设计、同时施工、同时投入生产和使用。4.12 一体站宜考虑突发事故状态下，系统自动泄放所产生的环境影响。5 站址选择及站内布置 5.1 城市中心区不应建设一级制氢加氢一体站。5.2 一体站的建设应符合当地城镇规划和产业布局的要求，宜布置在交通便利的区域，但不应在城市主干道的交叉路口附近。5.3 一体站不应设置在地质灾害易发区域，受洪水、潮水和内涝威胁的区域。5.4 一体站站址选择应满足 GB 50156-2021 中第 4 章的规定，同时应符合安全生产、环境保护等相关法律法规，站内总平面布置应符合 GB 50156-2021 中第 5 章的规定。5.5 一体站站内各设施与站外建（构）筑物、道路等的防火间距应符合国家、地方有关标准及以下规定：a)制氢系统的制氢原料储存设施参照埋地汽油储罐，应满足 GB 50016-2014（2018 版）中表 4.2.1和 GB 50156-2021 中表 4.0.4 的规定，以水为原料的储存罐不受此条限制；b)制氢系统的制氢装置应满足 GB 50177-2005 中表 3.0.2 的规定；c)加氢部分应满足 GB 50156-2021 中表 4.0.8 中的规定；d)参照 GB 50156-2021 中 4.0.8，站内加氢工艺设施与站外建筑物、构筑物之间设置有符合规定 的实体防护墙时，相应安全间距（对重要公共建筑除外）不应低于规定的安全间距的 50%，且不应小于 8m。5.6 一体站站内各设施之间的防火间距应符合以下规定：DB 6505/T 1752023 4 a)制氢系统的制氢装置与氢气压缩机及加氢系统的相关设施间距应满足 GB 50516-2010（2021版）中表 5.0.1A 的规定；b)制氢系统内部相关设施之间防火距离应满足 GB 50177 的规定；c)各设施防火间距除应执行以上规定外，尚应符合国家及地方现行有关标准规定。5.7 一体站内防爆和非防爆的设备应满足防爆区设置要求，水冷机组、脱盐水设备、空压制氮设备、闭式冷却塔如按非防爆辅助设备考虑，应布置在设备爆炸危险区外。5.8 制氢系统应安装牢固，支撑设备或组件应能满足 GB 50009 的要求，避免系统和设备受到低温和地震的不利影响。6 工艺系统 6.1 制氢系统 6.1.1 一体站内的制氢系统工艺包括：a)烃类蒸汽重整制氢。适合制氢的烃类原料分为气态烃和液态烃两类，净化处理后烃类原料与蒸汽混合在催化剂作用下，经重整、变换等工艺过程制取富氢气体，富氢气体进一步提纯后可获得满足燃料电池要求的氢气；b)醇类蒸汽重整制氢。醇类原料和水在一定温度、压力条件下，通过催化剂作用，经重整、变换等工艺过程制取富氢气体，富氢气体进一步提纯后可获得满足燃料电池要求的氢气。针对甲醇制氢技术可按 GB/T 34540 的规定执行；c)水电解制氢。在直流电的作用下，原料水分子在电极上发生电化学反应，分解为氢气和氧气，阴极产生的氢气经氢水分离等过程制取富氢气体，富氢气体进一步提纯后可获得满足燃料电池要求的氢气。针对水电解制氢技术可按 GB/T 37562 的规定执行；d)氨裂解制氢。氨气在一定温度、一定压力条件下，通过催化剂作用，裂解为氢氮混合气体，根据需要是否进一步提纯，制取符合相应要求的氢气；e)提纯氢。以各类富含氢气的气体为原料，采用变压吸附法、化学反应定向除杂、膜分离等方法，从富氢原料气中提取氢气的工艺过程，制取符合相应要求的氢气。针对氢气提纯应按 GB/T 19773 的规定执行。6.2 一体站内制氢系统应设置制氢原料储存设施，制氢原料的质量应符合工艺设计要求，每月应至少对原料储存设施内的原料进行 1 次质量检测，外采原料时每次卸车前均应进行原料质量检测。6.3 站内制氢工艺系统及辅助单元各设备应根据制氢、加氢的规模、用气特征、氢气质量要求及当地制氢原料、电力供应等进行合理配置。6.4 醇类工艺设施宜参照汽油罐按 GB 50156-2021 中相关规定执行考虑，气态烃类工艺设施宜参照压缩天然气（CNG）按 GB 50156-2021 相关规定执行，液氨工艺设施宜参照 GB 50160-2008（2018 版）的相关规定执行。6.5 一体站站内制氢系统宜为撬装式设备，满足公路运输要求，且对于连续生产能力不超过 1000kg/d和 2000kg/d 的制氢设备，其占地面积分别不宜超过 70m2和 100m2，内部储氢容积分别不宜大于 8m3和12m3。6.6 一体站站内制氢系统应设置在线产品氢气质量检测装置并对其进行校正，每月不宜少于 1 次。6.7 一体站应将产品氢气送至具有氢气检测资质的单位进行质量检测，每 6 个月不少于 1 次。6.8 对外经营的一体站在投入运行前，应取得气瓶（移动式压力容器）充装许可证。6.9 压缩机 DB 6505/T 1752023 5 6.9.1 站内制氢系统的自产氢气经制氢增压压缩机增压至相关压力后，送至加氢系统的中间氢气存储罐内；再经加氢系统高压压缩机增压后进行高压存储设施内储存。6.9.2 氢气压缩机的选型、布置和安全保护装置设置应符合 GB 50516 和 GB 50156 的有关规定。6.9.3 压缩机前应设置缓冲罐，确保压缩机进气侧为正压，且压缩机进气管和排气管间应设置旁路管道，缓冲罐可按照压缩机的附属设施考虑安全间距。6.9.4 压缩机进、出口与第一个切断阀之间，应设置安全阀；压缩机进、出口管路应设置氮气吹扫口。6.10 氢气储存系统 6.10.1 一体站内氢气储存系统的工作压力应根据所需加氢的氢能汽车车载储气瓶的充氢压力确定。当充氢压力为 35MPa 时，站内氢气储存系统的工作压力不宜超过 45MPa；当充氢压力为 70MPa 时，站内氢气储存系统的工作压力不宜超过 87.5MPa。6.10.2 一体站内高压氢气储存系统宜选用相同规格和型号的固定式储氢容器或者储氢井，并设置安全泄压装置且泄放量不得低于压缩机的最大排气量。6.10.3 一体站内氢气存储压力容器应符合 GB/T 34583 和 GB 50156 的有关规定。6.10.4 一体站内制氢系统应有氢气缓冲容器，氢气缓冲容器应符合 GB 50177 相关规定。6.11 氢气加注系统 6.11.1 氢气加氢机的数量应根据所需加氢的氢能汽车数量、每辆汽车所需的氢气充装量、储氢容器容积及氢气压缩机的排气量等因素确定。加氢机应设置在室外或通风良好的箱柜内。6.11.2 氢气加氢机的各项性能指标应符合 GB/T 31138 的有关规定。6.11.3 氢气加氢机应具有充装、计量和控制功能，并符合 GB 50156 和 GB/T 34584 的有关规定。6.11.4 加氢机应设置脱枪保护装置，加氢机的加氢软管应设置拉断阀。6.12 管道及临氢材料 6.12.1 一体站内氢气管道应选用高压无缝钢管，其性能应符合 GB 50156、GB 50177 和 GB/T 14976 的有关规定，站内其余管道应符合 GB/T 20801（所有部分）的要求。6.12.2 一体站内氢气系统使用的临氢材料应选用经试验验证具有良好氢相容性的金属材料,具体可参照 GB 50516-2010（2021 版）第 6.5 节、GB50156-2021 第 10.6 节。氢气管道材质应具有与氢良好相容的特性。设计压力大于或等于 20MPa 的氢气管道应采用 316/316L 双牌号钢或经实验验证的具有良好的氢相容性的材料。316/316L 双牌号钢常温机械性能应满足两个牌号中机械性能的较高值，化学成分应满足 L 级的要求，且镍（Ni）含量不应小于 12%，许用应力应按 316 号钢选取。6.12.3 金属材料氢相容性试验应符合 GB/T 34542.2 和 GB/T 34542.3 的规定。6.12.4 氢气管道的连接应符合 GB 50516-2021 第 10.6.3 节的规定；氢气放空管的设置应符合 GB 50156-2021 第 10.6.5 节的规定，且设计压力不应小于 1.6 MPa。7 安全设施 7.1 紧急切断和泄放装置 7.1.1 一体站应设置安全运行联锁紧急切断系统，该系统应能在事故状态下迅速切断站内制氢系统、氢气压缩系统和氢气加注系统的电源，并关闭站内氢气传输管道的阀门。紧急切断系统应具有失效保护功能。7.1.2 一体站电源的切断一般通过断路保护器实现，断路保护器一般安装在配电柜内；管道的紧急切DB 6505/T 1752023 6 断一般通过紧急切断阀实现，紧急切断阀通过控制柜内的 DCS 或 PLC 控制系统实现。7.1.3 紧急切断系统应至少设置两处启动开关，且其位置应处于加氢现场工作人员容易接近的位置和控制室或值班室内。工艺设备的电源和工艺管道上的紧急切断阀应能由手动启动的远程控制切断系统操纵关闭。7.1.4 紧急切断系统应只能手动复位。7.1.5 压缩机进、出口与第一个切断阀之间应设安全阀，安全阀应选用全启式安全阀。7.1.6 固定式储氢容器应设置安全阀和放空管道，安全阀前后应分别设 1 个全通径切断阀，并应设置为铅封开或锁开；当拆卸安全阀时，有不影响其他储氢容器和管道放空的措施，则安全阀前后可不设切断阀。安全阀应设安全阀副线，副线上应设置可现场手动和远程控制操作的紧急放空阀门。安全阀的排放能力不应小于相应压缩机的最大排气量。7.1.7 加氢机应设置安全泄压装置，安全阀应选用全启式安全阀，安全阀的整定压力不应大于车载储氢瓶的最大允许工作压力或设计压力。7.1.8 制氢原料烃类、醇类、液氨等是易燃、易爆或有毒介质，其接卸、存储、输转应考虑紧急切断并与站内报警、切断、泄放等系统统一规划。7.2 报警装置 7.2.1 一体站内应设置氢气浓度报警仪、可燃气体报警仪和火焰报警探测器，同时根据介质特性设置有毒气体报警仪。7.2.2 一体站内制氢系统、氢气储存系统和加氢机等易积聚泄漏氢气的设施按 GB 50156、GB 50177、GB/T 37563 和 GB/T 19773 的有关规定设置各项报警设施。7.2.3 制氢系统、氢气储存系统和加氢机等易积聚泄漏氢气的场所应设置氢气浓度超限报警装置，检测报警系统采用分级报警，一级报警设定值为空气中氢气的浓度达到 0.4%（体积分数），应触发声光报警。二级报警设定值为空气中氢气的浓度达到 1%（体积分数），除启动一级报警措施外，应启动事故排风风机。三级报警设定值为空气中氢气的浓度达到 1.6%（体积分数），除启动一、二级报警措施外，应触发紧急切断系统。7.2.4 氢气存储压力容器应按照压力等级的不同，分别设置各自的超压报警和低压报警装置，并按 GB 50156 设置安全防护。7.2.5 站内制氢系统应具有一键停机、事故状态联锁停机、异常报警等功能。7.2.6 可燃气体检测报警系统的各检测报警装置及仪器应定期进行检测，并应由有资格的检测单位进行检测和提供相应检测报告。7.3 供配电 7.3.1 站内制氢系统、氢气储存系统、氢气加氢机、控制室和营业室等场所均应设置应急照明装置,连续供电时间不应少于 90 min。7.3.2 有爆炸风险的房间或区域内的电气设施的选型、安装和敷设均应符合 GB 50058 和 GB 50156 的有关规定。7.3.3 控制及信息系统应设置不间断供电电源，供电时间不宜少于 60min。7.3.4 一体站内的电气设施及供电应按 GB 50177-2005 第 8 章及 GB 50156-2021 第 13.1 节的相关规定执行。7.3.5 一体站应按照保安负荷 120%的标准配置自备应急电源，应按照 GB/T 29328-2018 中表 D.2 的规定进行选择确定。7.4 消防设施及给水排水 DB 6505/T 1752023 7 7.4.1 一体站应设置消火栓消防给水系统，并应符合 GB 50016、GB 50156 和 GB 50974 的有关规定。7.4.2 站内的消防和及其它相关安全设施应按 GB 50156 的规定执行。7.4.3 站内的给水排水系统应按 GB 50156-2021 第 12 章和 GB 50177-2005 第 10 章的规定执行。7.4.4 如站内相关设备存在污水排放行为，污水应集中收集处理，保证雨污分流，污水不得排入雨水管道。7.5 防雷防静电 7.5.1 一体站内应设置可靠的避雷设施，并满足 GB 50177-2005 第 9 章、GB 50156-2021 第 13.2 节以及 GB 50057 和 GB 50058 的有关规定。7.5.2 一体站内设备及管道的防静电接地按 GB 50177-2005 第 9 章及 GB 50156-2021 第 13.2 节相关规定执行。7.5.3 储氢容器必须进行防雷接地，且接地点不应少于 2 处。7.5.4 站内制氢系统、氢气储存系统、加氢机、管道及阀门等均应设置防静电接地装置。7.5.5 静电接地宜与其它接地公用接地体，接地电阻不应大于 4。7.5.6 氢气等可燃物管道上的法兰连接处应采用金属线跨接，跨接电阻应小于 0.03。7.5.7 一体站内具有爆炸危险区域的建构物防雷分类不应低于第二类防雷建筑。站内设备、管道、构架、和凸出屋面的通风风管、氢气放空管等物体的防雷设施应接到防雷电感应的接地装置上，应符合 GB 50057 的有关规定。8 安全管理 8.1 操作和维修人员进入工作场所，应先消除自身静电，不得穿戴化纤工作服、工作帽和带钉鞋，严禁带入火种。8.2 氢气设备、管道和容器内，在投入运行前、检修动火作业前或长期停用前后，均应采用氮气进行吹扫置换，并应取样分析含氢量不超过 0.2%（体积分数）或含氧量不超过 0.5%（体积分数）后再进行作业。8.3 氢气系统运行中的安全管理，除应符合 GB 50156 和 GB/T 34584 的有关规定外，还应结合加氢站现场实际情况安全操作规程、氢气事故处理规程和应急预案，并定期组织应急演练。8.4 现场作业人员应熟练掌握紧急情况下的应急处理和紧急避险，经安全考试合格后方可进场。8.5 一体站应设置中央监控和数据采集系统，实时采集和记录各主要工艺设备的运行状态及参数。8.6 在一体站进出口、制氢系统、氢气储存区、氢气加注区、营业室、控制室、配电间等区域应设不间断视频监控，并把监控视频上传数据采集系统并做数据备份。9 采暖通风、建（构）筑物、绿化 9.1 站内的采暖通风应按照 GB 50156-2021 第 14 章的规定执行。9.2 站内制氢系统需保持良好通风，保障制氢区域氢气泄漏可及时放散后不聚集，对于封闭式或半封闭式制氢设施，应采用强制通风，通风设备的通风能力在工艺设备工作期间应按每小时换气 12 次计算，在工艺设备非工作期间应按每小时换气 5 次计算。通风设备应为防爆设备，并应与可燃气体浓度报警器联锁。9.3 站内建（构）筑物、绿化应满足 GB50156-2011 第 14 章、GB 50177-2005 第 7 章的相关规定。9.4 制氢系统作业区内不得种植油性植物，不应种植树木和易造成可燃气体积聚的其它植物。DB 6505/T 1752023 8 10 安装及验收 10.1 撬装制氢装置应在出厂前完成整体检验，测试合格后在一体站内集成安装，安装测试需再次进行强度试验、气密试验、泄漏量试验和压力实验。10.2 一体站内的设备、管道安装及验收，对于制氢部分应满足 GB 50177 相关规定，对于加氢部分应符合 GB 50156-2021 第 15 章和 GB 50516-2010（2021 版）第 12 章相关规定。10.3 一体站内制氢系统的压缩机选型、安装、验收和使用应符合 GB 50156 和 GB/T 29729 等的有关规定。10.4 一体站内设备基础验收应满足 GB 50204-2015 中第 8 章的相关规定。