DB13-T 5751-2023 撬装式水电解制氢系统通用技术要求

27.180CCS

F

1913 DB

13/T

5751—2023撬装式水电解制氢系统通用技术要求 河北省市场监督管理局 发

布DB

13/T

5751—2023本文件按照GB/T

1.1—《标准化工作导则第1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。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。曹倩。IIDB

13/T

5751—20231 范围要求、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，注日期的引用适用于本文件。GB

150.1～150.4 压力容器GB

151 热交换器GB/T

1413 1集装箱

分类、尺寸和额定质量GB/T

7445-1995 纯氢、高纯氢和超纯氢GB/T

8163 输送气体用无缝钢管GB/T

14976 流体输送用不锈钢无缝钢管GB

32311-2015 水电解制氢系统能效限定值与能效等级GB/T

压力型水电解制氢系统技术条件GB

50016建筑设计防火规范GB

50030 氧气站设计规范GB

50052 低压配电设计规范GB

50057 建筑物防雷设计规范GB

50058 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB

50073 洁净厂房设计规范GB

50171 电气装置安装工程盘、柜二次回路接线施工及验收规范GB

50177 氢气站设计规范GB

50303 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/T

钢制焊接常压容器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。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。箱顶 container

指箱体非危险区域的顶。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

。DB

13/T

5751—2023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

。箱盖 container

cover指箱体危险区域的顶。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。非危险区域

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。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

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24 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

撬装结构5.1.1

20

英尺，40

英尺或

1413

的规定，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。5.1.2

可选用厚度为

～5mm

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（GB

50016）。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)

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

50016

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

GB

50177

的规定；d)

压缩机间宜采用半敞开或敞开式的结构。5.1.7击时不产生火花的材料。5.1.8 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。DB

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5751—20235.1.10 箱体起吊点不应少于

4

箱体布置5.2.1 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。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、、冷却水及仪表气等要求，应符合

GB/T

37562

的规定。5.3.3 造、检验和验收应符合

150、GB

及

TSG21

的规定，常压容器应符合

的规定。5.3.4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 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。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

GB

50177

的规定。5.4.3 氢气管路应采用无缝钢管，符合

GB/T

8163

和

GB/T

14976

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

50073

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

GB

50177

的规定。5.4.5 氢气管道的法兰、垫片的选择应符合

GB

50177

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

的要求进行脱脂处理。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 撬装系统供电应按

规定的负荷分级，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

GB

50058

的规定，不应低于氢气爆炸混合物的级别、组别（Ⅱ5.5.4 上方，箱体内宜设置应急照明电源。5.5.5 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：——当氢气或氧气纯度低于设计下限时；DB

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5751—2023——分离器液位低于设计下限或液位差大于设计上限时；——系统压力高于设定上限时；——碱液/纯水循环量低于设计下限时；——发生电力故障时；——槽温高于设计上限时；——仪表气源压力低于设计下限时；——监测的空气中氢浓度超过

1%（体积分数）时。防雷、防静电与接地5.6.1 箱式装置应按

50057

和

GB

50058

的有关规定设置防雷接地措施。5.6.2 箱体内按用途分有电气设备工作()个总的接地装置时，其接地电阻应符合其中最小值要求，且不大于

10Ω。5.6.3 地装置上。管道法兰、阀门等连接处，应采用金属线跨接。5.6.4 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。5.6.5 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。5.6.6 电缆槽应设有排水孔。5.6.7 变压器宜选用干式变压器。给排水及消防5.7.1

冷却水系统，宜采用闭式循环水。5.7.2

冷却水供水压力宜为

～。水质及排水温度，应符合

GB/T

的要求。5.7.3

宜装设断水保护装置。5.7.4

箱体内各区域，可根据区域大小配备二氧化碳、“干粉”等灭火器材。采暖通风5.8.1箱内温度应维持在

5℃～℃，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。5.8.2 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。5.8.3

3

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间距不小于4.5

5.8.4 危险区域内的事故排风机的选型，应符合

GB

50058

的规定，不应低于氢气爆炸混合物的级别、组别（Ⅱ5.8.5 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。安装整流配电系统、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：5.9.1 系统的组装及安装应按设计文件、技术要求或工程设计文件进行。5.9.2盘柜、线缆和仪器仪表等应检验合格，符合施工要求。5.9.3 管路及附件应检验合格，并具有有效的质量证明文件。5.9.4撬块内设备采用整体组装方式，组装完成后按

6.1

和

6.2

进行气密性试验和泄漏率试验。5.9.5 系统管路和附件的安装应符合

50177、GB

50030

的要求。5.9.6氢气管道焊接完成后应进行下列试验：a)

氢气管道应用氮气或清洁空气按

GB

50177

进行强度试验、气密性试验及泄漏量试验；b)

泄漏量试验合格后，用氮气或干燥无油的空气，以不小于

口无铁锈、无尘土及其他脏物为合格；5.9.7 电气柜及二次回路的安装应符合

GB

50171

的有关规定。DB

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5751—20235.9.8 照明装置及线路安装应符合

GB

50303

的有关规定。6 试验方法气密性试验6.1.1

水电解制氢系统使用氮气进行气密性试验。6.1.2

，应采用涂刷专用检漏液的方法，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。泄漏率试验水电解制氢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0.5%为合格。平均每小时泄漏率A按式（1）计算：𝑡

𝑡

(1−𝑝1𝑇2

)

A

=

100

𝑝2𝑇1

……（1）A

平均每小时泄漏率，%；t

试验时间，单位为小时(h)；𝑝1

,

𝑝2

—— 试验开始、结束时的绝对压力，单位为兆帕(MPa)；𝑇1

,

𝑇2

—— 试验开始、结束时的气体热力学温度，单位为开尔文。冷却水管线上温度表、压力表直接读数。最大氢气产量按GB/T

37562-2009中附录B、C容积法或电流法测定最大氢气产量。出口氢气含水量分析管线上的露点分析仪直接读数。出口氢气含氧量GB/T

7445-1995中的测定出口氢气含氧量。能耗计算按GB/T

32311-2015中附录B计算。DB

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5751—2023

附 录 A（资料性）典型的撬装式水电解制氢系统组成图撬装式水电解制氢系统的主体设备为电解槽。电解槽由若干个电解小室组成，每个电解小室由电极、隔膜和电解质构成。根据所产氢气、氧气用途而配置的箱体、气液处理装置、纯化装置、水箱、加水泵、整流配电柜、控制柜等，与电解槽构成了整个撬装式制氢系统。典型的撬装式水电解制氢系统组成图见图A.1。图图

A.1 典型的撬装式水电解制氢系统组成图DB

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5751—2023参 考 文

献[1]

GB/T

4237

不锈钢热轧钢板[2]

GB

4962

氢气使用安全技术规程[3]

G